DE3827508C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/133—Means for feeding electrodes, e.g. drums, rolls, motors
- B23K9/1336—Driving means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transportvorrichtung
für den Schweißdrahtvorschub an von Manipulatoren bewegten
Schweißeinrichtungen, insbesondere
Lichtbogen-Schutzgas-Schweißwerkzeugen, bei der am
Schweißdraht mindestens zwei Antriebe angreifen, von denen
der erste Antrieb den Schweißdraht von der Vorratsrolle
abwickelt und in einen Schlauch führt und der andere
Antrieb den Schweißdraht aus dem Schlauch zieht und dem
Schweißwerkzeug zuführt, wobei eine auf den ersten Antrieb
einwirkende Steuerung vorgesehen ist.
Eine solche Anordnung ist durch das DE-GM 66 05 942
bekannt, mit dem das Problem gelöst werden soll, das
Knicken bzw. Wellen des Schweißdrahtes zu vermeiden. Man
glaubte, dieses Problem dadurch lösen zu können, daß der
ziehende Antrieb kraftschlüssig und der schiebende Antrieb
durch eine Kupplung mit dem Schweißdraht verbunden ist, die
ein Überschreiten einer vorher bestimmten Schubkraft auf
den Schweißdraht verhindert. Diese Maßnahme mag bei steifen
und daher knickfesten Schweißdrähten sinnvoll sein; je
weicher und dünner jedoch der Draht wird, beispielsweise
bei Anwendung von Schweißdrähten aus Zinn, Aluminium und
dergleichen, desto weniger wirksam ist die vorbekannte
Lehre.
Mit der DE-PS 35 42 314 wird eine Lösung für das Problem
aufgezeigt, einen nach Geschwindigkeit und Kraft konstanten
Schweißdrahtvorschub auch bei Verwendung schlechter
Drahtqualitäten sicherzustellen. Zu diesem Zweck sind die
Antriebe auf konstante Drehzahl geregelt und dabei auf
unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten eingestellt, wobei
der jeweilige Hilfsantrieb ein Planetenrollengetriebe mit
einstellbar federnd gelagerten Rollen aufweist, die mit
Schlupf auf den Schweißdraht einwirken. Die Antriebe weisen
tachogeregelte, fremderregte Gleichstrommotoren auf.
Wenn das Drahtfördersystem mit Schlupf behaftetem
Drahtantrieb arbeitet, ergibt sich das Problem, daß durch
den Schlupf Abrieb entsteht, welcher das Schlauchpaket der
Schweißeinrichtung im Laufe der Zeit zusetzt. Verwendet man
hingegen einen kraftschlüssigen Drahtantrieb mit
strombegrenztem Motor, dann kann der begrenzte Strom des
Motors zwar eine konstante Kraft erzeugen, aber nicht
ausreichend auf variable Störfaktoren reagieren. Die Kraft,
mit welcher der Schweißdraht von der Drahttrommel abziehbar
ist, ändert sich nämlich notwendigerweise mit dem
Durchmesser der Trommelbewicklung. Auch die Wirkung von
Bremsen ist unterschiedlich groß, ganz abgesehen davon, daß
die Überwindung des Massenträgheitsmomentes der
Drahttrommel bei Beschleunigung aus dem Stillstand und bei
Beendigung der Vorschubbewegung einen erheblichen
Störfaktor darstellt. Es kommt noch hinzu, daß Unterschiede
der Drahtfördergeschwindigkeiten der beiden Antriebe
mechanische Spannungen und Kräfte am Schweißdraht bewirken,
welche durch die kraftschlüssige Kopplung der beiden
Antriebe bedingt sind und damit das Schlauchpaket sowie die
Motoren zusätzlich belasten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Transportvorrichtung für den Schweißdrahtvorschub zu
entwickeln, die mit wesentlich einfacheren Mitteln ein
kraftkonstantes Einschieben des Schweißdrahtes in das
Schlauchpaket ermöglicht, ohne von der Beschaffenheit des
Schweißdrahtes abhängig zu sein. Letztlich strebt die
Erfindung an, auch Schweißdrähte aus weichem Material, z. B.
Zinn, Aluminium und dergleichen sowie dünne Stahldrähte, so
geregelt zu fördern, daß weder Bruch des Schweißdrahtes
noch Stauchungen eintreten können.
Ausgehend vom eingangs erwähnten Stand der Technik besteht
die erfindungsgemäße Lösung dieses Problemes darin, daß ein
Teil des Schlauches gegen die Wirkung einer Kraft
ausweichfähig angeordnet ist und ein den Ausweichweg des
Schlauchteiles messendes Organ aufweist, das mit einer
Steuerung für den ersten Antrieb zur Wahrung einer
konstanten Drahtvorschubkraft verbunden ist.
Mit dieser Maßnahme werden die Antriebe gewissermaßen
mechanisch entkoppelt. Der zweite Antrieb erzeugt eine
konstante Drahtvorschubgeschwindigkeit, an welche sich der
erste Antrieb zufolge seiner Steuerung anpaßt. Der
Schweißdraht erzeugt beim Durchlaufen des gekrümmten
Schlauches eine Schlauchspannung, die sich im gleichen Maße
verändert, wie der erste Antrieb wirkt. Erzeugt der erste
Antrieb eine größere Schubkraft als benötigt, dann erhöht
sich die Spannung des Schlauches, dessen Ausweichweg als
Maß für die Geschwindigkeitsregelung des ersten Antriebes
eingesetzt wird. Fördert hingegen der erste Antrieb mit
einer zu geringen Schubkraft, so daß die Gefahr des
Schweißdrahtrisses besteht, wird aus der damit bedingten
Reduzierung der Schlauchspannung eine Kompensation durch
Erhöhung der Fördergeschwindigkeit des ersten Antriebes
erreicht.
Durch die US-PS 41 59 410 ist zwar ein Schweißdrahtvorschub
mit einem ausweichfähig angeordneten und stirnseitig von
einer Feder belasteten Schlauch bekannt geworden, womit
aber ein anderer Zweck verfolgt wird. Der Schlauch soll
nämlich gegen die Wirkung der Feder impulsartig hin- und
herbewegt werden, damit sich der Schweißdraht an der Schweißstelle jeweils
kurzzeitig abhebt. Durch diese Maßnahme wird aber
keineswegs eine Steuerung der Antriebsrollen für den
Schweißdrahtvorschub herbeigeführt.
Der JP-Druckschrift "Patente abstracts of Japan", 1980,
Vol. 4/No. 120, M-28, Kokai 55-77 981 ist ein schlauchloser
und daher für Manipulatorbetrieb ungeeigneter
Schweißdrahtvorschub entnehmbar, bei dem der Schweißdraht
zwischen zwei Antriebsrollenpaaren eine loopingartige
Schlaufenbahn durchläuft, deren Durchmesser durch
elektrische Endschalter überwacht wird, die ihrerseits auf
die Fördergeschwindigkeit des ersten Antriebsrollenpaares
einwirken. Die Aufgabe der Erfindung läßt sich mit einer
solchen Anordnung ebenfalls nicht lösen.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß eine mit dem ersten Antrieb zugewandten
Schlauchende verbundene Hülse längs ihrer Achse an oder in
einem ortfesten Element, z. B. Zylinder, geführt und von
einer Kraft belastet, z. B. mit einer Feder, verbunden ist,
wobei das Organ mit der Hülse gekoppelt ist. Die Feder bzw.
deren Dimensionierung ist ein Maß für die Abstützung der
Schlauchspannung. Bei dem durch den ersten Antrieb
bewirkten Schieben des Schweißdrahtes durch den Schlauch
bewirkt die Drahtförderkraft eine auf den Schlauch bzw. die
Hülse angreifende Kraft, die von der Feder aufgefangen
wird. Jede aus der Grundstellung erfolgende Bewegung des
Schlauches oder eines Teiles des Schlauches (im konkreten
Ausführungsbeispiel ist die Hülse gemeint) wird von dem
Organ erfaßt und in eine Änderung der
Vorschubgeschwindigkeit des ersten Antriebes umgesetzt, bis
sich der normale Zustand wieder eingestellt hat.
Es konnte nachgewiesen werden, daß mit dieser
erfindungsgemäßen Methode auch Schweißdrähte aus sehr
weichem Material, z. B. Zinn, Aluminium und dergleichen,
problemlos der Schweißeinrichtung zugeführt werden können,
und zwar selbst dann, wenn die Schweißeinrichtung mit Hilfe
eines Manipulators komplizierten Bahnen im Raum zu folgen
hat, wodurch die Schweißdrahtförderung durchaus beeinflußt
wird.
Damit die erfindungsgemäße Anordnung auch bei Anwendung
unterschiedlich beschaffener Schweißdrähte eingesetzt
werden kann, sieht die Erfindung die Austauschbarkeit der
Feder oder dergleichen gegen Federn anderer Dimensionierung vor.
Generell beruht die Erfindung auf dem Prinzip, daß die
Drehzahl des ersten Antriebes so geregelt ist, daß das
ausweichfähige Element des Schlauches immer eine konstante,
einstellbare Auslenkung unabhängig von der
Drahtfördergeschwindigkeit besitzt.
Mit den Merkmalen des Anspruches 5 wird ermöglicht, das
Überschreiten eines festlegbaren Ausweichweges als Signal
für eine Störungsmeldung oder gar für das Abschalten des
Betriebes auszunutzen. Eine solche Überschreitung des
Ausweichweges kann beispielsweise bei zu großen Differenzen
der von den Antrieben erzeugten
Drahtfördergeschwindigkeiten entstehen, die durch Störungen
in der Drehzahlregelung, durch Zusetzen des Schlauches bzw.
einer Drahtführungsspirale oder des Kontaktrohres oder
durch das Ende des Schweißdrahtes bedingt sein können.
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch in einem
Ausführungsbeispiel dargestellt.
Der Schweißdraht (2) wird von einer Drahtrolle (1) mit
Hilfe des ersten Antriebes (3) abgezogen. Dieser erste
Antrieb (3) wird erfindungsgemäß geregelt, was nachfolgend
beschrieben wird.
Der Schweißdraht (2) durchläuft einen gekrümmten Schlauch
(8), der in ein Schlauchpaket (5) der Schweißeinrichtung
mündet, die generell mit dem Pfeil (7) bezeichnet ist. Nahe
dieser Schweißeinrichtung befindet sich der zweite Antrieb
(6). Der erste Antrieb (3) hat die Aufgabe, den
Schweißdraht (2) von der Drahtrolle (1) abzuziehen und in
den Schlauch (8) zu führen. Der zweite Antrieb (6) soll
hingegen den Schweißdraht (2) aus dem Schlauch (8) bzw. dem
Schlauchpaket (5) der Schweißeinrichtung abziehen und der
Schweißdüse zuführen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der erste
Antrieb (3) schlupffrei ausgebildet ist.
Der sich verändernde Wickeldurchmesser des Schweißdrahtes
(2) auf der Drahtrolle (1) sowie deren Trägheitsmoment, die
Bewegungen des Schweißwerkzeuges im Raum, die
Beschaffenheit des Schweißdrahtes und manche andere
Einflüsse bewirken, daß der Schweißdraht (2) während des
Förderweges zwischen den beiden Antrieben (3, 6)
unterschiedlichen Kräften bzw. Spannungen ausgesetzt ist,
die im Extremfall zum Abriß des Schweißdrahtes oder zur
Stauchung innerhalb des Schlauches (5, 8) führen.
Um diese Probleme zu beherrschen, sieht die Erfindung im
Bereiche des Schlauches (8), der gekrümmt und elastisch
ausgebildet ist, ein ausweichfähiges Element (4) vor,
welches auf die Spannungen des Schlauches (8) reagiert, je
nachdem, ob der Schweißdraht (2) beim Durchgang durch den
Schlauch (8) einer Zug- oder Druckspannung ausgesetzt ist.
Im Ausführungsbeispiel besteht das ausweichfähige Element
(4) aus einer Hülse (9), die mit dem Ende des elastischen
Schlauches (8) verbunden ist und in einem Zylinder (10)
längs ihrer Achse geführt sowie mit einer Zugfeder (11)
verbunden ist. Es versteht sich von selbst, daß der
Zylinder (10) und die Hülse (9) hohl ausgebildet sein
müssen, damit der Schweißdraht (2) hindurchgeführt werden
kann. Der Zylinder (10) ist durch eine schematisch
dargestellte Halterung (12) ortsfest.
Die durch die auf den Schweißdraht (2) wirkende Förderkraft
bedingte Spannung des gekrümmten Schlauches (8) und die
Kraft der Feder (11) sind gegeneinander gerichtet und heben
sich im Normalzustand auf. Daraus ergibt sich eine
Grundstellung der Hülse (9), die ein Koppelglied (14)
besitzt, das mit einem Steuerorgan (13) für die Regelung
des ersten Antriebes (3) zusammenwirkt.
Wenn vom ersten Antrieb (3) eine zu große Schubkraft
entwickelt wird, die zur Stauchung des Schweißdrahtes (2)
innerhalb des Schlauches (8) bzw. des Schlauchpaketes (5)
führen würde, erfolgt eine Schubkraft auf den Schlauch (8)
und damit auf das Koppelglied (14), die zu einem
Ausweichweg des Schlauches (8) und der Hülse (9) führt.
Dieser Ausweichweg wird von dem auch als Steuerorgan bezeichneten Organ (13) gemessen
und der Steuerung des ersten Antriebs (3) zum Zwecke der
Verminderung der Vorschubgeschwindigkeit zugeleitet.
Fördert hingegen der erste Antrieb (3) den Schweißdraht (2)
mit einer zu geringen Vorschubkraft, so daß die Gefahr des
Reißens des Schweißdrahtes (2) zwischen den Antrieben (3, 6)
besteht, dann überwiegt die Spannung des Schlauches (8)
gegenüber der Feder (11), was zum weiteren Eintauchen der
Hülse (9) in den Zylinder (10) führt. Die dadurch bedingte
Lageveränderung des Koppelgliedes (14) gegenüber dem
Steuerorgan (13) führt zur Änderung der
Fördergeschwindigkeit des ersten Antriebes (3)
dahingehend, die im Schweißdraht (2) befindliche Zugspannung
aufzuheben.
Für den Fall, daß der Weg zwischen der Drahtrolle (1) und
dem zweiten Antrieb (6) (Zugantrieb) besonders groß ist,
empfiehlt sich die Anordnung mehrerer Antriebe (3)
hintereinander, wobei jedem Antrieb (3) das ausweichfähige
Element (4) zur Steuerung bzw. Regelung der
Drahtfördergeschwindigkeit des Antriebes nachgeordnet ist.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Prinzip-Darstellung
läßt sich natürlich weitgehend abwandeln. So kann
beispielsweise die Hülse (9) vom Schlauch (8) durchsetzt
werden, der seinerseits unterhalb der Hülse (9) auf einem
feststehenden und mit der Halterung (12) verbundenen Rohr
geführt wird. In diesem Fall würde die Feder (11) das Rohr
umgreifen und durch den Schlauch (8) bis zur Hülse (9)
reichen, wohingegen die Hülse (9) längs ihrer Achse geführt
und mit dem Koppelglied (14) verbunden ist.
Statt eines Schlauches (8) kann auch eine flexible
Drahtspirale eingesetzt werden.
Auch der Ort des ausweichfähigen Elementes (4) sowie des
Steuerorganes (13) und des Koppelgliedes (14) ist wählbar.
Diese Anordnung kann beispielsweise auch zwischen dem
Schlauchpaket (5) und dem zweiten Antrieb (6) vorgesehen
werden, wenn dabei sichergestellt ist, daß dort, der
Schlauch (8) oder ein damit verbundenes Teil auf die
Förderkraft des Schweißdrahtes (2) ausweichfähig reagiert.
In einer konstruktiven Gestaltung der Erfindung wird man
sicherlich den Weg beschreiten, die relativ zueinander
beweglichen Teile (9, 10) und die Steuer- bzw. Koppelglieder
(13, 14) in geschlossenen, teleskopartigen Gehäusen
unterzubringen und von außen nicht ohne weiteres zugänglich
zu machen.
Stückliste
(1) Drahtrolle
(2) Schweißdraht
(3) erster Antrieb (Schubantrieb)
(4) ausweichfähiges Element
(5) Schlauchpaket
(6) zweiter Antrieb (Zugantrieb)
(7) Lage des Schweißbrenners
(8) Schlauch
(9) Hülse
(10) Zylinder
(11) Feder
(12) Halterung
(13) Steuerorgan
(14) Koppelglied
(2) Schweißdraht
(3) erster Antrieb (Schubantrieb)
(4) ausweichfähiges Element
(5) Schlauchpaket
(6) zweiter Antrieb (Zugantrieb)
(7) Lage des Schweißbrenners
(8) Schlauch
(9) Hülse
(10) Zylinder
(11) Feder
(12) Halterung
(13) Steuerorgan
(14) Koppelglied
Claims (5)
1. Transportvorrichtung für den Schweißdrahtvorschub an von
Manipulatoren bewegten Schweißeinrichtungen,
insbesondere Lichtbogen-Schutzgas-Schweißwerkzeugen,
bei der am Schweißdraht (2) mindestens zwei Antriebe
(3, 6) angreifen, von denen der erste Antrieb (3) den
Schweißdraht (2) von der Drahtrolle (1) abwickelt und in
einen Schlauch (8) führt und der andere Antrieb (6) den
Schweißdraht (2) aus dem Schlauch (8) zieht und dem
Schweißwerkzeug (7) zuführt, wobei eine auf den ersten
Antrieb (3) einwirkende Steuerung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (9)
des Schlauches (8) gegen die Wirkung einer Kraft (11)
ausweichfähig angeordnet ist und ein den Ausweichweg des
Schlauchteiles (9) messendes Organ (13) aufweist, das
mit einer Steuerung für den ersten Antrieb (3) zur
Wahrung einer konstanten Drahtvorschubkraft verbunden
ist.
2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß eine mit dem dem ersten
Antrieb (3) zugewandten Schlauchende verbundene Hülse
(9) längs ihrer Achse in oder an einem ortsfesten
Element, z. B. Zylinder (10), geführt und von einer
Kraft belastet, z. B. mit einer Feder (11) verbunden
ist, wobei das Organ (13) mit der Hülse (9) gekoppelt
(14) ist.
3. Transportvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feder (11) bzw. ein
wirkungsgleiches, krafterzeugendes Glied gegen eine
Feder (11) oder dgl. anderer Dimensionierung austauschbar
angeordnet ist.
4. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl
des ersten Antriebes (3) so geregelt ist, daß das
ausweichfähige Element (4) immer eine konstante,
einstellbare Auslenkung unabhängig von der
Drahtfördergeschwindigkeit hat.
5. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der
folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das
Organ (13) bei Überschreiten eines festlegbaren
Ausweichweges mit einem Warnsystem oder/und mit einem
System zur Ausschaltung des Betriebes gekoppelt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883827508 DE3827508A1 (de) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Transportvorrichtung fuer den schweissdrahtvorschub an schweisseinrichtungen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883827508 DE3827508A1 (de) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Transportvorrichtung fuer den schweissdrahtvorschub an schweisseinrichtungen |
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DE3827508A1 DE3827508A1 (de) | 1990-02-15 |
DE3827508C2 true DE3827508C2 (de) | 1991-08-08 |
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ID=6360783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883827508 Granted DE3827508A1 (de) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Transportvorrichtung fuer den schweissdrahtvorschub an schweisseinrichtungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3827508A1 (de) |
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