DE69933271T2

DE69933271T2 - Widerstandsschweissmaschine

Info

Publication number: DE69933271T2
Application number: DE69933271T
Authority: DE
Inventors: c/o Dengensha Manufacturing Junichi Kawasaki-shi Taniguchi; c/o Dengensha Manufacturing Hideo Kawasaki-shi Tahara
Original assignee: Dengensha Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dengensha Toa Co Ltd
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2019-12-11
Also published as: EP1010491B1; EP1010491A3; EP1671738A3; EP1671738B1; EP1010491A2; DE69933271D1; US6337456B1; EP1671738A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Widerstandsschweißapparat nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solcher Widerstandsschweißapparat ist durch JP 07080651 bekannt. Das Dokument legt einen Pistolenarm und eine Halterung offen, die durch einen Bolzen über eine Isolierplatte fest abgedichtet sind, um einen Pistolenhauptkörper auszubilden. Der Elektromotor gibt die Drehkraft als eine Druckquelle der Elektroden aus. Das Schräglager wandelt diese Drehausgangsleistung in eine lineare Hin- und Herbewegung um. Darüber hinaus beschreibt das Dokument Lager, die an die Bolzenseiten der Basis angepasst sind, um eine Kugelgewindespindel zu leiten und zu drosseln. Die Elektrode ist an der Spitze der Kugelgewindespindel mittels einer Punkthalterung befestigt.
Als eine herkömmliche Punktschweißpistole ist eine Punktschweißpistole bekannt, die ein lineares Führungssystem auf einer beweglichen Seite eines Elektrodenspitzenantriebs verwendet. Eine herkömmliche Punktschweißpistole dieses Typs wird zum Beispiel in der Beschreibung und in den Zeichnungen der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei. 10-34346 offengelegt.
Bei der herkömmlichen Punktschweißpistole dieses Typs wird ein zweiter Pistolenarm, der so angeordnet ist, dass er einem ersten Pistolenarm entspricht, der an einem Pistolenhauptkörper befestigt ist, entlang des Pistolenhauptkörpers durch einen Druckantrieb angetrieben, der Folgendes umfasst: eine Kugelgewindespindel, eine Gleitmutter, eine lineare Führung und einen Servomotor, die alle innerhalb des Pistolenhauptkörpers angeordnet sind, zwei Überlappungsbleche (Werkstücke) werden durch und zwischen den Elektrodenspitzen zusammengehalten, und eine Druckkraft, die für das Schweißen erforderlich ist, wird auf die zwei Elektrodenspitzen ebenso ausgeübt, wie ein Schweißstrom, der durch die zwei Elektrodenspitzen fließt, um dadurch die jeweiligen Schweißteile der zwei Überlappungsbleche (Werkstücke) zu erhitzen und zusammen zu schweißen.
Verglichen mit den herkömmlichen Punktschweißpistolen, die bisher verwendet wurden, werden deren störende Teile bei der herkömmlichen Punktschweißpistole dieses Typs verringert, um dadurch die Einschränkungen bei ihren Bewegungskanälen und ihren Schweißteilen zu verringern. Deswegen kann der Pistolenarm jedes Mal, wenn sich dessen Hub verändert, den Größen und Formen der Elemente entsprechend, die geschweißt werden sollen, wieder frei zusammengesetzt werden.
Da die herkömmliche Punktschweißpistole dieses Typs jedoch so aufgebaut ist, dass der Druckantrieb im Innenteil des Pistolenhauptkörpers integral angeordnet ist, muss bei der integralen Montage eines Schweißtransformators und eines Ausgleichsgeräts in die Punktschweißpistole der Aufbau der Punktschweißpistole neu konzipiert werden, damit diese Einheiten in der Punktschweißpistole aufgenommen werden können. Das heißt, bei dem derzeitigen Montageverfahren stellt man fest, dass es schwierig ist, die verschiedenen Einheiten, die den Funktionen der Punktschweißpistole entsprechen, zu montieren und neu zu kombinieren.
Die vorliegende Erfindung zielt ab auf die Beseitigung der Nachteile, die bei den zuvor erwähnten herkömmlichen Punktschweißpistolen festzustellen sind.
Das obige Ziel und weitere Ziele der Erfindung werden durch einen Widerstandsschweißapparat nach Anspruch 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen dargelegt.
Bei dem beschriebenen Widerstandsschweißapparat können der Pistolenarm, der Schweißtransformator, die Antriebseinheit und Ähnliches individuell als eine Einheit mit der gemeinsamen Basis als deren Bezugspunkt montiert und entfernt werden.
Dementsprechend kann die Ausgleichseinheit, ähnlich wie bei den zuvor erwähnten Einheitsteilen, den Veränderungen des Schweißapparats entsprechend, leicht montiert und entfernt werden.
Dem Schweißapparat nach der vorliegenden Erfindung entsprechend, können die folgenden Punkte alle erfüllt werden:

(1) Eine Hohe Montagegenauigkeit kann leicht erzielt werden.
(2) Weil die Steifheit der Antriebseinheit erhöht werden kann und deren Gewicht reduziert werden kann, kann deren sich ergebende Leistungsfähigkeit bei dem Schweißarbeitsablauf erhöht werden.
(3) Die Montage und Wartung kann vereinfacht werden.
(4) Eine Elektroden-Drehstoppeinrichtung, die notwendig ist, wenn ein Führungszentrum und ein Elektrodendruckzentrum an versetzten Positionen vorhanden sind, kann weggelassen werden.
(5) Als Antriebseinheit können standardisierte, handelsübliche Massenerzeugnisse verwendet werden, wodurch die Kosten der Antriebseinheit in hohem Maße verringert werden können.

Da dem Schweißapparat entsprechend, die zwei Seiten der gemeinsamen Basis als Montagebezugspunkt verwendet werden können, können den Veränderungen des Schweißapparats entsprechend die Ausgleichseinheit, der Pistolenarm und der Schweißtransformator leicht als Einheit montiert und entfernt und ebenso ersetzt werden. Und sie können mit reduziertem Gewicht und reduzierter Größe gefertigt werden.
Der oben erwähnte Schweißapparat umfasst außerdem vorzugsweise Folgendes:
Eine Ausgleichseinheit, die eine Funktion zur Korrektur eines Bewegungsumfangs der passenden Elektrodenspitze relativ zu der Elektrode aufweist, wobei die Ausgleichseinheit mit einem vierten lösbaren Sicherungselement fest und lösbar an der gemeinsamen Basis befestigt ist,
wobei die Ausgleichseinheit einen Druckluftkreislauf umfasst zum Ausgleichen einer Last, die einem Eigengewicht des Widerstandsschweißapparates entspricht.
Bei dem oben beschriebenen Schweißapparat wird ferner bevorzugt, dass der Druckluftkreislauf mit einem Abgleichzylinder ausgestattet ist, zum Ausführen zumindest eines Luftdruckerhöhungsarbeitsablaufs, eines Luftdruckverminderungsarbeitsablaufs oder eines Richtungsschaltarbeitsablaufs, um dabei einen Gewichtsabgleich des Widerstandsschweißapparates zu erreichen.
Dementsprechend werden der Ausgleichsarbeitsablauf und der Abgleicharbeitsablauf nicht nach dem Programm ausgeführt, das auf der Roboterseite gespeichert ist, sondern diese Arbeitsabläufe werden ausgeführt, indem eine unabhängiger Ausgleichseinrichtung und ein Luftdruck-Abgleichkreislauf verwendet werden. Deshalb wird die Notwendigkeit vermieden die Anzahl der Robotersteuerwellen zu erhöhen und Software hinzuzufügen, um der Elektrodenspitze auf der Befestigungsseite zu ermöglichen, das Werkstück leicht zu berühren oder sich ihm zu nähern; und die einwellige Servo-Punktschweißpistole kann einfach zu der aktuellen Anzahl von Robotersteuerwellen hinzugefügt werden. Dadurch kann der Aufbau des Schweißapparats ebenso vereinfacht werden, wie dessen Installationskosten reduziert werden können.
Ferner wird außerdem bevorzugt, dass die gemeinsame Basis aus einem Werkstoff ausgebildet wird, der auf Aluminium basiert.
Dementsprechend kann die Gewichtsreduzierung der gemeinsamen Basis ermöglicht werden, wodurch die Reduzierung der Gewichtslast ermöglicht wird, die auf das Robotergelenk ausgeübt wird.
Verglichen mit der herkömmlichen Punktschweißpistole, in der mit dem Schienenhauptkörper als Bezugspunkt ein Antrieb im Innenteil eines Pistolenhauptkörpers integral damit ausgebildet wird, können nach dem Schweißapparat der Erfindung der Pistolenarm, die Pistolenhalterung, die Ausgleichseinheit, der Schweißtransformator und Ähnliches individuell als eine Einheit montiert werden. Das vermeidet die Notwendigkeit eines neuen Aufbaus der Struktur der Roboterpistole mit einem Schweißtransformator, der darin aufgenommen wird. In diesem Fall kann außerdem die oben erwähnte gemeinsame Basis weggelassen werden, was eine weitere Größen- und Gewichtsreduzierung des Schweißapparats ermöglichen kann.
Zusätzlich ist es bei dem oben erwähnten Schweißapparat günstig, dass das Halteelement eine Punkthalterung ist, die die passende Elektrodenspitze beinhaltet, und dass ein Pistolenarmelement die Punkthalterung beinhaltet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Pistolenarm direkt mit dem Ausgangsanschluss des Schweißtransformators verbunden. Deshalb kann mindestens auf einer Seite eine Verteilerschiene weggelassen werden. Das ermöglicht es, die Anzahl der Teile, die Anzahl der Arbeitsstunden für den Zusammenbau und das Gewicht des Schweißapparats zu reduzieren.
1 ist eine Seitenansicht der äußeren Form einer Schweißpistole vom C-Typ, die nicht Gegenstand der Erfindung ist.
2 ist eine Ansicht entlang der Pfeillinie A-A, die in 1 gezeigt wird;
3 ist eine Draufsicht eines Beispiels eines linearen Führungsstellantriebs, der eine Antriebseinheit beinhaltet;
4 ist eine vergrößerte Ansicht von 3 entlang der Linie Y-Y, die in 3 gezeigt wird;
5 ist eine Seitenansicht einer Widerstandspunktschweißpistole eines anderen Typs, das heißt, eines X-Typs, die ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
6 ist eine Seitenansicht, in der eine Ausgleichseinheit an einem Schweißapparat montiert ist, der nicht Gegenstand der Erfindung ist.
7 ist eine Ansicht entlang der Pfeillinie X-X, die in 6 gezeigt wird;
8 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform eines Schweißapparats, der ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
9 ist eine Seitenansicht des gesamten Schweißapparats, der nicht Gegenstand der Erfindung ist.
10 ist eine Draufsicht eines Schweißapparats nach der Erfindung; und
11 ist eine Ansicht entlang des Pfeils Z-Z in 10.
Nachfolgend wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gegeben.
1 ist eine Seitenansicht einer Servo-Punktschweißpistole vom C-Typ, die nicht Gegenstand der Erfindung ist. 2 ist eine Ansicht entlang der Pfeillinie A-A, die in 1 gezeigt wird. 3 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer Antriebseinheit. 4 ist eine Ansicht entlang der Pfeillinie Y-Y, die in 3 gezeigt wird.
In den Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Widerstandsschweißapparat und bezeichnet hier insbesondere eine sogenannte Servo-Punktschweißpistole für einen Roboter, die einen Servomotor M als einen Stellantrieb für den Antrieb der Elektrodenspitzen verwendet. 2 steht für einen Pistolenarm vom C-Typ, an dessen Voderende eine Elektrodenspitze starr befestigt werden soll. 4 bezeichnet eine Antriebseinheit für den Antrieb einer weiteren Elektrodenspitze 5, die einer Elektrodenspitze 3 entspricht. 6 steht für eine gemeinsame Basis, mit der viele Teile der Einheiten zusammengefügt werden sollen, wobei die gemeinsame Basis aus einem Aluminium-Systemwerkstoff ausgebildet wird, wobei die Gewichtreduzierung berücksichtigt wurde.
Und 7 bezeichnet eine Schweißeinheit. Diese Schweißeinheit 7 umfasst einen Schweißtransformator T für die Durchleitung eines Sekundärstroms durch den vorliegenden Widerstandsschweißapparat, Sammelschienen B1, B2 und B3, die bei der Bildung eines Sekundärstromkreises zusammen arbeiten, der mit den Ausgangsanschlüssen E1 und E2 des vorliegenden Schweißtransformators T verbunden ist, und einen Nebenanschluss F, der mit einer Punkthalterung H an der beweglichen Seite des vorliegenden Widerstandsschweißapparats verbunden ist, und Ähnliches.
Die Antriebseinheit 4, die eine marktübliche Antriebseinheit sein kann, umfasst zum Beispiel, wie in 3 und 4 gezeigt, einen Schienenhauptkörper 8, der einen aussparungsförmigen Bereich aufweist, und ein Paar linearer Führungsschienen 9, die auf den beiden Seiten des Schienenhauptkörpers 8, der einen aussparungsförmigen Bereich aufweist, parallel zueinander angeordnet sind, wobei jede der Führungsschienen 9 an ihrer Innenseite eine Fahrbahnoberfläche U mit einer darin ausgebildeten Führungsnut aufweist. In dem Schienenhauptkörper 8 der Antriebseinheit 4 ist eine Montagefläche d ausgebildet, die an der gemeinsamen Basis 6 durch eine Vielzahl von Bolzen b1 montiert werden kann.
Innerhalb der Nut, die in dem Schienenhauptkörper 8 ausgebildet ist, und die einen aussparungsförmigen Bereich aufweist, ist ein Mutternblock N mit einer Kugelgewindespindel 10 zusammengefügt, die entlang der Fahrbahnoberfläche U angeordnet ist. In dem Mutternblock N ist eine Montagefläche c für die Montage des Pistolenarms 2 ausgebildet.
Mit der Kugelgewindespindel 10 ist direkt eine Ausgangswelle 12 des elektrischen Servomotors M verbunden, der an dem Gehäuse 11 des Schienenhauptkörpers 8 befestigt ist. Zum Beispiel zur Vermeidung eines Störzustands zwischen einem Werkstück und dem elektrischen Servomotor M, kann, wie in 3 gezeigt, der elektrische Servomotor M gegebenenfalls außerdem nach hinten zu der Seitenfläche des Schienenhauptkörpers 8 gedreht werden und mit der Kugelgewindespindel 10 durch eine beliebigen Kraft übertragenden Einrichtung 16, wie z. B. ein Zahnrad, ein Riemen, eine Kette oder Ähnliches, verbunden werden.
Wenn im Betrieb die Kugelgewindespindel 10 durch die Kraft des Motors M gedreht wird, dann wird der Mutternblock N übertragen, und die andere Elektrodenspitze 5, die auf der Mutternblock-Seite getragen wird, wird dadurch vorwärts getrieben und entfernt sich von einer Elektrodenspitze 3, die sich an der starren Armseite befindet, wodurch ein Arbeitsablauf zur Aufbringung eines Schweißdruck und ein Arbeitsablauf zur Freigabe der Elektrode durchgeführt werden kann.
In einem Verfahren, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist zur Steuerung der Positionierungs- und der Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrodenspitze 5 während der Druckbewegung oder der Freigabebewegung der Elektrodenspitze 5, zum Beispiel ein Positionssensor, wie ein Codierer oder Ähnliches, zusammen mit einem Geschwindigkeitssensor, wie einem Tachogenerator oder Ähnlichem, an dem Motor M montiert, die Anzahl der Umdrehungen der Ausgangswelle des Motors M oder der Kugelgewindespindel 10 oder der Spindelmutter oder Ähnlichem wird durch den Codierer in die Anzahl von Impulsen umgewandelt, und die so umgewandelte Impulszahl wird dann gezählt; und zu einem Zeitpunkt, bei dem die so gezählte Impulszahl einen festgelegten Wert erreicht, der dem Bewegungsabstand der Elektrodenspitze 5 entspricht, wird die Rotation des Motors M so gesteuert, dass dadurch die Positionierung der Elektrodenspitze 5 durchgeführt wird. Bezogen auf die Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrodenspitze 5, werden außerdem Signale von dem Tachogenerator sequentiell zurückgeführt und als die Geschwindigkeiten des Motors M aufgenommen, Abweichungen zwischen den so erzielten Geschwindigkeiten und der Elektrodenposition werden bearbeitet und in Übereinstimmung mit den Ergebnissen, die durch diese Abweichungsbearbeitung erzielt werden, wird die Elektrode beschleunigt und/oder verlangsamt, um dadurch die Elektrode oder Elektrodenspitze 5 in eine Werkstück-Schweiß-Position zu bewegen. Bezüglich der Steuerung des Drucks zwischen den Elektrodenspitzen, wird übrigens der Ankerstrom des Motors M in unter Druck stehendem Zustand ermittelt, und der so ermittelte Strom wird zurückgeführt, um dadurch den Druck zwischen den Elektrodenspitzen zu steuern.
Die Antriebseinheit 4 besteht aus einem Antriebsgerät zur Aufbringung von Druck auf eine Servo-Punktschweißpistole, die als eine Antriebseinheit aufgebaut ist. Bezüglich des spezifischen Aufbaus der Antriebseinheit 4, wird zum Beispiel wie in 4 gezeigt, die eine Querschnittansicht davon ist, eine Vielzahl von Kugeln br, die im Innenteil des Mutternblocks N gespeichert sind, sequentiell gerollt, um dadurch den Mutternblock N entlang einer Fahrbahnoberfläche zu führen, die in einer Richtung ausgebildet ist, entlang der der Mutternblock N übertragen werden kann.
Bezüglich der gemeinsamen Basis 6 ist hier der Pistolenarm 2 durch ein Isolierblech hindurch an einer oder zwei Flächen der der gemeinsamen Basis 6 mittels einer Vielzahl von Bolzen b2 befestigt und einer Pistolenhalterung 13, die eine Robotermontagefläche aufweist, ist durch ein weiteres Isolierblech hindurch an derselben Fläche der gemeinsamen Basis 6 mittels einer Vielzahl von Bolzen b3 befestigt. An der Pistolenhalterung 13 ist der Schweißtransformator T mittels einer Vielzahl von Bolzen b4 befestigt.
Und an den anderen Flächen der gemeinsamen Basis 6 ist die Antriebseinheit 4 mittels einer Vielzahl von Bolzen b1 befestigt. Die Punkthalterung H ist an dem Mutternblock N der Antriebseinheit 4 mittels einer Vielzahl von Bolzen b5 befestigt, während die andere Elektrodenspitze 5 am Vorderende der Punkthalterung H getragen wird.
Der Schienenhauptkörper 8 der Antriebseinheit 4 beinhaltet eine Abdeckung (die in 2 mit 17 bezeichnet ist), die in der Übertragungsrichtung des Mutternblocks N angeordnet ist, wodurch die Fahrbahnoberfläche und die Kugelgewindespindel geschützt werden können, indem verhindert wird, dass Fremdkörper (wie Schweißperlen, Wasser, Öl, Rauch und Ähnliches, die während des Schweißvorgangs erzeugt werden) daran haften.
Die Abdeckung 17 erstreckt sich so entlang der Längsrichtung des Schienenhauptkörpers 8, dass der obere Abschnitt des Schienenhauptkörpers 8 abgedeckt wird, während die zwei Enden der Abdeckung 17 jeweils an den zwei Seiten des Gehäuses 11 des Schienenhauptkörpers 8 befestigt sind.
In dem Mutternblock N ist eine Abdeckungsführungsnut 21 ausgebildet, die verhindert, dass die Abdeckung 17 die Bewegung des Mutternblocks N stört, sobald sich der Mutternblock N entlang der Schiene bewegt. Das heißt, die Abdeckung 17 läuft durch die Führungsnut 21, um dadurch zu ermöglichen, dass sich der Mutternblock N ohne Problem bewegt. Diese Abdeckung 17 kann durch einen Blasebalg ersetzt werden.
Als Nächstes zeigt 5 eine herkömmliche Punktschweißpistole vom X-Typ für einen Roboter, die ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Eine bewegliche Pistolenarmseite 15, die so angeordnet ist, dass sie einer starren Pistolenarmseite 14 entspricht, die an dem Hauptkörper der vorliegenden Punktschweißpistole befestigt ist, wird durch eine Elektroden-Antriebseinheit angetrieben, die eine Kugelgewindespindel 10, ein Mutternblock N, eine lineare Führungsschiene 9 und einen Servomotor M, der in dem Schienenhauptkörper 8 angeordnet ist umfasst; und das ist bei der herkömmlichen Schweißpistole üblich. Die Erfindung unterscheidet sich von der herkömmlichen Schweißpistole jedoch dadurch, dass die gemeinsame Basis 6 verwendet wird, bei der nicht nur die Pistolenarme und die Antriebseinheit sondern auch der Schweißtransformator, die Ausgleichseinheit und Ähnliches, entsprechend den Funktionen der Schweißpistole, die von den Schweißbedingungen, den Werkstückeinflussbedingungen und anderen ähnlichen Bedingungen abhängen, einfacher montiert und entfernt werden können.
Entsprechend einem Montageverfahren, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird der Bereich der gemeinsamen Basis 6 im Wesentlichen in einer U-Form ausgebildet, die starre Pistolenarmseite 14 ist an einer Fläche der unteren Flächen der gemeinsamen Basis 6 durch ein Isolierblech hindurch mittels einer Vielzahl von Bolzen b2 befestigt, und der Schienenhauptkörper 8 der Antriebseinheit 4 ist an derselben Fläche mittels einer Vielzahl von Bolzen b1 befestigt. Und die bewegliche Pistolenarmseite 15 ist an dem Mutternblock N der Antriebseinheit 4 mittels einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Bolzen befestigt.
Mit den zwei Seitenblechen der gemeinsamen Basis 6 als deren Bezugspunkt, ist außerdem die Halterung 13 durch ein Isolierblech hindurch mittels einer Vielzahl von Bolzen b3 befes tigt, während ein Schweißtransformator T mittels einer Vielzahl von Bolzen b4 fest an der Halterung 13 befestigt ist.
Eine Antriebseinheit 4, die an der gemeinsamen Basis 6 befestigt ist, ist, wie oben gezeigt, so aufgebaut, dass ein Mutternblock N in einer linearen Führungsschiene (in 3 und 4 mit 9 bezeichnet) und einer Kugelgewindespindel 10 aufgenommen wird.
Der Mutternblock N besteht aus einer Übertragungseinheit, die eine Vielzahl von Gleitkörpern oder eine Vielzahl von Rollelementen, wie Kugeln br oder Ähnliches, beinhaltet, die in einer Nut aufgenommen werden, die in der linearen Führungsschiene 9 ausgebildet ist.
Diese Führungseinheit ist eine Einheit, die die Kugelgewindespindel 10 unter Verwendung des Elektromotors M dreht, wobei die Vielzahl der Kugeln br sequentiell entlang der Fahrbahnoberfläche U oder der Nut der linearen Führungsschiene 9 gerollt werden, um dadurch die Bewegung des Mutternblocks N eben zu führen; und deshalb kann die Führungseinheit die bewegliche Pistolenarmseite 15 mittels der Übertragungsbewegung des Mutternblocks N öffnen und schließen.
Als Nächstes zeigt 6 eine Ausführungsform, in der eine Ausgleichseinheit 18 an einem Schweißapparat montiert ist. Und 7 ist eine Ansicht entlang einer Pfeillinie X-X, die in 6 gezeigt wird, in der eine Zweipunkt-Strichlinie den Aufbau eines Elektromotors M zeigt, der wie in 3 auf die Seitenfläche des Schienenhauptkörpers umgekehrt ist.
In diesem Fall ist die Ausgleichseinheit 18 so aufgebaut, dass die jeweiligen zwei Enden von zwei parallelen Führungsstangen 19a und 19b an ihren jeweils vorgegebenen Positionen einer gemeinsamen Basis 6 durch Stützbleche 13b und 13c befestigt sind, die jeweils an dem Transformator-Befestigungsblech 13a der Pistolenhalterung 13 befestigt sind.
Und die zwei Führungsstangen 19a und 19b werden jeweils durch ihre zugehörigen Gehäuse 22a und 22b eingesetzt, die integral in der gemeinsamen Basis 6 montiert sind oder an der gemeinsamen Basis 6 mechanisch durch Spannschrauben oder Ähnliches in einer solchen Weise montiert sind, dass sie mechanisch von der gemeinsamen Basis 6 entfernt werden können; und außerdem werden die Führungsstangen 19a und 19b gleitfähig abgestützt.
Die Ausgleichseinheit 18 beinhaltet einen Abgleichzylinder 20 mit einem Zylinderhauptkörper, der an der Pistolenhalterung 13 befestigt ist, während die Kolbenstange 21 des Abgleichzylinders 20 mit den Gehäusen 22a und 22b verbunden ist; und deshalb kann infolge eines Druckluftkreislaufs, der die Gewichtsabgleichwirkung des Pistolenhauptkörpers bezüglich des Abgleichzylinders 20 erzielen kann, die gesamte Schweißpistole zum Schwimmen gebracht werden, so dass sie eine Reaktionskraft absorbieren kann, die erzeugt wird, sobald eine Elektrodenspitze auf der beweglichen Seite Druck auf die zwei Werkstücke ausübt, wodurch sie die Werkstücke gegen Verformung und Beanspruchung schützen kann.
Obwohl der Aufbau des Druckluftkreislaufs in den Zeichnungen der Erfindung weggelassen wird, sind tatsächlich zum Beispiel auf der Arbeitsseite und auf der Rückführseite der Druckluftkreisläufe des Abgleichzylinders 20 Elektromagnetventile angeordnet, die verschiedene Arbeitsabläufe ausführen können, wie z. B. einen Arbeitsablauf, um einen internen Druck zu erhöhen und zu senken und/oder einen Arbeitsablauf, um die Richtung des internen Drucks umzuschalten, und dadurch kann die Luft in eine Richtung zugeführt werden, in der das Meiste der Gewichtslast der Schweißpistole durch die Luft aufgehoben werden kann.
Zum Beispiel wird in einer Richtung, in der ein Gewichtsausgleich gemäß den Veränderungen in dem Verhalten der Schweißpistole durch ein elektropneumatisches Proportionalventil oder Ähnliches erzielt werden kann, ein zuvor festgelegter interner Druck angepasst, indem ein elektromagnetisches Ventil gemäß einem externen Signal ein- und ausgeschaltet wird, um dadurch automatisch einen hydraulischen Druck an den Abgleichzylinder 20 anpassen zu können.
Als Nächstes wird nachfolgend eine Beschreibung einer weiteren Ausführungsform unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen gegeben. Das heißt, 8 ist eine Draufsicht einer Schweißpistole und 9 ist eine Seitenansicht der gesamten vorliegenden Schweißpistole, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Bezüglich der Bezugszeichen, die in 8 und 9 verwendet werden, werden übrigens den funktionellen Komponenten der vorliegenden Schweißpistole, die Dieselben sind wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen (in 1 bis 7 gezeigt), dieselben Bezeichnungen gegeben und deren ausführliche Beschreibung wird deshalb hier weggelassen.
In der in 8 und 9 gezeigten Schweißpistole wird ein Elektromotor Mals eine Antriebsquelle für den Antrieb der Elektrodenspitze 5 verwendet. Eine Elektrodenspitze 3 ist an dem Vorderende eines Pistolenarms 2 vom C-Typ befestigt. Eine Antriebseinheit 4, die verwendet wird, um die andere Elektrodenspitze 5 anzutreiben, die einer Elektrodenspitze 3 entspricht, ist so aufgebaut dass der Pistolenarm 2 und die Pistolenhalterung 13 direkt auf dem Schienenhauptkörper 8 der Antriebseinheit 4 durch ein Isolierblech hindurch jeweils mittels einer Vielzahl von Bolzen b2 und einer Vielzahl von Bolzen b3 montiert sind. In diesem Fall kann der Pistolenarm 2 außerdem direkt an der Seite der Pistolenhalterung 13 in einer solchen Weise montiert sein, dass er von der Pistolenhalterung 13 ebenso isoliert ist wie von dem Schienenhauptkörper 8.
In dem Schienenhauptkörper 8 wird ein Mutternblock N in einer Kugelgewindespindel 10 aufgenommen, die entlang einer Fahrbahnoberfläche angeordnet ist, die in dem Schienenhauptkörper 8 ausgebildet ist. Ein Pistolenarm (zum Beispiel ein Pistolenarm, der in 5 mit 15 bezeichnet wird), der die andere Elektrodenspitze 5 beinhaltet, oder ein eine Punkthalterung H ist direkt an dem Mutternblock N mittels einer Vielzahl von Bolzen b5 montiert.
Eine Sammelschiene B3 wird in einer solchen Weise integral mit der Punkthalterung H ausgebildet, dass sie von einem Punkthalterungshauptkörper der Punkthalterung H hervorragt, und zwischen der Sammelschiene B3 und einer Sammelschiene B1, die an dem Ausgangsanschluss E1 eines Schweißtransformators T angeschlossen sind, der verwendet wird, um einen Sekundärstrom durch die vorliegende Schweißpistole zu leiten, ist ein Nebenanschluss F angeschlossen, der eine Flexibilität aufweist, die der geradlinigen Übertragungsbewegung des Mutternblocks N entspricht.
Die Kugelgewindespindel 10 ist durch eine Kupplung 22 mit der Ausgangswelle des Elektromotors M verbunden, der an einem Gehäuse 11 des Schienenhauptkörpers 8 befestigt ist. Als Elektromotor M wird im Allgemeinen ein Servomotor, ein Motor mit einem Enduntersetzungsgetriebe oder Ähnliches verwendet.
Hier wird ein Fall gezeigt, in dem der Servomotor direkt mit der Kugelgewindespindel 10 verbunden ist. Sobald der Elektromotor M so angeordnet ist, dass er sich, wie in 3 gezeigt, weit zurück erstreckt, kann jedoch wie oben beschrieben, der Elektromotor M zu der Seitenfläche des Schienenhauptkörpers 8 umgekehrt werden, und dann kann die Ausgangswelle des Elektromotors M mit der Kugelgewindespindel 10 verbunden werden.
Im Innenteil des Mutternblocks N wird eine Vielzahl von Kugeln br gespeichert, und deshalb wird die Vielzahl der Kugeln br sequentiell auf der Fahrbahnoberfläche des Schienenhauptkörpers 8 gerollt, um dadurch die Bewegung des Mutternblocks N in eine Richtung zu führen, in die der Mutternblock N übertragen wird.
Anstelle der Abdeckung 17, die in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wird hier ein boxförmiges Abdeckungsgehäuse 23 verwendet, das geöffnet und geschlossen werden kann, und das über der Öffnung des Schienenhauptkörpers 8 angeordnet ist, um den gesamten Gleitabschnitt, einschließlich der Fahrbahnoberfläche des Schienenhauptkörpers 8, die Kugelgewindespindel 10 und ähnliche Teile, abzudecken. Obwohl nicht in 8 und 9 gezeigt, ist in dem Abdeckungsgehäuse 23 eine Öffnung oder eine Austrittsnut ausgebildet, die verwendet wird, um eine Beeinträchtigung der beweglichen Teile, wie der Sammelschiene B3, der Elektrodenspitze 5, der Punkthalterung H und ähnlicher Teile, die aus dem Abdeckungsgehäuse 23 herausragen, zu vermeiden. Da der oben erwähnte Gleitabschnitt innerhalb des Abdeckungsgehäuses 23 aufgenommen werden kann, kann infolge der Bereitstellung einer solchen Öffnung oder Austrittsnut, die Antriebseinheit 4 vor Fremdkörpern, die während des Schweißvorgangs erzeugt werden, wie Schweißperlen, Wasser, Öl, Rauch und Ähnlichem geschützt werden, indem verhindert wird, dass Fremdkörper an der Antriebseinheit 4 haften.
Wie oben beschrieben, wird bei der Schweißpistole nach der vorliegenden Ausführungsform durch Drehen der Kugelgewindespindel 10 mittels der Kraft des Elektromotors M der Mutternblock N übertragen, und deshalb wird die andere Elektrode, die auf der Seite des Mutternblocks gehalten wird, nahe zu der Elektrodenspitze 3 auf der starren Armseite und wieder weg bewegt, wodurch Druck zum Schweißen aufgebracht oder freigegeben werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung weist eine Kugelgewindespindel-Welle zwei Gewindeabschnitte auf, das heißt, ein Rechtsgewinde und ein Linksgewinde, und deshalb können die zwei Elektroden mittels der Ausgabe eines einzelnen Elektromotors gleichzeitig betrieben werden, wodurch die Schweißtaktzeit auf die Hälfte der Schweißtaktzeit reduziert werden kann, die in den jeweiligen, oben beschriebenen Ausführungsformen erforderlich ist.
Nun ist 10 eine Vorderansicht einer Schweißpistole, die ein spezifisches Beispiel der Erfindung zeigt; und 11 ist eine Ansicht entlang der Pfeillinie Z-Z, die in 10 gezeigt wird. In 10 und 11 ist der Aufbau einer Antriebseinheit 4 grundsätzlich derselbe wie der zuvor in 3 und 4 Gezeigte, und deshalb wird dessen ausführliche Beschreibung hier weggelassen.
In 10 und 11, werden den funktionellen Teilen, die dieselben sind wie diejenigen der Schweißpistole, die in der zuvor bezüglich 5 behandelten zweiten Ausführungsform verwendet wurde, dieselben Bezeichnungen gegeben. Insbesondere weist in einem Schweißapparat eines Typs, der so aufgebaut ist, dass sich eine Kugelgewindespindel mit dem Mutternblock einer linearen Führung zusammenschließt und die Kugelgewindespindel durch einen Motor angetrieben wird, um dadurch einer Elektrodenspitze zu ermöglichen, durch den Mutternblock beweglich zu sein, um ein Drehmoment zur Erzielung eines Drucks zu erzeugen, der zum Schweißen notwendig ist, die Kugelgewindespindel 10 ein rechtes Gewinde 10a und ein linkes Gewinde 10b auf. Außerdem schließen sich eine Mutternblock N1 für ein rechtes Gewinde und ein Mutternblock N2 für ein linkes Gewinde jeweils mit der Kugelgewindespindel 10 zusammen. Und zwei einander gegenüberliegende Pistolenarme 14 und 15 sind jeweils durch Bolzen b2 an ihrem zugehörigen Mutternblock N1 und Mutternblock N2 montiert, während zwei einander gegenüberliegende Elektrodenspitzen 3 und 5 jeweils an den Vorderenden ihrer zugehörigen Pistolenarme 14 und 15 montiert sind. Nach der vorliegenden Ausführungsform kann unter Verwendung des einzelnen Elektromotors M durch Drehen der einzelnen Kugelgewindespindel-Welle ein Werkstück gleichzeitig von links und rechts durch die und zwischen den Elektrodenspitzen 3 und 5 gehalten werden, und sie können dann zusammen druckgeschweißt werden, was es möglich macht, die Schweißtaktzeit auf die Hälfte zu reduzieren.
Nun wird nachfolgend eine Beschreibung des Arbeitsablaufs der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 1 beschrieben.
Die Steuerelemente der Schweißpistole, wie die Bewegungen der Schweißpistole zwischen den Punkten, wo die Schweißarbeitsabläufe durch die Schweißpistole ausgeführt werden sollen, die Positionierung der Schweißpistole, die Freigabemenge der Schweißpistole, die Beschleunigung und Verlangsamung der Schweißpistole und Ähnliches wurden zuvor einem Robotersteuergerät beigebracht oder darin programmiert; und deshalb kann ein Punktschweißarbeitsablauf unter Verwendung der Schweißpistole ausgeführt werden, indem die so programmierten Steuerelemente der Schweißpistole reproduziert werden.
Wenn die Schweißpistole von dem Robotersteuergerät betrieben wird, um sie zu einem Schweißpunkt zu bewegen und eine Schweißposition zwischen den Elektrodenspitzen eingefügt wird, dann wird der Elektromotor M durch einen Befehl von dem Robotersteuergerät gesteuert und die Kugelgewindespindel 10 wird dadurch gedreht. Infolgedessen wird der Mutternblock N entlang einer linearen Führung übertragen, die zwei Werkstücke werden durch die und zwischen der Elektrodenspitze auf der beweglichen Seite und der Elektrodenspitze auf der starren Seite gehalten, der für das Schweißen notwendige Druck wird auf die zwei Werkstücke angewendet, und ein Schweißstrom wird zwischen den zwei Elektroden hindurch geleitet, um dadurch die Schweißpunkte der zwei Werkstücke zu erwärmen und sie miteinander zu verbinden.
Diese Schweißarbeitsabläufe werden unter der Steuerung des Programms, das auf der Roboterseite gespeichert ist, nacheinander kontinuierlich bei jedem Schweißpunkt ausgeführt, und während dieser Schweißarbeitsabläufe werden der Roboterarbeitsablauf und der Elektrodenöffnungs- und Elektrodenschließungsarbeitsablauf durch die Schweißpistole werden in einer kurzen Schweißzeit wirkungsvoll ausgeführt, da die Welle auf der Roboterseite und eine der Wellen auf der Pistolenseite synchron gesteuert werden.
Und wenn viele Arten von Werkstücken in derselben Fertigungsstraße hergestellt werden, zum Beispiel wenn Spezifikationen, wie die maximalen Drücke, die Vorderseitenabmessungen, Maximalöffnungshübe und Ähnliches sich verändern, weil die Werkstoff- und Blechstärke der Werkstücke oder die Formen, Größen und Schweißpositionen der Werkstücke sich verändern, werden in Übereinstimmung damit die Formen und Größen eines Pistolenarms und/oder einer Punkthalterung ebenso wie Einheiten unterschiedlicher Größen, wie eine Antriebseinheit (einschließlich der Wahl der Kapazität des Elektromotors), eine Schweißeinheit und Ähnliches aus einer Vielzahl von Typen von Einheiten entsprechend den Verwendungszwecken gewählt und dann wieder zusammengefügt, wodurch eine Schweißpistole aufgebaut werden kann, welche die dann erforderlichen Schweißbedingungen und die Werkstück-Beeinflussungsbedingungen erfüllen kann.
Wie vordem beschrieben, können nach einem Verfahren, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, anstelle eines Druckantriebs, der im Innenteil des Pistolenhauptkörpers integral damit ausgebildet wird, standardisierte Einheitsteile, wie ein Pistolenarm, eine Antriebseinheit, ein Schweißtransformator, eine Anpassungseinheit, eine Pistolenhalterung und Ähnliches mit einer gemeinsamen Basis montiert und entfernt werden, die als deren Bezugspunkt verwendet wird; und deshalb können diese Einheitsteile den Funktionen der Schweißpistole entsprechend bei Bedarf leichter wieder zusammengefügt werden.
Nach einer Vorrichtung der Erfindung können außerdem verschiedene Standardeinheiten zu Fertigteilen, wie einer Antriebseinheit und Ähnlichem, mit der gemeinsamen Basis als deren Bezugspunkt zusammengefügt werden.
Da die Anpassungseinheit außerdem mit der gemeinsamen Basis als deren Bezugspunkt montiert werden kann, kann nach der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie ein Pistolenarm, ein Schweißtransformator und Ähnliches, die Anpassungseinheit bei Bedarf montiert und entfernt werden, was die Herstellung des Schweißapparats mit reduziertem Gewicht und reduzierter Größe ermöglicht.
Und die Verwendung der gemeinsamen Basis, die aus einem Aluminium-Systemwerkstoff ausgebildet ist, kann nach der Erfindung die Reduzierung des Gewichts der gemeinsamen Basis fördern und dadurch die Gewichtsbelastung erleichtern, die durch das Robotergelenk übertragen werden soll, was es möglich macht die Lebensdauer des Robotergelenks zu verlängern.
Ferner ist der Pistolenarm nach der Erfindung direkt mit dem Ausgangsanschluss des Schweißtransformators verbunden, um dadurch eine Sekundärschiene in einer Schweißpistole dieses Typs weglassen zu können. Das kann nicht nur die Anzahl der Teile und die Anzahl der Arbeitsstunden reduzieren, die für das Zusammenfügen der Schweißpistole notwendig sind, sondern auch das Gewicht der Schweißpistole.

Claims

Widerstandsschweißapparat, der umfasst: eine gemeinsame Basis (6); einen Arm (2), der eine Elektrodenspitze (3) des Widerstandsschweißapparates (1) umfasst, wobei der Arm (2) fest und lösbar auf der gemeinsamen Basis (6) durch ein erstes lösbares Sicherungselement montiert ist; eine Antriebseinheit (4), die eine zu paarende Elektrodenspitze (5), die mit der Elektrodenspitze (3) gepaart ist, antreibt, während die Elektrodenspitzen (3, 5) einem elektronischen Druck unterliegen, wobei die Antriebseinheit (4) fest und lösbar auf der gemeinsamen Basis (6) durch ein zweites lösbares Sicherungselement montiert ist; eine Schweißeinheit (7), die zumindest eines von einem Schweißtransformator (T), der einen sekundären Strom an das Widerstandsschweißgerät (1) anlegen kann und einer Pistolenhalterung (13) zum Stützen des Widerstandsschweißapparates (1) auf einem Roboter umfasst, wobei die Schweißeinheit (7) fest und lösbar auf der gemeinsamen Basis (6) mit einem dritten lösbaren Sicherungselement montiert ist, wobei die Antriebseinheit (4) umfasst: eine Kugelgewindespindel (10); eine Nut (N1), die linear in Übereinstimmung mit einer Rotation der Kugelgewindespindel (10) bewegt wird und die Elektrodenspitze (3) unterstützt, und ein Einheithauptgehäuse zum rotierenden Stützen der Kugelgewindespindel (10) und Leiten der linearen Bewegung der Nut (N1), während eine Vielzahl von Kugeln (br) zwischen der Nut (N1) und dem Einheithauptgehäuse (8) gerollt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Kugelgewinde (10) einen Rechtgewindeteil (10a) und einen Linksgewindeteil (10b) hat und die erste Nut (N1) in Eingriff mit dem rechtsgeschraubten Teil (10a) der Kugelgewindespindel (10) ist und zusätzlich umfasst: einen zweiten Pistolenarm (15), der eine zu paarende Elektrodenspitze (5) zum Paaren mit der Elektrodenspitze (3) hat; eine zweite Nut (N2), die linear in Übereinstimmung mit der Rotation der Kugelgewindespindel (10) in eine zweite Richtung bewegt wird, die in Eingriff mit dem linksgeschraubten Teil (10b) ist und den zweiten Pistolenenarm (15) stützt, wobei die zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung ist; und einen einzelnen Motor (4), der das gemeinsame Kugelgewinde (10) antreibt, um dabei gleichzeitig die erste und zweite Nut (N1, N2) zu bewegen, wobei eine gemeinsame Führungsschiene (9) die linearen Bewegungen der ersten und zweiten Nut (N1, N2) führt, während eine Vielzahl von Kugeln zwischen der Schiene und den entsprechenden Nuten (N1, N2) gerollt werden.
Widerstandsschweißapparat gemäß Anspruch 1, der weiter umfasst: eine Ausgleichseinheit (18), die eine Funktion hat zum Korrigieren des Umfangs der Bewegung der zu paarenden Elektrodenspitze (5) relativ zur Elektrodenspitze (3), wobei die Ausgleichseinheit (18) fest und lösbar auf der gemeinsamen Basis (6) mit einem vierten lösbaren Sicherungselement montiert ist, wobei die Ausgleichseinheit (18) eine Luftleitung umfasst zum Aufheben einer Last, die einem toten Gewicht des Widerstandsschweißapparates entspricht.
Widerstandsschweißapparat gemäß Anspruch 2, wobei die Luftleitung mit einem Ausgleichszylinder (20) ausgestattet ist, zum Ausführen zumindest einer Funktion aus einer Luftdruckerhöhungs- und einer Erniedrigungsfunktion und einer Schaltfunktion, um dabei einen Gewichtsausgleich des Widerstandsschweißapparates (1) zu erreichen.
Widerstandsschweißapparat gemäß Anspruch 1, wobei die gemeinsame Basis (6) aus auf Aluminium basierendem Material gebildet ist.
Widerstandsschweißapparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsschweißapparat ein Punktschweißapparat ist.
Widerstandsschweißapparat gemäß Anspruch 5, wobei der Pistolenarm (2) direkt mit einem Ausgangsanschlussabschnitt des Schweißtransformators (T) verbunden ist.