DE69908093T2

DE69908093T2 - Widerstandschweisszangen mit einer mechanischen teilungs- und rücksetzvorrichtung

Info

Publication number: DE69908093T2
Application number: DE69908093T
Authority: DE
Inventors: Michel Beffrieu; Gerard De Bruyn; Jean-Luc Ricart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: BR9907171A; ES2198882T3; CN1289279A; ATE240815T1; RO120054B1; TR200002167T2; AU2170099A; DE69908093D1; CA2320330A1; JP2002501831A; US6392185B1; WO1999038640A1; FR2774320A1; EP1054749A1; KR20010040527A; SI20314A; FR2774320B1; EP1054749B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schweißzange mit einer Vorrichtung zur Teilung und Rücksetzung, das heißt zum Sperren und Freigeben der Bewegung der Zange, beispielsweise der Drehung im Falle einer X-Zange oder der geradlinigen Bewegung im Falle einer J-Zange, bezogen auf ihren Träger, zum Beispiel den Arm eines Roboters, auf dem die besagte Zange angebracht ist.
Ein Schweißzyklus untergliedert sich in drei Phasen: Anfahren, Schweißen und Absetzen. Während der Schweißphase muß eine Schweißzange eine Bewegung, beispielsweise ein Öffnen und Schließen, im Verhältnis zum Roboter zulassen, um sich an die zu verbindenden Bleche anzupassen, insbesondere beim Anfahren, das dem überlappenden Einsetzen der beiden zu verschweißenden Teile zwischen den Elektroden der Schweißzange und der Herstellung einer stabilisierten Kraft der beiden Elektroden, die einen elektrischen Stromkreis erzeugen, entspricht.
Im Anschluß an die Durchführung der Schweißung wird die Schweißzange dann geöffnet und durch den Roboter zu einem anderen auszuführenden Schweißpunkt verbracht.
Insbesondere um die Schweißzange im Verhältnis zu den zu verbindenden Blechen in Position zu bringen, kann sich im Verlauf dieser Verfahrvorgänge die Bewegung der Zange, die geöffnet ist, als hinderlich erweisen und eine präzise Verfahrensbahn und Positionierung des Systems verhindern. Denn um die Zykluszeiten des Roboters zu optimieren, verfährt dieser stets auf seinen verschiedenen Achsen mit dem Maximum seiner Geschwindigkeit. Bei durch den Roboter vorgegebenen Beschleunigungen kann die Schweißzange daher in Schwingung geraten.
Um die erheblichen Trägheitserscheinungen zu vermeiden und zu verhindern, daß sich die Schweißzange aufgrund der durch den Roboter vorgegebenen Beschleunigungen dreht, wird die Bewegung des Schweißzangensystems kurzzeitig durch ein Teilungssystem gesperrt. Die meisten Schweißzangen sind daher mit einem Teilungssystem ausgerüstet, das einen Einfluß auf die Schweißzange zum Beispiel bei ihrer Verfahrbewegung von einer Arbeitsstation zu einer anderen ausübt.
Die üblicherweise verwendeten Schweißzangen mit elektrischem Antrieb weisen ein Teilungs- und Rücksetzsystem auf, das aus einem Zylinder besteht, dessen ausgefahrene Stangenposition das Arretieren der Schweißzange ermöglicht, während seine eingefahrene Stangenposition die Bewegung der besagten Schweißzange freigibt, um die Selbstzentrierung der Elektroden auf einem zu verbindenden Blech beim Anfahren zu ermöglichen, und zwar ohne Beanspruchung auf den Blechen. Um die Selbstzentrierung zu begünstigen, umfaßt die Schweißzange Ausgleichfedern, die es ermöglichen, die Schweißzange zu einer Gleichgewichtsposition um ihre Schweißebene zu verbringen.
Im Falle von Schweißzangen mit elektrischem Antrieb, setzt das Vorhandensein des Zylinders jedoch zusätzlich zu dem elektrischen Stromkreis für den Antrieb der Schweißzange das Vorliegen eines Druckluftkreises sowie alle damit zusammenhängende Elemente, und zwar eine Leitung, einen Kompressor usw., voraus.
Es besteht daher die Notwendigkeit, zwei verschiedene Versorgungstypen vorzusehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß sie eine Schweißzange mit elektrischem Antrieb vorschlägt, bei der die Teilungs- und Rücksetzvorrichtung für die Bewegung der Schweißzange im Verhältnis zur Schweißebene keine Druckluft-, Hydraulikzuleitung oder sonstige Versorgungsleitung erforderlich macht.
Dazu hat die vorliegende Erfindung eine Schweißzange mit elektrischem Antrieb zum Gegenstand, umfassend einen gerasterten ortsfesten Arm und einen beweglichen Arm, die jeweils mit einer Elektrode versehen sind, sowie eine Teilungs- und Rücksetzvorrichtung, welche die Bewegung der Schweißzange bezogen auf die Schweißebene sperrt und freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Teilungs- und Rücksetzvorrichtung mechanische Mittel umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie die besagte Sperrung und Freigabe der besagten Bewegung der Schweißzange im Verlauf der Öffnungs-/Schließbewegungen der besagten Schweißzange unter der Einwirkung der Mittel zur elektrischen Öffnungs- und Schließbetätigung der Schweißzange sicherstellen.
Am Ende einer Schweißphase wirken daher beim Öffnen der Zange durch die besagten elektrischen Betätigungsmittel die mechanischen Mittel so auf die Schweißzange ein, daß sie einrastet, während umgekehrt eine Verstellung der elektrischen Betätigungsmittel im Sinne eines Schließens der Schweißzange den Antrieb der mechanischen Mittel zu einem Rücksetzen der Schweißzange bewirkt.
Bei einer erfindungsgemäßen Schweißzange kann es sich sowohl um eine X-förmige Zange als auch um eine J-förmige Zange handeln.
Im Falle einer X-förmigen Zange bestehen nach einer bevorzugten Ausführungsart die mechanischen Mittel der Teilungs- und Rücksetzvorrichtung der Schweißzange aus einem Nocken, einer Gelenkstange und einer Rolle, wobei der Nocken drehbar um seine Befestigungsachse an einer Nase des als ortsfest vorgesehenen Arms der Schweißzange gelagert ist, während die Gelenkstange ein Ende aufweist, das drehbar um seine Verbindungsachse mit dem Nocken gelagert ist, wobei die besagte Verbindungsachse parallel zur Befestigungsachse des Nockens verläuft und zu dieser beabstandet ist, sowie ein Ende, das drehbar um einen Antriebszapfen gelagert ist, dessen Längsachse ebenfalls parallel zur Drehachse des Nockens verläuft, wobei sich der besagte Antriebszapfen selbst in einer Gleitzapfenverbindung mit der Nase des als beweglich vorgesehenen zweiten Arms der Schweißzange befindet, während die Rolle ihrerseits fest mit dem Gelenk der Schweißzange verbunden ist und mit dem Profil des Nockens zusammenwirken kann.
Die Rolle ist vorzugsweise über einen Träger der Teilungsvorrichtung fest mit dem Gelenk der Schweißzange verbunden gelagert, wobei die Achse der Rolle parallel zur Befestigungsachse des Nockens verläuft, wobei die besagte Rolle am Profil des Nockens entlang rollen kann und wobei die besagte Rolle außerdem im Verhältnis zur ihrem Träger verschiebbar gelagert ist, wobei die geradlinige Verschiebung durch ein elastisches Rückstellmittel, wie etwa ein Elastormerteil, begrenzt wird.
Der Nocken weist ein Profil auf, das durch unterschiedliche Durchmesser definiert ist, die ihrerseits verschiedene Nockendurchmesser definieren, und, wenn die Rolle am größten Nockendurchmesser entlang rollt, werden die Arme der Schweißzange, die eine Drehbewegung um das Gelenk der Schweißzange herum ausführen, verrastet.
Eine erfindungsgemäße Schweißzange weist daher nur eine einzige Stromversorgung auf, so daß die Notwendigkeit einer Druckluft- oder Hydraulikzuleitung für die Teilungs- und Rücksetzvorrichtung entfällt. Deshalb entfallen außerdem alle Kreisläufe und Bestandteile, die mit einem anderen Versorgungssystem, etwa mit einer Druckluftversorgung, zusammenhängen, wie beispielsweise Leitungen, ein Kompressor usw.
Eine erfindungsgemäße Schweißzange weist vorteilhafterweise darüber hinaus eine zusätzliche Sicherheit auf, insoweit die Schweißzange und insbesondere die Teilungs- und Rücksetzvorrichtung bei Nichtvorliegen von Energie der Schweißzange in Position verbleibt und die Schweißzange weiterhin von Hand benutzbar ist.
Ferner erhält man eine Schweißzange, bei der die Schnelligkeit der Teilung und Rücksetzung nicht von der Geschwindigkeit eines Zylinders, sondern von der Geschwindigkeit des Elektromotors zur Verstellung der Schweißzange abhängig ist. Außerdem verleiht die auf dem Nocken rollende Rolle der Teilung einen sanften Verlauf, im Gegensatz zu einem Zylinder, der gegen den Finger schlägt.
Es folgt nun eine eingehendere Beschreibung der Erfindung zu einem Ausführungsbeispiel bei einer X-Zange unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigen im einzelnen:
1 eine im Seitenschnitt ausgeführte Ansicht einer Teilungs- und Rücksetzvorrichtung der erfindungsgemäßen Schweißzange und
2 eine Draufsicht der Vorrichtung nach 1.
Im Falle einer Schweißzange mit elektrischem Antrieb in X-Form umfaßt diese Schweißzange einen gerasterten ortsfesten Arm 5 und einen beweglichen Arm, wobei die Teilungs- und Rücksetzvorrichtung so auf das Schweißzangensystem einwirkt, daß die relative Drehung der Arme gesperrt wird oder nicht.
Die Teilungs- und Rücksetzvorrichtung umfaßt einen Nocken 1, eine Gelenkstange 2 und ein System aus elastischem Rückstellmittel und Rolle 3.
Die Nase des Trägers des als ortsfest vorgesehenen Arms 5 der Schweißzange weist einen Finger 4 auf, der die Achse des Nockens 1 bildet und auf dem der Nocken 1 drehbar gelagert ist.
Ein Ende der Gelenkstange 2 funktioniert mit dem besagten Nocken 1 über ein Verbindungsstück 7, das fest mit der Unterseite des besagten Nockens 1 verbunden ist, vorzugsweise in der Nähe des Umfangsrands des besagten Nockens 1, und eine zum Finger 4 parallele Achse 6 aufweist, an der das Ende 2a der Gelenkstange 2 drehbar gelagert ist.
Das zweite Ende 2b der Gelenkstange 2 ist drehbar um einen Antriebszapfen 8 gelagert, der sich in einer Gleitzapfenverbindung mit der Nase des als beweglich vorgesehenen anderen Arms der Schweißzange befindet.
Der Antriebszapfen 8 besteht in der Regel aus einer Mutter, die verschiebbar entlang einer an das Untersetzungsgetriebe des elektrischen Antriebs der Schweißzange angeschlossenen Schnecke gelagert ist.
Die Rolle 3 ist über einen Träger der Teilungsvorrichtung fest verbunden mit dem Gelenk der Schweißzange gelagert, wobei die Achse der Rolle 3 parallel zur Achse des Fingers 4 verläuft, an dem der Nocken 1 gelagert ist, wobei die besagte Rolle 3 am Nockenprofil entlang rollen kann.
Darüber hinaus ist die Rolle 3 im Verhältnis zu ihrem Träger verschiebbar gelagert, wobei die geradlinige Verschiebung durch ein elastisches Rückstellmittel, wie etwa ein Elastomerteil, begrenzt wird.
Bei der Öffnungsbetätigung der Schweißzange treibt der Antriebszapfen 8 die Gelenkstange 2 an, die den Nocken 1 in eine Drehbewegung versetzt. In Abhängigkeit von den verschiedenen Durchmessern des Nockens 1 rollt die Rolle 3 auf dem besagten Nocken 1. Da die Arme der Schweißzange eine Drehbewegung um das Gelenk der Schweißzange ausführen, rasten sie ein, wenn die Rolle 3 auf dem größten Durchmesser des Nockens 1 rollt. Beim Schließen der Schweißzange findet die entgegengesetzte Bewegung statt.
Wenn daher die Schweißzange nach einer Schweißphase geöffnet wird, rastet die besagte Schweißzange ein, sobald sich der bewegliche Arm der Schweißzange in einem Abstand von etwa 5 mm bezogen auf die theoretische Schweißebene befindet. Zu Beginn der Rastung beträgt die Entfernung zwischen den Elektroden dann 10 mm und am Ende der Rastung 15 mm. Die Schweißzange bleibt während der gesamten Öffnung verrastet.
Die Dimensionierung der verschiedenen Elemente, aus denen die Teilungs- und Rücksetzvorrichtung besteht, wird für jede Zangengröße nach Maßgabe der vorangehenden zwischen den Elektroden der Schweißzange gewünschten Abstandswerten bestimmt.

Claims

Schweißzange mit elektrischem Antrieb, umfassend einen gerasterten ortsfesten Arm (5) und einen beweglichen Arm, die jeweils mit einer Elektrode versehen sind, sowie eine Teilungs- und Rücksetzvorrichtung, welche die Bewegung der Schweißzange bezogen auf die Schweißebene sperrt und freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Teilungs- und Rücksetzvorrichtung mechanische Mittel (1, 2, 3) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie die besagte Sperrung und Freigabe der besagten Bewegung der Schweißzange im Verlauf der Öffnungs-/Schließbewegungen der besagten Schweißzange unter der Einwirkung der Mittel zur elektrischen Öffnungs- und Schließbetätigung der Schweißzange sicherstellen.
Schweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißzange eine J-förmige Zange ist.
Schweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißzange eine X-förmige Zange ist.
Schweißzange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel der Teilungs- und Rücksetzvorrichtung der Schweißzange aus einem Nocken (1), einer Gelenkstange (2) und einer Rolle (3) bestehen, wobei der Nocken (1) drehbar um seine Befestigungsachse an einer Nase des als ortsfest vorgesehenen Arms (5) der Schweißzange gelagert ist, während die Gelenkstange (2) ein Ende (2a) aufweist, das drehbar um seine Verbindungsachse (6) mit dem Nocken (1) gelagert ist, wobei die besagte Verbindungsachse (6) parallel zur Befestigungsachse des Nockens (1) verläuft und zu dieser beabstandet ist, sowie ein Ende (2b), das drehbar um einen Antriebszapfen (8) gelagert ist, dessen Längsachse ebenfalls parallel zur Drehachse des Nockens (1) verläuft, wobei sich der besagte Antriebszapfen (8) selbst in einer Gleitzapfenverbindung mit der Nase des als beweglich vorgesehenen zweiten Arms der Schweißzange befindet, während die Rolle (3) ihrerseits fest mit dem Gelenk der Schweißzange verbunden ist und mit dem Profil des Nockens (1) zusammenwirken kann.
Schweißzange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (1) unterschiedliche Durchmesser aufweist, wobei der größte Durchmesser des Nockens der Teilung der Schweißzange entspricht.
Schweißzange nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsachse des Nockens (1) aus einem Finger (4) besteht, der fest mit der Nase des als ortsfest vorgesehenen Arms (5) der Schweißzange verbunden ist.
Schweißzange nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (2a) der Gelenkstange (2) mit dem Nocken (1) über ein Verbindungsteil (7) zusammenwirkt, das fest mit der Unterseite des Nockens (1) verbunden ist und eine Achse (6) aufweist, an der das Ende (2a) drehbar gelagert ist.
Schweißzange nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (3) über einen Träger der Teilungsvorrichtung fest mit dem Gelenk der Schweißzange verbunden gelagert ist, wobei die Achse der Rolle (3) parallel zur Befestigungsachse des Nockens (1) verläuft, wobei die besagte Rolle (3) am Profil des Nockens (1) entlang rollen kann und wobei die besagte Rolle (3) außerdem im Verhältnis zur ihrem Träger verschiebbar gelagert ist, wobei die geradlinige Verschiebung durch ein elastisches Rückstellmittel begrenzt wird.
Schweißzange nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszapfen (8) aus einer Mutter besteht, die an einer Schraube entlang verschiebbar gelagert ist, die an das Untersetzungsgetriebe des elektrischen Antriebs der Schweißzange gekoppelt ist.