DE60125262T2

DE60125262T2 - Antriebseinheit für die Druckwelle einer Schweissvorrichtung

Info

Publication number: DE60125262T2
Application number: DE60125262T
Authority: DE
Inventors: c/o Obara Corporation Yoshio Ayase-shi Sato; c/o Obara Corporation Yoshiyuki Ayase-shi Sasaki
Original assignee: Obara Corp
Current assignee: Obara Corp
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: US20030196502A1; KR20010087087A; KR100631261B1; JP4412798B2; ES2273757T3; JP2001246477A; EP1129809A3; ATE348681T1; US20010019038A1; DE60125262D1; US6718837B2; EP1129809B1; EP1129809A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine Druckwelle einer Schweißvorrichtung, die von einem Motor antreibbar ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 (siehe z.B. JP-A-ID/323 764).
Eine Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißpistole, die mit einem Handgelenk eines Roboters verbunden ist, wurde konventionell z.B. in der japanischen Patent-Auslegungsschrift Nr. 9-47881 offenbart, in der ein Kugelumlaufspindelmechanismus zur Umwandlung von Drehung einer Abtriebswelle des Motors in eine Hin- und Herbewegung der Druckwelle in einem Gehäuse angeordnet ist und ein direkt wirkender Rollführungsmechanismus zwischen einem Druckwellenelement und dem Gehäuse bereitgestellt ist.
In dieser bekannten Antriebseinheit für eine Druckwelle ist die Druckwelle zum Halten des Kugelumlaufspindelmechanismus in einem ein Gehäuse bildenden Zylinder angeordnet ist, ein das direkt wirkende Rolllager bildender Kugelkäfig am hinteren Ende der Druckwelle befestigt und eine mit einer Führungsnut an der dem Kugelkäfig gegenüberliegenden Fläche versehene Schiene an der Innenwand des Zylinders befestigt, so daß diese Komponenten im Zylinder montiert sind, wodurch die Antriebseinheit für eine Druckwelle vervollständigt wird.
Beim Stand der Technik ist es jedoch, da die Antriebseinheit für eine Druckwelle, die die Schiene, das Lager, den Kugelumlaufspindelmechanismus und so weiter umfaßt, im Gehäuse montiert ist und der Montageprozeß davon umständlich ist, daher schwierig, ein Produkt mit hoher Genauigkeit herzustellen, was das Problem hoher Fertigungskosten aufwirft.
Die Erfindung wurde gemacht, um das vorangehende Probleme des Stands der Technik zu lösen, und hat die Aufgabe, eine Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung bereitzustellen, wobei die Antriebseinheit für eine Druckwelle bildende Komponenten miteinander integriert sind, wobei die Antriebseinheit für eine Druckwelle einstückig an einem Gehäusekörper befestigt ist, wodurch sich die Antriebseinheit für eine Druckwelle mit hoher Genauigkeit leicht erhalten läßt, so daß sich die Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung mit hoher Genauigkeit bei niedrigen Kosten erreichen läßt.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird die Antriebseinheit für eine erfindungsgemäße Druckwelle einer Schweißvorrichtung, die von einem Motor antreibbar ist, in Anspruch 1 definiert.
Ferner ist die Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein hinteres Ende eines feststehenden Arms an dem U-förmigen Gehäusekörper 9 befestigt ist.
Ferner ist die Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Gehäusekörper 9 von einem extrudierten Element gebildet wird, das aus Aluminiumlegierung hergestellt ist.
Ferner ist die Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein Maschinenabschnitt für manuelles Drehen einer Kugelumlaufspindel an dem hinteren Ende der Kugelumlaufspindel des Kugelumlaufspindelmechanismus 11 ausgebildet ist.
1 ist eine Draufsicht, die einen Hauptteil einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung zeigt;
2 ist eine Seitenansicht der Antriebseinheit für eine Druckwelle in 1;
3 ist eine Schnittansicht des Hauptteils der Antriebseinheit für eine Druckwelle in 1 und
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 3.
Eine Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung der Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. In diesen Figuren ist mit 1 ein Motor zum Antreiben einer Antriebseinheit 2 für eine Druckwelle (im Folgenden einfach als Antriebseinheit 2 bezeichnet) in einer Schweißvorrichtung gekennzeichnet und ein Zahnriemen 6 verläuft zwischen einer Riemenscheibe 4 an einer Abtriebswelle 3 des Motors 1 und einer Riemenscheibe 5 an der Antriebseinheit 2. Mit einem vorderen Ende einer Druckwelle 7, die an der Antriebseinheit 2 angeordnet ist, ist eine Elektrode (nicht abgebildet) zum Anlegen eines Drucks zum Schweißen eines Werkstücks im Fall einer Schweißpistole vom C-Typ, ein Verbindungselement (nicht abgebildet), das mit einem Pistolenarm im Fall einer Schweißpistole vom X-Typ verbunden ist, und ein Werkstückaufnahmetisch (nicht abgebildet) im Fall einer Schweißvorrichtung verbunden.
Mit 8 wird ein Gehäuse für die Antriebseinheit 2 gekennzeichnet, und das Gehäuse 8 umfaßt einen auf einer Seite offenen Gehäusekörper 9 mit einer im Querschnitt im Wesentlichen U-förmigen Gestalt und eine Platte 10 zum Abdecken des offenen Abschnitts. Im Gehäuse 8 sind Druckmechanismuselemente angeordnet, die die Druckwelle 7, die den Kugelumlaufspindelmechanismus 11 aufweist, ein an der Druckwelle 7 befestigtes direkt wirkendes Rollager 12 und eine Schiene 13, die mit dem direkt wirkenden Rolllager 12 kombiniert ist, umfassen. Der Gehäusekörper 9 ist aus einem extrudierten Element gebildet, das aus Aluminiumlegierung hergestellt ist.
Der Kugelumlaufspindelmechanismus 11 umfaßt eine Umlaufspindel 14 und eine mit der Umlaufspindel 14 in Eingriff befindliche Kugelmutter 15, wobei die Umlaufspindel 14 durch die Kugelmutter 15 verläuft, und wird von einem Lager 16 am hinteren Abschnitt getragen, und die Riemenscheibe 5, mit der eine Antriebskraft des Motors 1 über den Zahnriemen 6 übertragen wird, ist am hinteren Ende der Umlaufspindel 14 befestigt. Am hintersten Abschnitt der Umlaufspindel 14 ist ein Maschinen- bzw. Bearbeitungsabschnitt 30 wie ein Maschinenloch oder Maschinenvorsprung zum manuellen Drehen der Umlaufspindel 14 bei Problemen mit dem Motor 1 ausgebildet. Die Kugelmutter 15 ist mit einer Vielzahl von Schrauben 18, 18 ... an einem rechteckigen Flansch 17, der am hinteren Abschnitt der Kugelmutter 15 bereitgestellt ist, am Winkelabschnitt der Druckwelle 7 am hinteren Ende davon befestigt.
Die Druckwelle 7 hat Vorsprungstücke 19, 19 zum Halten von Schrauben an der Rückseite davon und die Druckwelle 7 und das direkt wirkende Rolllager 12 sind durch Schrauben 20, 20 ..., die in die Vorsprungstücke 19, 19 eingefügt sind, miteinander integriert. Die Druckwelle 7 verläuft durch ein Durchgangsloch 22, das in einer vorderen Wand 21 zum Abdecken des vorderen Endes des Gehäuses 8 ausgebildet ist und erstreckt sich aus dem Gehäuse 8 hinaus und ist z.B. mit einem Pistolenarm einer elektrischen Schweißpistole vom Typ X verbunden, um Druck auf Elektroden auszuüben, die an den Spitzenenden des Pistolenarms angebracht sind. Im Durchgangsloch 22 ist kein Lager bereitgestellt und die Druckwelle 7 sitzt mit Zwischenraum im Durchgangsloch 22 und in dem Zwischenraum sind ein Abstreifer 23 und eine Staubdichtung 24 in Eingriff und daher ist das Durchgangsloch 22 als so genanntes lagerloses Loch aufgebaut.
Wenn die Schweißvorrichtung eine Elektropistole vom Typ C ist, bildet die Druckwelle 7 einen beweglichen Arm und das Spitzenende des feststehenden Arms ist am Gehäusekörper 9 angebracht.
Das direkt wirkende Rolllager 12 ist im Wesentlichen mit U-förmiger Gestalt ausgebildet und die Schiene 13 ist auf der Seite des offenen Abschnitts angeordnet. An dem Abschnitt, der der Schiene 13 des direkt wirkenden Rollagers 12 gegenüberliegt, sind an der Ober- und Unterseite Nuten 26 zum Aufnehmen von Kugeln 25, 25 ausgebildet, wobei die Nuten 26 mit an der Schiene 13 ausgebildeten Vorsprüngen 27 kooperieren.
Die Schiene 13 ist mit dem direkt wirkenden Rolllager 12 zusammengebaut und mit Schrauben 28, 28 ... am Gehäusekörper 9 befestigt, um als Anschlag zum Anhalten der Drehung der Druckwelle 7 und als Führung für ihre Hin- und Herbewegung zu dienen. Mit 29, 29 ... sind Schrauben zum Befestigen der Platte 10 am Gehäusekörper 9 abgebildet.
Um die als beweglichen Arm der C-Schweißpistole dienende Druckwelle 7 hin- und herzubewegen, wird der Motor 1 zum Drehen der Riemenscheibe 5 mittels des Zahnriemens 6 gedreht, so daß die Umlaufspindel 14 gedreht wird und die Kugelmutter 15 durch die Drehung der Umlaufspindel 14 gedreht wird. Die Drehkraft der Umlaufspindel 14 wird aber von dem direkt wirkenden Rolllager 12 eingeschränkt und in eine Hin- und Herbewegung der Kugelmutter 15 umgewandelt, und daher führt die Druckwelle 7, die die Kugelmutter 15 an ihrem hinteren Abschnitt enthält, eine Vor- oder Zurückbewegung durch.
Indessen, da das Gehäuse 8 einen auf einer Seite offenen Gehäusekörper 9 in einer im Querschnitt im Wesentlichen U-förmigen Gestalt und eine Platte 10 zum Abdecken des offenen Abschnitts umfaßt, und Druckmechanismuselemente, die aus der Druckwelle 7, die den Kugelumlaufspindelmechanismus 11 am hinteren Abschnitt aufweist, dem Druckwellenelement, dem an dem Kugelumlaufspindelmechanismus 11 befestigten direkt wirkenden Rolllager 12 und einer mit dem direkt wirkenden Rollager 12 kombinierten Schiene 13 bestehen, miteinander integriert montiert sind und der Druckmechanismus am Gehäusekörper 9 befestigt ist, können insbesondere die Schiene 13 und das direkt wirkende Rolllager 12, die mit hoher Genauigkeit zusammengebaut werden müssen, im Voraus außerhalb des Gehäuses 8 zusammengebaut werden, so daß leicht eine genaue Montage durchgeführt werden kann. Des Weiteren kann, da die Umlaufspindel 14, die Kugelmutter 15, die Druckwelle 7, das direkt wirkende Rolllager 12, die Schiene 13 und so weiter außerhalb des Gehäuses 8 zusammengebaut werden können, ihre Montage sehr leicht erfolgen.
Des Weiteren, da die Schiene 13, mit der die Druckmechanismuselemente mit den Schrauben 28, 28 zusammengebaut sind, an der Bezugsfläche befestigt ist, die an der Innenfläche des Gehäusekörpers 9 maschinell ausgebildet ist, läßt sich der Einbauvorgang der Druckmechanismuselemente schnell mit hoher Genauigkeit ausführen.
Da die Schiene 13 ohne Zwischenlegen der Platte 10 direkt am Gehäusekörper 9 befestigt ist, wird keine kostspielige Platte benötigt. Des Weiteren werden alle für eine ruhige und gerade Bewegung der Druckwelle 7 benötigten Teile mit Bezug auf die Genauigkeit einer zentralen Achse in der Längsrichtung, durch die sich die Druckwelle 7 bewegt, mit dem Gehäusekörper 9 zusammengebaut und daher wird die Montagegenauigkeit durch Berücksichtigen einer mechanischen Bearbeitungsgenauigkeit des Gehäuses 9 automatisch erreicht und von daher kann die Genauigkeit des Durchgangskerns sehr leicht erreicht werden.
Da das vordere Ende des Gehäuses 8 mit der vorderen Wand 21 bedeckt ist und das Durchgangsloch 22, durch das die Druckwelle 7 eingesetzt ist, in der vorderen Wand 21 ausgebildet ist, wobei das Durchgangsloch 22 als lagerloses Loch ausgebildet ist, entstehen keine Probleme wie Festfressen des Lagers, selbst wenn sich ein Spritzer an der Oberfläche der Druckwelle 7 befindet. Ferner kann, wenn ein durch das Ausüben von exzentrischem Druck (durch exzentrische Ausrichtung zwischen der Achse von Elektroden oder dem Chip der Schweißpistole und der Achse der Druckwelle 7) verursachtes Biegemoment auf die Druckwelle 7 ausgeübt wird, das direkt wirkende Rolllager 12 allein die Belastung aufnehmen, so daß der Einfluß auf das Schweißen minimal gehalten werden kann.
Ferner wird, wenn der hintere Endabschnitt des festen Arms am Gehäusekörper 9 angebracht ist, die gesamte Länge des Gehäuses kurz, so daß die Elektropistole kompakt aufgenommen werden kann.
Ferner kann der Gehäusekörper 9, wenn er von einem extrudierten Element, das aus Aluminiumlegierung hergestellt ist, gebildet wird, leicht ausgebildet werden, so daß die Materialkosten und Kosten einer mechanischen Bearbeitung stark reduziert werden können.
Wenn der Bearbeitungsabschnitt 30 zum manuellen Drehen der Umlaufspindel 14 am hinteren Endabschnit der Umlaufspindel 14 des Kugelumlaufspindelmechanismus ausgebildet ist, wird die Umlaufspindel 14 ferner bei Problemen mit dem Motor oder dergleichen unter Nutzen des Maschinenabschnitts 30 gedreht, so daß die Druckwelle 7 auf eine erwünschte Position zurückkehrt.
Da das Gehäuse erfindungsgemäß einen auf einer Seite offenen Gehäusekörper in einer im Querschnitt im Wesentlichen U-förmigen Gestalt und eine Platte zum Abdecken des offenen Abschnitts umfaßt und Druckmechanismuselemente den Kugelumlaufspindelmechanismus, das Druckwellenelement, das direkt wirkende Rolllager, das am Kugelumlaufspindelmechanismus befestigt ist, und eine mit dem direkt wirkenden Rollager kombinierte Schiene umfassen und wobei die Druckmechanismuselemente am Gehäusekörper befestigt sind und die Platte am offenen Abschnitt des Gehäusekörpers befestigt ist, läßt sich dadurch die Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung erreichen, bei der die hochgenaue Antriebseinheit für eine Druckwelle leicht montiert und kostengünstig hergestellt werden kann.
Da das vordere Ende des Gehäuses mit einer vorderen Wand bedeckt ist und ein Durchgangsloch, durch das die Druckwelle eingesetzt ist, in der vorderen Wand ausgebildet ist und kein Lager im Durchgangsloch bereitgestellt ist, entstehen keine Unannehmlichkeiten wie ein Festfressen des Lagers. Ferner kann, wenn ein durch das Ausüben von exzentrischem Druck verursachtes Biegemoment auf die Druckwelle ausgeübt wird, das direkt wirkende Rolllager allein die Belastung aufnehmen, so daß der Einfluß auf das Schweißen minimal gehalten werden kann.
Da ein hinteres Ende eines festen Arms am U-förmigen Gehäusekörper angebracht ist, wird es dadurch für die Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung möglich, die gesamte Schweißvorrichtung kompakt werden zu lassen.
Da der U-förmige Gehäusekörper von einem extrudierten Element gebildet wird, das aus Aluminiumlegierung hergestellt ist, kann er leicht ausgebildet werden, wodurch die Antriebseinheit für eine Druckwelle in einer Schweißvorrichtung bereitgestellt wird, die kostengünstig hergestellt werden kann.
Da ein Maschinenabschnitt zum manuellen Drehen einer Umlaufspindel am hinteren Ende der Umlaufspindel des Kugelumlaufspindelmechanismus ausgebildet ist, wird die Druckwelle als Reaktion auf Probleme mit dem Motor oder dergleichen auf eine erwünschte Position zurückgebracht.

Claims

Antriebseinheit (2) für eine Druckwelle einer Schweißvorrichtung, die von einem Motor (1) antreibbar ist, wobei die Antriebseinheit (2) ein Gehäuse (8), eine Druckwelle (7), einen Kugelumlaufspindelmechanismus (11) zur Umwandlung von Drehung einer Abtriebswelle (3) des Motors (1) in eine Hin- und Herbewegung der Druckwelle (7) und einen direkt wirkenden Rollführungsmechanismus (12, 13) enthält, worin die Druckwelle (7), der Kugelumlaufspindelmechanismus (11) und der direkt wirkende Rollführungsmechanismus (12, 13) in dem Gehäuse (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) einen Gehäusekörper (9), der auf einer Seite offen ist und im Querschnitt eine im wesentlichen U-förmige Gestalt aufweist, und eine Platte (10) zum Abdecken des offenen Abschnitts des Gehäusekörpers (9) aufweist; worin die Druckmechanismuselemente, die aus der Druckwelle (7), die den Kugelumlaufspindelmechanismus (11) in deren hinterem Abschnitt enthält, dem an dem Kugelumlaufspindelmechanismus (11) befestigten direkt wirkenden Rolllager (12) und einer mit dem direkt wirkenden Rolllager (12) montierten Schiene (13) bestehen, zur Bildung eines Einbauteils miteinander integriert sind; die Schiene (13) des direkt wirlenden Rollführungsmechanismus (12, 13) des integrierten Einbauteils an einer Seite des Gehäusekörpers (9) gegenüber dem offenen Abschnitt des Gehäusekörpers (9) befestigt ist; und ein vorderes Ende des Gehäusekörpers (9) mit einer Vorderwand (21) bedeckt ist, und ein Durchgangsloch (22), durch das die Druckwelle (7) eingesetzt ist, an der Vorderwand (21) ausgebildet ist und ein hinterer Abschnitt des Gehäusekörpers (9) durch einen Kasten für eine Riemenscheibe (4, 5) verschlossen ist.
Antriebseinheit (2) für eine Druckwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein hinteres Ende eines feststehenden Arms an dem Gehäusekörper (9) befestigt ist.
Antriebseinheit (2) für eine Druckwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Gehäusekörper (9) von einem extrudierten Element gebildet ist, das aus Aluminiumlegierung hergestellt ist.
Antriebseinheit (2) für eine Druckwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maschinenabschnitt für manuelles Drehen einer Kugelumlaufspindel an dem hinteren Ende der Kugelumlaufspindel des Kugelumlaufspindelmechanismus (11) ausgebildet ist.