DE4320891A1 - Roboter-Schweißzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Roboter-Schweißzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Werkstücke, die von einem Schweiß-Roboter geschweißt werden sollen, diesem mittels einer Werkstückaufnahme zuzuführen. Bekannt ist es, Werkstücke auf einem Drehtisch anzuordnen und auf diesem zu haltern. Der Schweiß-Roboter muß, wenn ein weiteres Werk­ stück bearbeitet werden soll, aus der Bewegungsbahn der Werkstücke herausgeschwenkt werden, bevor der Tisch gedreht werden kann. Sobald der Schweiß-Roboter aus der Bewegungs­ bahn des Werkstückes herausgedreht worden ist, wird der Drehtisch gedreht, um das nächste Werkstück in die Schweiß­ stellung zu bringen. Wenn es erwünscht ist, weitere Werk­ stücke auf dem Drehtisch anzuordnen oder bereits bearbeitete Werkstücke von ihm zu entfernen, so ist man bei diesen Vor­ gängen auf den Arbeitstakt angewiesen, mit dem die jeweili­ gen Werkstücke geschweißt werden. Da der Schweiß-Roboter zwischen der Bearbeitung zweier aufeinanderfolgender Werk­ stücke zweimal verschwenkt wird und dem Drehtisch zudem noch gedreht werden muß, geht relativ viel Zeit ver­ loren. Die erste Verschwenkung des Schweiß-Roboters findet statt, wenn er aus der Bewegungsbahn des Werkstückes her­ ausgeschwenkt wird, und die zweite Schwenkbewegung erfolgt, wenn der Schweiß-Roboter erneut zu dem nun zu bearbeitenden Werkstück verschwenkt wird.

Die vorgenannten Vorgänge werden im allgemeinen innerhalb eines umschlossenen Raumes durchgeführt, der als Schweiß­ zelle bezeichnet wird. Die Schweißzelle ist mit einer mit einer Filtereinrichtung ausgerüsteten Absaugeinrichtung ver­ bunden, um die beim Schweißen entstehenden Gase und Dämpfe abzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Roboter-Schweißzelle ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß das Einbringen eines zu bearbeitenden Werkstückes und das Herausholen des bearbeiteten Werkstückes einfacher durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Roboter-Schweißzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die in dessen Kennzeichen angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Roboter-Schweißzelle sind minde­ stens zwei unabhängig voneinander verfahrbare Werkstückauf­ nahmevorrichtungen vorhanden, die von Schienen geführt wer­ den.

Dadurch, daß mindestens zwei unabhängig voneinander verfahr­ bare Werkstückaufnahmevorrichtungen vorgesehen sind, ist es möglich, daß sich beispielsweise die eine Werkstückaufnahme­ vorrichtung in ihrer Arbeitsstellung befindet, in der das von ihr aufgenommene Werkstück von dem Schweiß-Roboter be­ arbeitet wird. Die zweite Werkstückaufnahmevorrichtung kann sich außerhalb der Roboter-Schweißzelle befinden, und es kann an ihr ein zu bearbeitendes Werkstück angebracht wer­ den. Sobald das zu bearbeitende Werkstück angebracht worden ist, wird diese Werkstückaufnahmevorrichtung in ihre Ar­ beitsstellung verfahren. Ist der Arbeitsvorgang an dem Werk­ stück an der ersten Werkstückaufnahmevorrichtung abgeschlos­ sen, so muß der Schweiß-Roboter lediglich eine Schwenkbewe­ gung durchführen, um mit der Bearbeitung an dem Werkstück in der zweiten Werkstückaufnahmevorrichtung zu beginnen. Es wird darauf hingewiesen, daß, wenn hier von einer Schwenkbe­ wegung gesprochen wird, damit auch weitere Bewegungen um entsprechende Achsen zur richtigen Positionierung des Schweiß-Roboters und seines Schweißgerätes miteingeschlossen sein sollen.

Die erste Werkstückaufnahmevorrichtung mit dem verarbeiteten Werkstück kann aus der Roboter-Schweißzelle herausbewegt werden, während das Werkstück, das sich in der anderen Werk­ stückaufnahmevorrichtung befindet, geschweißt wird. Durch die Schienenführung wird sichergestellt, daß die jeweilige Werkstückaufnahmevorrichtung auf einfache und zuverlässige Weise in eine vorgegebene Arbeitsstellung gebracht werden kann, in der ein Schweißvorgang durchgeführt werden soll.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsge­ genstandes sind die wenigstens zwei Werkstückaufnahmevor­ richtungen auf je zwei Schienen verfahrbar. Dies ermöglicht eine leichtgängige Bewegung der Werkstückaufnahmevorrichtun­ gen und auch, daß die Werkstückaufnahmevorrichtungen genau in ihre Arbeitsstellungen verfahren werden können.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist ein ortsfester Anschlag zur Bewegungsbegrenzung der ent­ sprechenden Werkstückaufnahmevorrichtung in einer Arbeits­ stellung vorgesehen, so daß die Arbeitsstellung leicht ein­ genommen werden kann.

In vorteilhafter Weiterbildung ist eine Verriegelungsvor­ richtung zum Feststellen der Werkstückaufnahmevorrichtung in der Arbeitsstellung vorgesehen, wodurch sichergestellt wird, daß sich die Werkstückaufnahmevorrichtung während des Schweißvorganges nicht bewegen kann.

In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist die Verriegelungseinrichtung ein an der Werkstückauf­ nahmevorrichtung angebrachter hin- und herbewegbarer Ver­ riegelungsbolzen, der mit einem ortsfesten Verriegelungsteil in und außer Verriegelungseingriff bringbar ist, wenn sich die Werkstückaufnahmevorrichtung in ihrer Arbeitsstellung befindet.

Vorteilhafterweise ist das ortsfeste Verriegelungsteil eine ortsfeste Ausnehmung, in die und aus der heraus der Verrie­ gelungsbolzen bewegbar ist. Die ortsfeste Ausnehmung kann eine sich in Richtung zu dem Verriegelungsbolzen erweiternde konische Form aufweisen, damit das Einführen des Verriege­ lungsbolzens erleichtert wird und eine Zentrierung herbei­ geführt werden kann.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung des Erfindungsgegenstan­ des ist der Anschlag zur Bewegungsbegrenzung der entspre­ chenden Werkstückaufnahmevorrichtung in ihrer Bewegungs­ richtung einstellbar. Damit läßt sich erreichen, daß sich der Verriegelungsbolzen in der Arbeitsstellung der Werk­ stückaufnahmevorrichtung in genauer Gegenüberlage zu der ortsfesten Ausnehmung befindet.

In vorteilhafter Weise kann die Werkstückaufnahmevorrichtung ein Eingriffsteil aufweisen, das bei sich in der Arbeits­ stellung befindender Werkstückaufnahmevorrichtung mit einem ortsfesten Schalter in Betätigungseingriff steht. Durch die­ sen Schalter kann eine Steuerungseinrichtung angesteuert werden, um eine Antriebsvorrichtung für die Werkstückauf­ nahmevorrichtung abzuschalten.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Erfin­ dungsgegenstandes kann die Werkstückaufnahmevorrichtung mit einem in Richtung von der Werkstückaufnahmevorrichtung fort­ weisenden, federbelasteten Eingriffsteil aufweisen, das mit einem ortsfesten Eingriffsteil in federbelasteten Andruck­ eingriff bringbar ist. Das ortsfeste Eingriffsteil sollte dachförmig sein und das von der Werkstückaufnahmevorrichtung hervorstehende, federbelastete Eingriffsteil eine freilau­ fende Rolle aufweisen. Das ortsfeste, dachförmige Eingriffs­ teil ist so angeordnet, daß, wenn die Werkstückaufnahmevor­ richtung in ihre Arbeitsstellung verfahren wird, zunächst die Rolle an dem federbelasteten Eingriffsteil an einer Dachseite emporläuft, wobei die sie mit einer Federkraft beaufschlagende Feder zusammengedrückt wird, und dann über den First und etwas auf der anderen Dachseite herunterläuft, bis die Arbeitsstellung erreicht ist. Das ortsfeste, dach­ förmige Eingriffsteil befindet sich in einer solchen Lage relativ zu der Arbeitsstellung, daß, wenn die Werkstückauf­ nahmevorrichtung in die Arbeitsstellung gelangt ist, sich die Rolle auf der zu dem Anschlag weisenden Dachseite befin­ det, so daß eine in Richtung zu dem Anschlag weisende Kraft­ komponente erzeugt wird, die die Werkstückaufnahmevorrich­ tung gegen den Anschlag drückt.

In Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes kann für jede Werkstückaufnahmevorrichtung eine Antriebsvorrichtung vor­ gesehen sein, um sie in die Arbeitsstellung und aus dieser heraus zu verfahren. Die Antriebsvorrichtung kann von einem pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinder oder einem Kettenantrieb gebildet sein. Wobei bei letzterem bevorzugt eine umlaufende Kette in Bewegungsrichtung der Werkstück­ aufnahmevorrichtung hin- und her bewegbar ist, mit der die Werkstückaufnahmevorrichtung zur gemeinsamen Bewegung ge­ koppelt ist.

Die Werkstückaufnahmevorrichtung kann erfindungsgemäß in der Form eines verfahrbaren Wagens oder Tisches ausgestaltet sein, auf dem das zu bearbeitende Werkstück beispielsweise aufgespannt wird.

Die Werkstückaufnahmevorrichtung kann vorteilhafter Weise erfindungsgemäß aber auch in der Form eines Wagens mit zwei vertikalen Querwänden ausgestaltet sein, so daß sich zusam­ men mit der Bodenplatte die Form eines U ergibt. Auf den zu­ einanderweisenden Innenseiten der Querwände können Drehein­ richtungen mit einer gemeinsamen horizontalen Drehachse vor­ gesehen sein, an und zwischen denen ein zu bearbeitendes Werkstück befestigt werden kann. Eine Drehung der Drehein­ richtungen erlaubt, daß das Werkstück um eine horizontale Achse gedreht werden kann.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Werkstückaufnahmevorrichtungen mit Wälzlagern oder Gleit­ lagern versehen sind, um eine möglichst leichte und genaue Verfahrbarkeit der Werkstückaufnahmevorrichtungen auf ihren jeweiligen Schienen zu ermöglichen.

Vorteilhafter Weise ist die Werkstückaufnahmevorrichtung mit einer Vorderplatte versehen, die, wenn sich die Werkstück­ aufnahmevorrichtung in der Arbeitsstellung befindet, einen Teil der Vorderwand der Roboter-Schweißzelle bildet.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Aus­ führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nä­ her erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Schweißzelle mit Werk­ stückaufnahmevorrichtungen und Schweiß-Roboter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei die obere Abdeckung der Schweißzelle entfernt ist,

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht der Schweißzelle gemäß Fig. 1, wobei die Vorderwand der Schweißzel­ le entfernt ist,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Schweißzelle gemäß Fig. 1, wobei die entsprechende Seitenwand entfernt ist und nur eine Werkstückaufnahmevor­ richtung gezeigt ist,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer auf zwei Schienen ver­ fahrbaren Werkstückaufnahmevorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer auf Schienen verfahrbaren Werkstückaufnah­ mevorrichtung, die eine Dreheinrichtung zum Befe­ stigen eines Werkstückes und zum dessen Drehen um eine horizontale Achse aufweist,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer verfahrbaren Werkstückaufnahmevorrichtung, wobei insbesondere die Einrichtungen zum Positionieren der Werkstück­ aufnahmevorrichtung in ihrer Arbeitsstellung ge­ zeigt sind,

Fig. 7 eine Werkstückaufnahmevorrichtung nach der Erfin­ dung, die von einem Arbeitszylinder zur Linearbe­ wegung antreibbar ist, und

Fig. 8 eine Werkstückaufnahmevorrichtung, die zur Line­ arbewegung durch einen Kettenantrieb antreibbar ist.

Es wird auf die Fig. 1 und 2 bezug genommen, in denen eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht einer Ausführungsform ei­ ner erfindungsgemäßen Roboter-Schweißzelle mit zwei Werk­ stückaufnahmevorrichtungen dargestellt ist.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Schweißzelle weist eine Rückwand 2, zwei Seitenwände 3, eine Vorderwand 4 sowie eine obere Abdeckung 5 und einen Boden 6 auf. In der oberen Ab­ deckung 5 sind zwei nicht dargestellte Öffnungen vorgesehen, die mit einem Absaugkanal 8 verbunden sind, der an ein Fil­ ter-Ansauggebläse 9 angeschlossen ist, das die von Schweiß­ gasen und Dämpfen gereinigte Luft an die Atmosphäre abgibt.

Innerhalb der Roboter-Schweißkammer 1 befindet sich ein all­ gemein mit 10 bezeichneter Schweiß-Roboter, der einen Ma­ schinenrahmen 11 und einen Schweißbrenner 12 umfaßt. Der Schweiß-Roboter 10 ist an den Maschinenrahmen 11 um mehrere Drehachsen verschwenkbar angebracht, von denen eine Dreh­ achse vertikal verläuft, so daß der Schweißbrenner in die er­ wünschte Arbeiststellung bewegt werden kann.

Beidseitig des Schweiß-Roboters 10 befindet sich je ein Paar paralleler Schienen 13, 13′ und 14, 14′. Die beiden Schie­ nenpaare verlaufen bei dieser Ausführungsform parallel zu­ einander. Jedes Schienenpaar ist mit je zwei Schwellen 15, 16 an einer Trageinrichtung 17 bzw. 18 an dem Boden 6 inner­ halb der Roboter-Schweißzelle 1 befestigt.

Auf jedem Schienenpaar befindet sich eine Werkstückaufnah­ mevorrichtung 20 bzw. 21, die die Form eines auf den Schie­ nen 13, 13′ und 14, 14′ verfahrbaren Tisches oder Wagens hat. Der Wagen weist eine Bodenplatte 22 auf, an der sich vier Gleitteile 23 befinden, von denen jeweils zwei auf ei­ ner Schiene laufen. Da der obere Abschnitt 24 jeder Schiene 13, 13′ und 14, 14′ einen Querschnitt in der Form eines Teilkreises von beispielsweise mehr als 270° aufweist, sind die Gleitteile 23 entsprechend ausgebildet. Zwischen den Gleitteilen 23 und den jeweiligen Schienen 13, 13′ und 14, 14′ ist jeweils vorzugsweise ein Wälzlager (nicht gezeigt) angeordnet, um die Leichtgängigkeit und Spurhaltung des Wa­ gens in bezug auf die Schienen zu unterstützten.

Die beiden Schienenpaare erstrecken sich über die Vorderwand 4 der Roboter-Schweißzelle 1 nach außerhalb derselben. Die Länge des sich außerhalb der Roboter-Schweißzelle 1 befin­ denden Schienenabschnittes ist so bemessen, daß die Werk­ stückaufnahmevorrichtungen 20 und 21 jeweils vollständig aus der Roboter-Schweißzelle 1 herausbewegt werden können.

An der Bodenplatte 22 des Wagens ist unter einem rechten Winkel eine Vorderplatte 25 befestigt, die einen von außen zugängigen Handgriff 26 aufweist. Auf der Bodenplatte 22 sind zwei parallel zueinander und zu der Bodenplatte 22 senkrechte Stützen 27 befestigt. Diese Stützen 27 tragen ei­ nen rechteckigen Rahmen, der von zwei in Schienenrichtung verlaufenden Längsprofilen 28 und zwei quer dazu verlaufen­ den Querprofilen 29 gebildet ist. Die beiden Längsprofile 28 weisen an ihrer Oberseite jeweils einen durch diese hin­ durchgehenden Längsschlitz 30 auf. Auf den Längsprofilen 28 kann eine Arbeitsplatte 31 mit Schrauben 32 befestigt wer­ den, deren Köpfe in die Längsprofile 28 eingeführt werden und deren Schäfte sich durch die Längsschlitze 30 und die Arbeitsplatte 31 nach oben erstrecken. Mit Hilfe von Muttern kann die Arbeitsplatte 31 auf den jeweiligen Längsprofilen 28 festgelegt werden, nachdem sie in der erwünschten Stel­ lung auf den Längsprofilen 28 angeordnet worden ist.

Die Vorderplatte 25 des Wagen 20 ist so bemessen und aus­ gebildet, daß, wenn der Wagen in die Roboter-Schweißzelle 1 eingefahren ist, die Vorderplatte 25 einen Teil der Vorder­ wand 4 der Roboter-Schweißzelle 1 bildet. Ein Wagen 20, der sich in einem in die Roboter-Schweißzelle 1 eingefahrenen Zustand befindet, ist in Fig. 1 zu erkennen, wobei ersicht­ lich ist, daß seine Vorderplatte 25 einen Teil der Vorder­ wand 4 der Roboter-Schweißzelle 1 bildet. Man könnte die auf den Schienen verfahrbaren Werkstückaufnahmevorrichtungen 20 und 21, wie sie hier als Wagen mit Vorderplatte 25 ausge­ bildet sind, auch als "Schubladen" bezeichnen, die in die Roboter-Schweißzelle 1 eingeschoben und aus dieser herausge­ zogen werden können.

Zum Betrieb der Roboter-Schweißvorrichtung sind eine Strom­ quelle 33 für den Schweißbrenner 12 und eine Roboter-Steue­ rungseinrichtung 35 vorgesehen, die schematisch in Fig. 1 dargestellt sind.

In den Fig. 1 und 2 ist zu erkennen, daß sich der Schweiß­ brenner des Schweiß-Roboters 10 in einer Arbeitsstellung zur Bearbeitung eines Werkstückes 36 befindet, das auf dem in den Fig. 1 und 2 rechten Wagen 21 an der Arbeitsplatte 31 angeordnet ist. Betrachtet man Fig. 1, so ist zu erkennen, daß, wenn der Schweißvorgang an dem rechten Werkstück 36 abgeschlossen ist, der Schweißroboter 10 im wesentlichen um seine vertikale Achse um in etwa 180° gedreht werden muß, um an dem Werkstück 37, das an dem linken Wagen 20 vorgesehen ist, einen Schweißvorgang durchzuführen. Bei der Darstellung in Fig. 1 ist der linke Wagen 21 noch nicht in seine Ar­ beitsstellung in die Roboter-Schweißzelle 1 eingefahren wor­ den. Die Stellung des linken und des rechten Wagens 20 bzw. 21 verdeutlicht, daß das Werkstück 37 auf dem linken Wagen gehandhabt und ausgerichtet werden kann, während der Schweißvorgang auf dem rechten Wagen 21 an dem dortigen Werkstück 36 durchgeführt wird.

Fig. 4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Quer­ schnitt durch den Wagen 20, wobei insbesondere die Form der Gleitteile 23 erkennbar ist, die an die kreisbogenartige Form des oberen Abschnittes 24 der Schienen angepaßt ist. Auf den Außenseiten der Schienen sind abgewinkelte Schutz­ bleche 38 vorgesehen, um einer Unfallgefahr während des Ver­ schiebens eines Wagens vorzubeugen.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform einer Werkstück­ aufnahmevorrichtung in der Form eines Wagens dargestellt. Dieser Wagen unterscheidet sich von den in den Fig. 1 bis 4 gezeigten dadurch, daß auf der Bodenplatte 22 zwei vertikale Stützen 40, 40′ angebracht sind, die in Bewegungsrichtung des Wagens voneinander beabstandet sind. Jede Stütze 40, 40′ weist auf ihrer Innenseite eine Dreheinrichtung 41, 41′ auf. Die beiden Dreheinrichtungen 41, 41′ sind um eine gemeinsame horizontale Achse drehbar. Zwischen diesen Dreheinrichtungen kann ein zu bearbeitendes Werkstück befestigt werden, das gemeinsam mit den Dreheinrichtungen 41, 41′ um die genannte horizontale Achse drehbar ist. Auch bei dieser Ausführungs­ form des Wagens sind eine Vorderplatte 25 und an ein dieser angebrachter Handgriff 26 vorgesehen. Man erkennt in Fig. 5, daß bei eingefahrenem Wagen die Vorderplatte 25 einen Teil der Vorderwand 4 der Roboter-Schweißzelle 1 bildet.

In Fig. 6 ist ein Wagen 20 im wesentlichen nur mit der Bo­ denplatte 22 und den an ihr angebrachten Gleitteilen 23 so­ wie der Vorderplatte 25 mit dem an ihr befestigten Handgriff 26 dargestellt. Die Vorrichtung zur Halterung eines Werk­ stückes ist fortgelassen.

Mit Abstand von den beiden Schienenenden sind zwei ortsfeste Endplatten 42, 42′ an der Trageinrichtung 17 für die Schie­ nen angebracht. Jede Endplatte 42, 42′ ist an ihrem oberen Abschnitt mit einer Gewindebohrung versehen, in die von der Schienenseite her der Gewindeschaft 43, 43′ einer Schraube 44, 44′ eingeschraubt ist, der über die jeweilige Endplatte 42, 42′ hervorsteht. Auf den hervorstehenden Gewindeschaft­ abschnitt ist eine Kontermutter aufgeschraubt. Die Schrauben 44, 44′ bilden einen einstellbaren Anschlag für den Wagen 20.

An dem in das Innere der Roboter-Schweißzelle 1 weisenden Ende der Bodenplatte 22 des Wagens ist ein Anschlagteil 45 angebracht. Ferner ist an der Bodenplatte 22 des Wagens mit geringem Abstand von dem genannten Anschlagteil 45 in Rich­ tung zu der Vorderplatte 25 beabstandet ein Arbeitszylinder 46 so befestigt, daß die Bewegungsachse des Kolbens des Ar­ beitszylinders 46, der als ein Verriegelungsbolzen 47 dient, senkrecht zur Bodenplatte 22 verläuft. In der Bodenplatte 22 ist eine entsprechende Ausnehmung ausgebildet, so daß der Verriegelungsbolzen 47 durch die Bodenplatte 22 hindurch in seine ausgefahrene Endstellung bewegt werden kann.

Ein zweites Anschlagteil 45′ befindet sich unter der Boden­ platte 22 des Wagens in der Nähe seiner Vorderplatte 25.

Nahe der Innenseite der Endplatten 42, 42′ ist jeweils ein Mikroschalter 49, 49′ ortsfest derart angeordnet, daß, wenn sich das erste bzw. zweite Anschlagteil 45, 45′ über dem Mi­ kroschalter 49, 49′ befindet, dieser mit dem Anschlagteil 45, 45′ in Betätigungseingriff steht.

Nahe dem Mikroschalter 49 ist ferner eine ortsfeste Ausneh­ mung 48 vorgesehen, in die der als Verriegelungsbolzen 47 dienende Kolben des Arbeitszylinders 46 eingeführt werden kann, wenn sich der Arbeitszylinder 46 genau über dieser Ausnehmung 48 befindet.

Mit Hilfe des einstellbaren Anschlages läßt sich die Lage des Wagens 20 in seiner Arbeitsstellung so einstellen, daß der Verriegelungsbolzen 47 in die genannte Ausnehmung bewegt werden kann. In dieser Stellung befindet sich auch das erste Anschlagteil 45 im Betätigungseingriff mit dem Mikroschalter 49.

In der Fig. 6 befindet sich der mit stärkerer Strichführung dargestellte Wagen 20 im linken Abschnitt der Schienen und somit in seiner Arbeitsstellung. Mit schwächerer Linienfüh­ rung ist der Wagen 20 in einer rechten Stellung dargestellt, in der er aus der Roboter-Schweißzelle 1 herausgezogen ist. Um den Wagen 20 in dieser Stellung festlegen zu können, ist eine weitere, ortsfeste Ausnehmung 48′ vorgesehen, in die der Verriegelungsbolzen 47 des Arbeitszylinders 46 einge­ führt werden kann. Der an der außerhalb der Roboter-Schweiß­ zelle 1 liegenden Endplatte 42′ angebrachte durch die Schraube 44′ gebildete Anschlag hat in bezug auf die Posi­ tionierung des Wagens die gleiche Funktion wie der sich innerhalb der Roboter-Schweißzelle 1 befindende Anschlag. Auch hier ist die Einstellung des Anschlages derart, daß, wenn das zweite Anschlagteil 45′ an der Unterseite der Bo­ denplatte 22 in Anlage an den Anschlag gelangt, der von der Endplatte 42′ nach innen beabstandete Mikroschalter 49′ be­ tätigt wird, wodurch ein gegebenenfalls vorgesehener Antrieb zur Bewegung des Wagens abgeschaltet werden kann.

An der Unterseite der Bodenplatte 22 ist ein federbelastetes Eingriffsteil 51 vorgesehen, das am besten in Fig. 6 bei dem sich in der linken Stellung befinden Wagen 20 erkennbar ist. Das Eingriffsteil 51 ist durch eine Feder 52 derart vorbela­ stet, daß es von der Unterseite der Bodenplatte 22 fortge­ drückt wird. An dem freien Ende des Eingriffsteils 51 befin­ det sich eine drehbare Rolle 53.

Ortsfest sind zwischen den beiden Endplatten 42, 42′ zwei Nockenkurven 55, 55′ mit im wesentlichen asymmetrischer Dachform vorgesehen, wobei der Firstbereich abgerundet ist. Eine erste Nockenkurve 55 befindet sich innerhalb der Ro­ boter-Schweißzelle 1. Die zweite Nockenkurve 55′ befindet sich außerhalb der Roboter-Schweißzelle 1. Die Lage der er­ sten Nockenkurve 55 ist so ausgewählt, daß, wenn sich der Wagen 20 in seiner Arbeitsstellung befindet, die Rolle 53 auf die zu der Endplatte 42 im Inneren der Roboter-Schweiß­ zelle 1 weisende Dachseite 56 drückt, wobei gleichzeitig das endseitige erste Anschlagteil 45 an dem Anschlag anliegt. Dadurch, daß sich die Rolle 53 auf dieser Dachseite 56 be­ findet, wird eine Kraftkomponente in Richtung zu dem genann­ ten Anschlag erzeugt, die dazu beiträgt, daß der Wagen eine definierte Stellung einnimmt, in der dann der Verriegelungs­ bolzen 47 in die ihm zugeordnete Ausnehmung bewegt werden kann.

Wenn sich der Verriegelungsbolzen 47 in seiner zurückgezo­ genen Stellung befindet, kann der Wagen in der Fig. 6 nach rechts bewegt werden, das heißt aus der Roboter-Schweißzelle 1 herausgezogen werden. Dabei läuft zunächst die Rolle 53 auf der linken Dachseite 56 der ersten Nocknenkurve 55 auf, gelangt über den Firstbereich und rollt auf der anderen Dachseite ab. Kurz bevor sich der Wagen in seiner rechten, das heißt herausgezogenen, Endstellung befindet, läuft die Rolle 53 auf der linken Dachseite der zweiten Nockenkurve 55′ auf, gelangt über den Firstbereich und verbleibt dann auf der rechten abfallenden Dachseite 56′. Die Wirkung ist hier die gleiche, aber umgekehrt gerichtet, wie sie im Zu­ sammenhang mit dem sich in der Arbeitsstellung befindenden Wagen beschrieben worden ist. Damit sowohl in der Arbeits­ stellung als auch in der voll herausgezogenen Stellung des Wagens eine wirkungsvolle Kraftkomponente jeweils zu den entsprechenden Anschlägen für den Wagen erzeugt wird, ver­ laufen die zu den Anschlägen weisenden Dachseiten relativ steil verglichen mit den Dachseiten auf der anderen Seite des jeweiligen Firstbereiches.

Die Fig. 7 und 8 zeigen schematisch mögliche Antriebsvor­ richtungen zur Bewegung des Wagens zwischen seiner Arbeits­ stellung und seiner voll ausgezogenen Stellung. Fig. 7 zeigt als Antriebsvorrichtung einen Arbeitszylinder 59, der an ei­ nem ortsfesten Befestigungsteil 60 verschwenkbar angebracht ist, während das freie Ende des Arbeitskolbens 61 an dem vorderen Ende des Wagens verschwenkbar befestigt ist. Anzu­ merken ist, daß hier verglichen mit der Darstellung in Fig. 6 die Endplatten mit ihren Anschlägen und auch die beiden Nockenkurven weggelassen sind, da die Positionierung und Be­ wegungssteuerung des Wagens allein durch die entsprechende Steuerung des Arbeitskolbens 61 in dem Arbeitszylinder 59 vorgenommen wird. Der Arbeitszylinder 59 kann entweder mit Druckluft oder mit einem hydraulischen Arbeitsfluid betrie­ ben werden.

Fig. 8 zeigt als Antriebsvorrichtung einen Kettenantrieb 65, wobei eine geschlossene Kette 66 über endseitig angeordnete Kettenräder 67 und 68 geführt ist. Ein nicht näher darge­ stellter Elektromotor 69 treibt eines 67 der Kettenräder an, während das andere Kettenrad 68 frei läuft. Ein Abschnitt 70 der Kette 66 ist mit dem verfahrbaren Wagen derart gekop­ pelt, daß durch eine entsprechende Bewegung der Kette 66 der Wagen zwischen der Arbeitsstellung und der voll herausgefah­ renen Stellung hin- und herbewegbar ist. Ebenso wie bei der Ausbildungsform gemäß Fig. 7 sind auch hier keine Endplatten und Nockenkurven wie im Fall der Fig. 6 vorgesehen.

Bei beiden in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen mit einer Antriebsvorrichtung zur Bewegung der Werkstückauf­ nahmevorrichtungen auf den Schienen können Endschalter vor­ gesehen sein, die dazu dienen, den Antrieb auszuschalten, wenn die jeweilige Endstellung der Werkstückaufnahmevor­ richtung erreicht worden ist.

Der Erfindungsgegenstand wurde im Zusammenhang mit Ausfüh­ rungsformen näher erläutert, bei denen die Schienen, die zur Führung des Wagens dienen, Schienen sind, die auf einer Tra­ geinrichtung befestigt sind, so daß der Wagen auf ihnen hin- und her verfahrbar ist. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, hochliegende Laufschienen vorzusehen, von de­ nen die Werkstückaufnahmevorrichtung "herunterhängt". Ferner können die Schienen auch so angeordnet sein, daß sie die Ro­ boter-Schweißzelle durchqueren. Die Erfindung ist auch nicht auf nur zwei Werkstückaufnahmeeinrichtungen beschränkt. In Abhängigkeit von den jeweils zu schweißenden Werkstücken, können auf jedem Schienenpaar beispielsweise zwei Werkstück­ aufnahmevorrichtungen vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1 Schweißzelle
2 Rückwand
3 zwei Seitenwände
4 Vorderwand
5 obere Abdeckung
7 freigelassen
6 Boden
8 Absaugkanal
9 Filter-Ansauggebläse
10 Schweiß-Roboter
11 Maschinenrahmen
12 Schweißbrenner
13, 13′ und 14, 14′ parallele Schienen
15, 16 je zwei Schwellen
17 bzw. 18 Trageinrichtung
19 freigelassen
20 bzw. 21 Werkstückaufnahmevorrichtung
22 Bodenplatte
23 vier Gleitteile
24 obere Abschnitt jeder Schiene 13, 13′ und 14, 14′
25 Vorderplatte
26 Handgriff
27 Stützen
28 Längsprofile
29 Querprofile
30 Längsschlitz
31 Arbeitsplatte
32 Schrauben
33 Stromquelle
34 freigelassen
35 Roboter-Steuerungseinrichtung
36 Werkstück
37 Werkstück
38 Schutzbleche
39 freigelassen
40, 40′ vertikale Stützen
41, 41′ Dreheinrichtung
42, 42′ Endplatten
43, 43′ Gewindeschaft
44, 44′ Schraube
45, 45′ 1. u. 2. Anschlagteil
46 Arbeitszylinder
47 Verriegelungsbolzen
49, 49′ Mikroschalter
48, 48′ ortsfeste Ausnehmung
51 federbelastetes Eingriffsteil
52 Feder
53 drehbare Rolle
54 freigelassen
55, 55′ Nockenkurve
56, 56′ Dachseite
57 und 58 freigelassen
59 Arbeitszylinder
60 Befestigungsteil
61 Arbeitskolbens
62, 63 und 64 freigelassen
65 Kettenantrieb
66 Kette
67 und 68 Kettenräder
69 Elektromotor
70 ein Abschnitt

Claims (18)

1. Roboter-Schweißzelle mit einem bewegbaren Schweiß-Ro­ boter und einer Werkstückaufnahme zum Haltern eines Werkstückes, die in der Schweißzelle angeordnet sind, wobei der Schweiß-Roboter in eine Schweißstellung in bezug auf ein von der Werkstückaufnahme gehaltertes Werkstück bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme von wenigstens zwei unabhän­ gig voneinander verfahrbaren und von Schienen (13, 13′ und 14, 14′) geführten Werkstückaufnahmevorrichtungen (20; 21) gebildet ist.

2. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens zwei Werkstückaufnahme­ vorrichtungen (20; 21) auf je zwei Schienen (13, 13′ und 14, 14′) verfahrbar sind.

3. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein ortsfester Anschlag (43, 44, 45; 43′, 44′, 45′) zur Bewegungsbegrenzung der entsprechenden Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) in einer Arbeitsstellung vorgesehen ist.

4. Roboter-Schweißzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verriegelungseinrich­ tung (46, 47, 48) zur Arretierung der Werkstückaufnah­ mevorrichtung (20; 21) in der Arbeitsstellung vorgese­ hen ist.

5. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung einen an der Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) angebrachten, hin- und herbewegbaren Verriegelungsbolzen (47) auf­ weist, der mit einem ortsfesten Verriegelungsteil (48) in und außer Verriegelungseingriff bringbar ist.

6. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das ortsfeste Verriegelungsteil eine ortsfeste Ausnehmung (48) ist, in die und aus der her­ aus der Verriegelungsbolzen (47) bewegbar ist.

7. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschlag (43, 44; 43′, 44′) in Bewe­ gungsrichtung der Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) einstellbar ist.

8. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückauf­ nahmevorrichtung (20; 21) ein Anschlagteil (45; 45′) aufweist, das bei sich in der Arbeitsstellung befin­ dender Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) mit einer ortsfesten Schaltereinrichtung (49; 49′) in Betäti­ gungseingriff steht.

9. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück­ aufnahmevorrichtung (20; 21) ein in Richtung von der Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) fortweisendes, federbelastetes Eingriffsteil (51) aufweist, das beim Verschieben der Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) mit einem ortsfesten Eingriffsteil (55; 55′) in feder­ belasteten Andruckeingriff bringbar ist.

10. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das federbelastete Eingriffsteil (51) ei­ ne freilaufende Rolle (53) aufweist, das ortsfeste Ein­ griffsteil dachförmige Nockenkurve (55; 55′) ist und daß sich bei sich in der Arbeistsstellung befindender Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) die Rolle (53) auf der Seite abstützt, die zu dem Anschlag (43, 44; 43′, 44′) zur Bewegungsbegrenzung weist.

11. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebs­ vorrichtung (59, 60, 61; 65, 66, 67, 68, 69, 70) vor­ gesehen ist, durch die die Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) in die Arbeitsstellung und aus dieser heraus bewegbar ist.

12. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebsvorrichtung eine in Bewe­ gungsrichtung der Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) verlaufende, antreibbare Kette (66) ist, die zum Ver­ fahren der Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) mit dieser gekoppelt ist.

13. Roboter-Schweißzelle nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebsvorrichtung ein pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer Arbeitszylinder (59) ist, der mit seinem Zylinder oder Arbeitskolben (61) mit ei­ ner ortsfesten Stelle verbunden ist und dessen Arbeits­ kolben (61) oder Zylinder mit der Werkstückaufnahmevor­ richtung (20; 21) zum Verfahren derselben verbunden ist.

14. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückauf­ nahmevorrichtung (20; 21) eine Halterungseinrichtung (41, 41′) mit einer horizontalen Drehachse aufweist, durch die ein von der Werkstückaufnahmevorrichtung (20; 21) gehaltenes Werkstück um eine horizontale Achse drehbar ist.

15. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der je­ weiligen Schiene (13, 13′ und 14, 14′) und der Werk­ stückaufnahmevorrichtung (20; 21) Wäzlager angeordnet sind.

16. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückauf­ nahmevorrichtung (20; 21) mittels Gleitlager auf den Schienen (13, 13′ und 14, 14′) verfahrbar ist.

17. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück­ aufnahmevorrichtung (20; 21) eine Vorderplatte (25) aufweist, die bei sich in der Arbeitsstellung befin­ dender Werkstückaufnahmevorrichtung (20, 21) einen Teil der Vorderwand (4) der Roboter-Schweißzelle (1) bildet.

18. Roboter-Schweißzelle nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schienen (13, 13′; 14, 14′) nach außerhalb der Roboter-Schweiß­ zelle (1) erstrecken.