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Anlage zur Placierung eines zu schweissenden Stückes
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und zur Verschweissung dieses Stückes mit einem anderen Stück anderen
Stück Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Placierung eines länglichen
Stückes, wie z.B. eines Bleches, gegenüber einem anderen Stück und zur Zusammenschweissung
dieser Stücke. Die Vorrichtung umfasst einen Rahmen, einen Ausleger, den der Rahmen
trägt, eine mit dem Ausleger verbundene Greifeinrichtung zum Greifen des Stückes
sowie Schweissgeräte zur Verschweissung des Stückes und die erforderlichen Steuervorrichtungen.
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Eine derartige Vorrichtung ist z.B. bei dem im Prospekt der japanischen
Firma Shin-Meiva Industry Co.; Ltd.
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dargestellten Roboter bekannt. Der Roboter hat eine Rahmenkonstruktion
und einen Vertikalausleger, den der Rahmen trägt. Der Ausleger ist durch Gelenkarme
mit dem Rahmen verbunden. An dem Vertikalausleger sind eine Greifeinrichtung und
eine Schweisseinrichtung befestigt.
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Die Schweisseinrichtung lässt sich längs des Zirkelbogens um die Längsachse
des Auslegers drehen sowie linear in Richtung des Balkens im Rahmen und längs des
Balkens durch einen Schlitten bewegen, der zwischen dem vorgenannten Balken im Rahmen
und der Gelenkarme angebracht ist.
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Der größte Nachteil dieser Konstruktion liegt darin, daß die Greifteile
nicht im Griff mit dem zu schweissenden Stück sein können, wenn eine längliche,
in erster Linie geradlinige Naht hergestellt wird. Darüberhinaus ist eine komplizierte
Robotersteuerung zur Bewegung der Schweisseinrichtung erforderlich, weil alle Freiheitsgrade,
d.h. entsprechende Gelenke oder Bewegungsmögiichkeiten , auch beim Schweissen einer
geraden Naht gesteuert
werden müssen.
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Die Absicht dieser Erfindung ist, eine Anlage nach dem ersten Abschnitt
darzustellen, durch die sich in erster Linie eine längliche Naht günstig schweissen
lässt.
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Dieses Ziel wird durch folgende Maßnahmen erreicht: Die Greifeinrichtung
umfasst einen Träger, der am Ausleger befestigt ist. Weiter gehören zur Greifeinrichtung
mit dem Träger verbundene Greifteile zum Greifen des Stückes zumindest auf dessen
einer Seite. Darüberhinaus ist wenigstens ein Schweissgerät zumindest auf der einen
Seite des Trägers vorhanden, und die Schweissgeräte sind an den Führungen in der
Greifeinrichtung so befestigt, daß sich die Schweissgeräte in den Führungen in deren
Längsrichtung bewegen lassen.
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Weil die Greifteile mit dem Träger in dz Greifeinrichtung verbunden
sind und die Schweissgeräte an den Führungen so befestigt sind, daß sie sich in
der Längsrichtung der Führungen bewegen lassen, wird der Vorteil erreicht, daß die
Greifteile am länglichen Stück die ganze Zeit festhalten können, wenn sich die Schweissgeräte
längs der Schweissnaht sowohl während des Heftens als auch der eigentlichen Verschweissung
bewegen. Unter diesen Verhältnissen kann die Schweissarbeit sicher und genau durchgeführt
werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Angriffstellen und die Führungen
der Schweissgeräte nahe einander leicht angeordnet und auch während der ganzen Schweissarbeit
in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten werden können. Durch diese Anordnung
wird auch der Platzbedarf der Schweissgeräte geringer.
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Nach einer günstigen Ausführungsform sind die Greifteile als Arme
ausgebildet, die mit dem Träger gelenkbar so verbunden sind, daß sie sich in Querrichtung
gegenüber (ler Längsrichtung der Führungen drehen lassen.
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Die Greifteile können auch magnetische Greifteile oder Saugnäpfe sein.
Sie können das zu schweissende Stück z.
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B. nur auf der einen Seite des Stückes festhalten.
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Nach einer Ausführungsform sind die Schweissgeräte an den Führungen
befestigt, die sich im Träger befinden.
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Nach einer anderen Ausführungsform sind die Schweissgeräte an den
Führungen in den Armen befestigt. Dadurch werden die Schweissgeräte nicht so leicht
beschädigt, weil sie mit den Armen immer weiter wandern, wenn ein längliches Stück
in die Greifeinrichtung eingelegt wird.
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Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung sind in den Armen und/oder
in den Führungen Greifstücke für das Ergreifen an dem länglichen Stück,z.B. an einem
Blech, vorhanden.
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Weiter nach einer Ausführungsform weist der Träger einen Anschlag
auf, gegen den das längliche Stück mit seiner ersten Kante stützen soll, um das
längliche Stück in eine bestimmte Lage gegenüber dem Träger in dessen Längsrichtung
zu führen.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Träger einen Anschlag aufweist,
gegen den das längliche Stück mit seiner zweiten Kante stützen soll, um das längliche
Stück in eine bestimmte Lage in der zweiten Richtung des Trägers zu führen, die
senkrecht zur Längsrichtung des Trägers liegt.
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Laut einer günstigen Ausführungsform sind die Arme nur auf der einen
Seite des Stückes angeordnet und beim Träger sind ein oder mehrere Anschläge vorhanden,
gegen die die Arme das Stück drücken sollen, um das Stück in eine bestimmte
Lage
in der dritten Richtung gegenüber dem Träger zu führen, die senkrecht zur Längsrichtung
des Trägers und zur zweiten Richtung liegt.
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Nach einer günstigen Ausführungsform sind die Arme auf den beiden
Seiten des Stückes angeordnet, wobei die Arme das Stück in eine bestimmte Lage gegenüber
dem Träger in der dritten Richtung führen sollen. Dies wird dadurch erreicht, daß
jeder Arm in seinem eigenen Punkt an dem Stück greift. Die Lage dieses Punktes ist
wiederholt gleich gegenüber dem Träger in der dritten Richtung unter der Voraussetzung,
daß die Abmessungen der Stücke in diesem Punkt mit genügender Genauigkeit identisch
sind.
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Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist der Träger mit dem Ausleger
gelenkbar so verbunden, daß sich der Träger um zwei zueinander senkrechte Achsen
drehen lässt.
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Durch diese Anordnung lässt sich das längliche zu verschweissende
Stück in verschiedene Richtungen gegenüber dem anderen Stück schwenken.
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Nach der Erfindung ist es zweckmässig, daß es zumindest ein Schweissgerät
auf den beiden Seiten des Trägers gibt.
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Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen
sind dargestellt: Figur 1: eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach einem
Beispiel, Figur 2: eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Figur 3: eine eingehendere Teilansicht der Figur 2,
Figur 4: Ansicht
der Vorrichtung nach Figur 3 in Pfeilrichtung A, Figur 5: eine der Ausführungsformen
der Erfindung, Figur 6: die Ausführungsform nach Figur 5 in Pfeilrichtung D.
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In dieser Patentanmeldung bezieht sich die Längsrichtung des Trägers
auf die Richtung der Führungen.
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Das längliche Stück, wie z.B. das Blech 1, in der Figur 1 soll mit
dem anderen Blech 2 verschweisst werden. Die Schweissung erfolgt durch eine Vorrichtung,
die den Rahmen 3, den Ausleger 4, den der Rahmen 3 trägt, und die mit dem Ausleger
verbundene Greifeinrichtung 5 für das Greifen des Stückes 1 umfasst. Die Ziffer
6 bezieht sich auf die Schweiss-Geräte. Der Ausleger 4 lässt sich gegenüber dem
Rahmen 3 in zwei zueinander senkrechten Richtungen bewegen. Der Ausleger 4 ist ein
sogenannter Teleskopausleger, dessen unteres Ende gegenüber dem oberen Ende senkrecht
bewegt werden kann. Er lässt sich außerdem um seine Vertikalachse drehen. Zur Greifeinrichtung
5 gehört der Träger 10, mit dem wiederum die Greifteile auf den beiden Seiten des
zu spannenden Stückes drehbar verbunden sind. Als Greifteile dienen in diesem Fall
die Arme 11. Der Träger 10, der eine längliche Form hat, kann z.B. durch Schweissen
als ein kastenförmiges Stück hergestellt sein. Der Träger 10 ist mit dem unteren
Ende des Auslegers 4 durch zwei zueinander senkrechte Achsen 19 und 20 gelenkbar
verbunden, um die sich der Träger 10 drehen lässt. Für alle diese Bewegungen, durch
die das längliche Stück 1 zur Verschweissung mit dem zweiten Stück 2 in die richtige
Lage gebracht werden kann, sind in der Vorrichtung Motoren und sonstige erforderlichen
Elemente vorhanden. Diese werden aber hier nicht genauer
beschrieben,
weil sie nicht zur Erfindung gehören, und weil sie dem allgemein bekannten Stand
der Technik entsprechen. Die Arme 11 bestehen in diesem Fall aus zwei Paaren, ein
Paar an beiden Enden des Trägers 10, wodurch das längliche Stück sicher und stabil
fesgehalten werden kann. Im Prinzip kann die Anzahl der Greifteile auch höher sein,
z.B. wenn ein hinsichtlich seiner Länge relativ dünnes und damit biegsames Blech
behandelt wird. Die Schweissung erfolgt durch das Schweissgerät 6, das mittels des
Armes 21 und der Muffe 22 an der Führung 12 befestigt worden ist. Die Muffe 22 ist
mit der Führung 12 undrehbar verbunden; sie lässt sich jedoch längs der Führung,z.B.
durch Keil-Keilnuten-Konstruktionen, bewegen.
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Der Arm 21 ist an der Muffe 22 so befestigt, daß er um das Gelenk
24 drehbar ist. Dadurch lässt sich das Schweissgerät 6 in einer Ebene drehen, die
senkrecht zur Richtung der Führung 12 liegt. Das Schweissgerät ist weiter durch
das Gelenk 23 in einer Ebene drehbar, die quer zur Längsachse des Armes 21 liegt.
Die Vorrichtung umfasst auch für alle diese Bewegungen erforderliche Vorrichtungen
und Elemente, die hier nicht genauer beschrieben werden, weil sie dem allgemein
bekannten Stand der Technik entsprechen.
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Für die Bedienung der Vorrichtung ist in der Figur 1 der Steuerschrank
7 dargestellt, mit dem durch das Kabel 9 das Bedienungsgerät 8 verbunden ist, wodurch
die Vorrichtung bedient werden kann. Diese Einrichtungen werden auch nichigenauer
beschrieben, weil sie allgemein bekannt sind.
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Die Ausführung nach der Figur 2 unterscheidet sich im Prinzip von
der Ausführung nach der Figur 1 nur darin, daß die Führung 13 des Schweissgerätes
6 an den Armen 11 befestigt ist. Die Verbindung zwischen der Führung 13 und dem
Schweissgerät 6 ist in diesem Fall in Form einer Schwalbenschwanzverbindung ausgebildet.
Diese Ausführung
ist auch aus der Figur 4 ersichtlich.
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In den Figuren 3 und 4 ist eine solche Ausführungsform gezeigt, wo
die schwenkbaren Arme 11 nur auf der einen Seite des zu schweissenden Stückes 1
vorhanden sind. Auf der anderen Seite des zu schweissenden Stückes liegen der mit
dem Träger 10 fest verbundene Arm 11' und der an dem Arm 11' befestigte feststehende
Anschlag 27, dessen Anzahl in Längsrichtung des Trägers 10 abhängig von der Länge
der zu schweissenden Stücke variieren kann. In der Längsrichtung A des Trägers wird
die Lage des länglichen Stückes 1 durch den mit dem Träger verbundenen Anschlag
17 festgelegt, gegen den die erste Kante 18 des länglichen Stückes 1 stützt. Die
schwenkbaren Arme 11 drücken das Stück 1 gegen die Anschläge 27. Im Träger 1O liegt
auch der Anschlag 15, gegen den die zweite Kante 16 des länglichen Stückes 1 liegt
und durch den die Lage des Stückes 1 in der zweiten Richtung B somit festgelegt
wird, die senkrecht zur Längsrichtung A des Trägers 10 liegt. Der plattenförmige
Anschlag bzw. Anschläge 27 bestimmen die Lage des Stückes 1 in der Richtung C, die
senkrecht zur Längsrichtung A des Trägers und zur zweiten Richtung B und auch in
der Ebene der Winkellage des Stückes liegt,welche Ebene zur Richtung der Führungen
11 liegt. Mittels dieser drei Anschläge ist die Lage des Stückes 1 gegenüber dem
Träger in jeder Richtung bestimmt.
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In der Figur 4 ist nur ein Schweissgerät mit Führungen gezeigt. Es
ist aber klar, daß eine zweite entsprechende Einrichtung an den feststehenden Armen
11 auch auf der anderen Seite des zu schweissenden Stückes befestigt werden kann.
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In den Figuren 1,2,3 und 4 sind Greifstücke 14 gezeigt, durch die
die Greifteile, z.B. Arme 11, an dem länglichen
Stück 1 fassen.
In den Figuren 1 und 2 sind die Greifstücke am unteren Ende der Arme 11 und in den
Figuren 3 und 4 an den Führungen 13 des Schweissgerätes 6 befestigt. Dabei muß die
Führung gegen Biegung fest genug hergestellt sein. An den Armen 11 kann natürlich
auch eine Stange angebracht werden, die mit der Führung 13 nicht verbunden ist,
und an der die Greifstücke befestigt sind. Die Greifstücke können aus Hartgummi,
aus Kunststoff, aus Metall oder aus einem anderen Material bestehen, das für diesen
Zweck geeignet ist. Auf die Oberfläche des länglichen Stückes kann man z.B. durch
Bearbeitung Stellen anordnen, an denen die Greifstücke fassen können, um z.B.
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eine gute Zentrierung zu erreichen.
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In den Figuren 5 und 6 ist zum Festspannen des Stückes 1 eine Lösung
gezeigt, wo auf der einen Seite des Stückes 1 am feststehenden Arm 11' magnetische
Greifstücke 25 oder pneumatische Saugnäpfe 26 befestigt sind, die auch als Greifteile
dienen. Diese können auch das längliche Stück in der Querrichtung des Rahmenbalkens
gut zentrieren.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet folgendermassen: Das zu
verschweissende längliche Stück 1 wird z.B. mittels eines Kranes, der nicht gezeigt
ist, durch die Anschläge 15,17,27 und/oder durch Arme 11 in eine bestimmte Lage
gegenüber dem Träger 10 gebracht. In dieser Lage gegenüber dem Träger 10 wird das
Stück 1 durch Greifteile gespannt, die Arme 11, Greifstücke 14, magnetische Greifteile
25 oder Saugnäpfe 25 sein können.
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Anschließend wird das zu schweissende Stück 1 in richtige Lage gegenüber
dem Stück 2 durch Bewegen des Vertikalauslegers 5 gegenüber dem Rahmen 3 in Längs-
/oder /und Querrichtung und durch Neigen des Vertikalauslegers 4 um die Achsen 19
und 20 gebracht, die sich am unteren
Ende des Auslegers 4 befinden.
Danach erfolgt durch das Schweissgerät 6 das notwendige Heften sowie anschließend
wird die Naht zwischen den Stücken 1 und 2 entweder an der einen oder an den beiden
Seiten hergestellt.
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Dies erfolgt durch Betätigung des Schweissgerätes 6 zur Bewegung längs
der Führung 12 oder 13.
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Die vorgenannte Funktion kann der Arbeiter durch das Bedienungsgerät
8 steuern, Figur 1.
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Die Ausführung nach der Erfindung kann auch bei einer vollautomatisierten
oder halbautomatisierten Montage- und Schweissarbeit angewendet werden, wobei die
zu schweissenden Bleche neben der Schweissungsstelle in senkrechte Stellung im Zwischenlager
angeordnet sind. Dabei kann der Rahmen der ganzen Schweisseinrichtung, der in den
Figuren 1 und 2 ortsfest ist, mit Rädern oder Schienen versehen sein. Die Vorrichtung
kann dadurch neben das Blechlager bewegt werden und anschließend wird mittels der
Greifeinrichtung das zu schweissende Blech aus dem Zwischenlager geholt, mit Hilfe
der Vorrichtung auf die Schweissungsstelle gebracht und anschließend verschweisst.
Durch diese Lösung ist die Verwendung eines Kranes bei der eigentlichen Montagearbeit
nicht erforderlich, weil die Bleche mit Hilfe des Kranes ins Zwischenlager zur gewünschten
und geeigneten Zeit gebracht werden können und die Vorrichtung die Bleche in ihre
endgültige Lage bringen kann.
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Im Prinzip könnte die gesamte Funktion automatisiert werden und zwar
durch Placierung der Bleche an genau bestimmte Punkte im Gestell, durch Feststellung
der Lage des an jede betreffende Stelle placierten Bleches im Stück und durch Programmierung
der Vorrichtung, die Bleche in geplanter Reihenfolge zu holen und sie anschließend
zu verschweissen.
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