JP2009148830A - ワークピースを加工するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的なかつ機械的な僅かな手間で、溶接ガンの、可能な限り効率のよい廉価な運動コントロールが可能となるようにする。
【解決手段】旋回軸１１を中心とした当該装置の旋回運動の量に影響を与えることができる移動制限手段１，２が設けられているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークピースを加工するための装置であって、第１の加工エレメントと、該第１の加工エレメントと協働する第２の加工エレメントとが設けられており、さらに、旋回軸が設けられており、該旋回軸を中心として、加工エレメントが、第１のアームと第２のアームとによって旋回可能に支承されており、さらに、当該装置を旋回軸を中心として運動させるための第１の駆動装置と、旋回軸を中心とした両アームの間の相対的な運動を実施するための第２の駆動装置とが設けられている形式のものに関する。

さらに、本発明は、第１の加工エレメントと、第２の加工エレメントと、第１の駆動装置と、第２の駆動装置と、制御装置と、移動制限手段とを備えた、ワークピースを加工するための装置を運転するための方法に関する。

当該装置は、結合したい接合部材を機械的に接合するために働き、一般的に、２つのアームを備えたフレーム構造から成っている。この場合、アームには、接合工具が固定されている。このような形式の装置は、たとえば機械・車両構造および別の部門で使用される。接合部材の加工は、一般的に、接合部材がリベット締め過程、接着過程、プレス過程またはクリンチング過程によって結合されるように行われる。当該装置の更なる使用分野は溶接技術、特に抵抗溶接技術である。上述した接合工具は、この特殊な事例では、溶接電極を成している。この溶接電極はアームに配置されている。この場合、このアームは可動に配置されていて、互いに相対的に運動することができる。工具の間には、加工ステップの枠内で、一般的に、接合部材としての金属薄板積層体が挟み込まれ、溶接電流の供給によって接合される。

アームの駆動のためには、たとえば電気的な駆動装置が設けられている。この駆動装置は、旋回軸によって支承されたアームを運動させることができる。たとえばドイツ連邦共和国特許出願公告第１０３４４０５６号明細書には、位置固定された補償装置を備えた溶接ガンが示されている。この溶接ガンは、それぞれ１つの電極を備えた２つの溶接ガン脚部を有している。両溶接ガン脚部は、各溶接ガン脚部が運動を実施することができるように、偏心体によって連結されている。さらに、この偏心体を駆動するための手段が設けられている。この場合、偏心エレメントが、予め規定された少なくとも１つの回動角の達成時に溶接ガン脚部を溶接のために位置調整するかまたは偏心体が、予め規定された少なくとも１つの別の回動角の達成時に溶接ガン脚部を溶接ガンの移動のために位置固定する。溶接ガンは、ロボットアームに使用するために考えられている。この場合、溶接したい金属薄板に対する当付け運動を実現するための付加的な補償駆動装置は不要となる。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第１０２８５００６２号明細書には、エレクトロスポット溶接のための溶接ガンならびに電極補償ストロークを制御するための方法が示されている。溶接ガンが、通常、まず、比較的大きな電極開き幅で、溶接したいワークピースの方向に運動させられる。次いで、ワークピースからの対向電極の、まだ存在する間隔が減少させられ、これによって、対向電極が補償駆動装置によってワークピースに当付け接触させられる。この運動は補償ストロークと呼ばれる。ドイツ連邦共和国特許出願公告第１０２８５００６２号明細書に示された発明は運動センサによって作業する。この運動センサは補償ストロークを移動に関する信号として検出し、制御装置に供給し、電極の静止の認識時に補償駆動装置をスイッチオフする。

仏国特許出願公開第２８２２７４３号明細書にも同じく、溶接ガンもしくはワークピースを加工するための装置を実現するための数多くの例が示されている。たとえば図４には、補償駆動装置がモータとクランクとによってどのように実現されているのかが示されている。この場合、ロータの回動は、中心の旋回軸受けを中心としたアッセンブリの回動を生ぜしめる。

いま、溶接電極の間にワークピースが位置しており、補償駆動装置のアッセンブリをワークピースに突き当てたい場合には、補償駆動装置を制御しかつ運動過程を監視することが必要となる。ワークピースが、たとえば電極から過度に十分に離されていると、これによって、一方の電極をワークピースに当て付けるために、補償駆動装置の完全な１回転では不十分となる。モータが、この事例では、いわば無限に回転させられる恐れがある。なぜならば、制御装置がワークピースに対する当付けを実現することができないからである。モータの完全な１回転の間、電極は昇降運動を実施する。これは、補償駆動装置の制御時に正のモーメントで電極が前方だけでなく、後方にも運動させられ得ることを意味している。したがって、規定された運動を実現するために、制御過程に対する付加センサが必要となる。この付加センサは電極の現在の運動方向を検出し、これによって、この運動方向が制御装置に伝送される。その後、この制御装置が、駆動装置のモーメントと、検出された運動方向とから、ワークピースに対して相対的な当該装置の目下の位置を逆推論することができる。

しかし、このような形式の構造は、必要となるセンサ機構および制御側のソフトウェア要求のため、エラーに対して一層敏感となる。なぜならば、ロボット案内される溶接ガンの運転時にまさに、不精度または損傷に繋がり得る高い加速度と力とがセンサ機構に作用するからである。
ドイツ連邦共和国特許出願公告第１０３４４０５６号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公告第１０２８５００６２号明細書 仏国特許出願公開第２８２２７４３号明細書

本発明の課題は、ワークピースを加工するための装置ならびにこのような装置を運転するための方法を改良して、電気的なかつ機械的な僅かな手間で、溶接ガンの、可能な限り効率のよい廉価な運動コントロールが可能となるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の装置では、旋回軸を中心とした当該装置の旋回運動の量に影響を与えることができる移動制限手段が設けられているようにした。

本発明の装置の有利な構成によれば、第１の駆動装置と第１のアームとの間に伝動装置が設けられており、該伝動装置が、移動制限手段を有している。

本発明の装置の有利な構成によれば、伝動装置が、クランクと、該クランクに結合された力伝達手段とによって実現されている。

本発明の装置の有利な構成によれば、力伝達手段が、コネクティングロッドの形のリンク機構である。

本発明の装置の有利な構成によれば、移動制限手段が、クランクに配置されている。

本発明の装置の有利な構成によれば、移動制限手段が、以下のように、すなわち、第１の駆動装置に対する第１の記号を備えた第１の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動が生ぜしめられ、第１の駆動装置に対する第２の記号を備えた第２の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動と逆方向の運動が生ぜしめられるかまたは第１の駆動装置に対する第１の記号を備えた第１の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動と逆方向の運動が生ぜしめられ、第１の駆動装置に対する第２の記号を備えた第２の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動に相当する運動が生ぜしめられるように配置されている。

本発明の装置の有利な構成によれば、少なくとも１つの駆動装置が、サーボモータによって実現されており、該サーボモータが、整流のための信号発生手段を有している。

本発明の装置の有利な構成によれば、少なくとも１つの駆動装置が、発信器なしのサーボモータによって実現されており、ロータ位置をモータ運転電流および／またはモータ運転電圧を考慮して検出する装置が設けられている。

本発明の装置の有利な構成によれば、少なくとも１つの駆動装置が、ニューマチック式にまたはハイドロリック式に実現されている。

さらに、前述した課題を解決するために本発明の方法では、少なくとも１つの加工エレメントの運動を移動制限手段によって制限するようにした。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、当該方法が、以下の方法ステップ：すなわち、ａ）第１の加工エレメントを第１の駆動装置によって第１の方向に運動させ；ｂ）第２の加工エレメントを第２の駆動装置によって第１の方向と逆方向に運動させ；ｃ）第１の加工手段が移動制限手段に接触するやいなや、第１の加工手段を第１の方向と逆方向に運動させるかまたはｄ）両加工手段によって実施された加工過程が終了するやいなや、第１の加工手段を第１の方向と逆方向に運動させる：を有している。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、少なくとも１つの駆動装置を、制御装置により実施されたモーメント調整によって運転する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、少なくとも１つの駆動装置が、回転数発信器および／または角度発信器を有しており、該発信器から供給されたデータを、制御装置による位置実際値の検出のために処理する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、少なくとも１つの駆動装置が、発信器なしに実現されており、位置実際値を運転電流および／または運転電圧を考慮して検出する。

本発明は、前記課題を、ワークピースを加工するための装置において、当該装置が、第１の加工エレメントと第２の加工エレメントとを有しており、この場合、旋回軸が設けられており、この旋回軸を中心として、加工エレメントがアームによって旋回可能に支承されており、この場合、当該装置を旋回軸を中心として運動させるための第１の駆動装置と、両加工エレメント相互の相対的な運動を実施するための第２の駆動装置とが設けられており、この場合、旋回軸を中心とした第１の駆動装置による当該装置の旋回運動時に旋回運動を制限することができる移動制限手段が設けられていることによって解決する。

移動制限なしの公知先行技術に基づき公知のクランク駆動装置解決手段と異なり、本発明の解決手段では、ワークピースへの当付け運動時にクランクの上死点が上回られることが生ぜしめられ得ない。このことは、前述した無限運動を結果的に招く恐れがある。このことは、運転中に常に、たとえば金属薄板が、クランクの、最大限に到達可能な位置の上方に位置する場合に生ぜしめられ得る。モータ角は本発明による解決手段によって、当該装置が、規定された記号を備えたモーメントで第１の方向または第１の方向と逆の第２の方向に運動することができるように制限される。当該装置の運動は専ら移動制限の範囲内で可能となる。これによって、運動方向と制御モーメントとが一義的に互いに割当て可能となり、これによって、装置の複雑さと制御時の複雑さとが減少させられる。したがって、正の制御モーメント（たとえば正の制御電流）に、たとえば一義的に上昇運動を割り当てることができ、したがって、負の制御モーメント（たとえば正の制御電流）に、たとえば一義的に下降運動を割り当てることができる。

これによって、正のモーメントの場合に、上昇運動だけでなく、下降運動も生ぜしめられ得るかまたは負のモーメントの場合に、下降運動だけでなく、上昇運動も生ぜしめられ得る前述した事例が排除される。運動方向を認識するための付加的なセンサ機構およびソフトウェアは省略される。運動方法は、すでに既知の制御モーメントに基づき規定されている。より僅かな複雑さと、欠落したセンサ機構とは、全アッセンブリをより頑丈にかつ廉価にする。

当該装置は、まず、第１のステップにおいて、たとえばワークピースへの第１の駆動装置による第１の加工エレメントの接近が行われるように運転される。第２の駆動装置によるワークピースへの第２の加工エレメントの接近は、有利には、第１の加工エレメントがワークピースに接触している場合に行われる。第１の加工エレメントが移動制限手段に接触する限りまたは両結合手段によって実施された加工過程の終了後、ワークピースからの第１の駆動装置による第１の加工手段の離反が行われる。この方法を実現するためには、付加的な装置、特にＳＰＳ制御装置（プログラマブルロジックコントローラ）が設けられている。

この場合、少なくとも１つの駆動装置がモーメント調整によって運転される。モーメント調整とは、駆動技術の語法において、モータ電流の調整と解される。一般的に、モータ電流とモータトルクとに間にはコンスタントな関係があり（トルク力定数がモータデータシートに記載される）、これによって、モータ電流の調整が、モータトルクの十分に正確な調整のために使用される。利点は、モータ電流によるモーメントの調整にある。電流の調整もしくはモータ巻線の、角度に関連した通電（整流）のためには、電流実際値と目下のロータ位置とが重要となる。このロータ位置の検出のためには、僅かな精度要求を伴う廉価なモータ発信器、たとえばリゾルバで十分である。さらに、このリゾルバは、高い精度要求に対する発信器、たとえば光学的なインクレメンタル送信器よりも扁平に形成されているという利点を有している。これによって、自由になる構成スペースをモータブレーキのために使用することができる。モーメント調整の更なる利点は、モーメント調整が、溶接ガンアプリケーションの場合に位置調整に比べて良好な結果を提供するという事実から生ぜしめられる。この位置調整は、溶接ガンにおいて付与されているような振動性のかつ遊びを付随したシステムの場合、制御装置に負荷体の実際の運動に関する情報が伝送されているようにするために、負荷体側の発信器を要求する。モータでしか作業されない場合には、振動なしの位置決めが不可能となる。駆動装置納入者は、一般的に、ガンに負荷体側の発信器を取り付ける可能性を有しておらず、これによって、振動を付随した位置決めが甘受されなければならない。モーメント調整の場合には、ニューマチック的な圧力調整に類似して、作動量（モータ電流）をコンスタントに調整することができ、ガンをストッパ（金属薄板）に対して位置決めすることができる。

少なくとも１つの駆動装置は信号発生器を有している。この場合、この発信器から供給されたデータは、少なくとも１つの結合手段の運動を検出するために処理される。選択的にソフトウェアにつき位置限界値を付加的に監視することができる。択一的には、駆動装置に対する位置実際値が運転電流および／または運転電圧を考慮して検出されてよい。これによって、位置検出を完全に省略することができ、コストを節約することができる。

有利には、第１の駆動装置と第１のアームとの間に伝動装置が設けられる。この伝動装置は、第１の加工手段に対する移動制限手段を有している。この解決手段変化態様は、極めてコンパクトな構造に繋がる。伝動装置と移動制限手段とが分離される場合には、両構成要素を互いに独立して組み付けることができる。この場合、移動制限手段が後装備可能となる。

有利には、伝動装置が、クランクと、このクランクに結合された力伝達手段とによって実現される。この場合、少なくとも１つの移動制限手段がクランクにかつ／または力伝達手段に設けられており、これによって、クランクのまたは力伝達手段の運動自由度が制限される。したがって、使用事例および装置寸法に応じて、特に使用事例のために適した伝動装置を使用することができる。しかし、有利には、移動制限手段が、伝動装置の一体の構成要素を成しており、これによって、装置自体に対する更なる移動制限手段が不要になる。

このことは、当該装置のコンパクトなかつモジュール式の構造に貢献する。この解決手段では、たとえば２つの移動制限手段がクランクの死点に設けられてもよく、これによって、力伝達手段またはクランクが運動自由度において制限される。これは、力伝達手段がその零点から最大で死点まで第１の方向に運動することができることを意味している。同じことが、第１の運動方向と逆の運動方向に当てはまる。したがって、移動制限手段によって、力伝達手段を、前述した両死点の間で運動させることができる。この場合、第１の運動には、第１のトルクが不変に割当て可能であり、第２の運動には、第２のトルクが不変に割当て可能である。これによって、たとえば制御の枠内でトルクに一義的な運動方向を割り当てることができる。運動方向を認識するための特殊なセンサ機構は不要になる。

特に有利には、力伝達手段が、２つのストッパの間に可動に配置されたコネクティングロッドの形のリンク機構である。クランクに相俟って、コネクティングロッドが加工エレメントの上昇運動および／または下降運動の実現のために使用されてよい。このような実現は、特に簡単であり、ほとんど保守に対して敏感でなく、廉価である。

移動制限手段は、第１の駆動装置に対する第１の記号を備えた第１の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動が生ぜしめられ、第１の駆動装置に対する第２の記号を備えた第２の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動と逆方向の運動が生ぜしめられるかまたは第１の駆動装置に対する第１の記号を備えた第１の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動と逆方向の運動が生ぜしめられ、第１の駆動装置に対する第２の記号を備えた第２の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動に相当する運動が生ぜしめられるように配置されている。これに基づき生ぜしめられる利点は、駆動モーメントの運動方向が機械的な運動に直接的に割当て可能であることにある。

有利には、駆動装置がサーボモータによって実現されている。この場合、このサーボモータは、特に整流および／または回転数測定のための信号発生手段を有している。サーボモータによって、調整された運動実施が可能となる。このことは、使用事例、たとえば自動車分野では省略することができない。

択一的には、少なくとも１つの駆動装置が、送信器なしのサーボモータによって実現されていてもよい。この場合、ロータ位置を、ステータとロータの永久磁石との間のモータＥＭＫ（電磁力）および／または位置決めの関係を考慮して、たとえば制御電流と制御電圧との処理下で検出する装置が設けられている。この解決手段では、別のセンサ機構、特にロータ位置角を検出するためのセンサ機構を節約することもできる。ロータ角は純粋に演算により、たとえばモータにおける、ロータ位置に関連した磁束密度を考慮して検出されてもよい。また、ロータ位置が、モータに印加される電圧もしくはモータに供給される電流を考慮して検出可能であってもよい。

当該装置の駆動装置の制御は、時間制御によるモーメント調整の運転モードのために適した制御装置によって行われる。モーメント目標値は、制御の、予め規定された期間の間に設定される。この期間は、可能な限り大きな電極移動を行うことができるように設定することができる。期間の検出は校正過程によって行われる。

加工エレメントによって包括された電極が、どのような運動を実施したいのかに応じて、正のモーメントまたは負のモーメントで作業される。仮にワークピースが欠落しているかまたは当該装置がワークピースから過度に十分に離されている場合には、本発明による解決手段は運動過程を機械的に制限する。制御装置がストッパもしくは不十分な運動につき、当付け運動を実現することができることなしに、上死点が達成されたことを認識する。機械的な制限によって、モータは、３６０゜よりも小さい運動しか行うことができない。機械的なストッパの位置は知られている（たとえば０゜および１７０°）。金属薄板は、通常、機械的なストッパの間（たとえば１４０°）に位置している。モータが、調整された時間の経過後にストッパに到達すると、システムが、電極移動の範囲内に金属薄板が存在していなかったことを認識する。さもないと、位置実際値が機械的なストッパの位置よりも小さくなる恐れがある。この場合、この事例では、当該装置のオペレータまたは上位のシステム制御装置に対する相応の警告示唆を送出ことが可能となり、これによって、対抗手段を講じることができる。

本発明による装置は、ロボット、たとえば溶接ロボットに相俟って運転するためにも適している。この事例では、当該装置をロボット制御装置の使用下で駆動することも可能である。ハイドロリック式のかつ／またはニューマチック式の駆動装置が、たとえば電動モータとの混合運転に使用されてもよい。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、電極ホルダとも呼ばれる溶接ガンが示してある。この溶接ガンは、以下の構成要素：すなわち、第１の溶接電極４ｂと第２の溶接電極４ａとを有している。両電極４ａ，４ｂの間には、ワークピース５が示してある。このワークピース５は、たとえば互いに結合したい２つの金属薄板５であってもよい。第１の電極４ｂは第１のアーム１１ｂに固定されており、第２の電極４ａは第２のアーム１１ａに固定されている。アーム１１ａ；１１ｂは当該装置のシャーシ１２ａ，１２ｂに固く組み付けられている。このシャーシ１２ａ，１２ｂは中心の回動点１１を有していて、二分割式に形成されている。この中心の回動点１１を中心として、第１のシャーシ部分１２ａがアーム１１ａおよび溶接電極４ａと一緒に回動点を中心として運動することができる。同じことが、シャーシ１２ｂの第２の部分に当てはまる。この第２の部分はアーム１１ｂおよび電極４ｂと一緒に同じく同一の回動点１１を中心として可動に配置されている。両シャーシ部分１２ａ，１２ｂの間の相対運動に対して、メインストロークシリンダ７が重要となる。このメインストロークシリンダ７は両シャーシ部分１２ａ，１２ｂの間に配置されていて、両方のアーム１２ａ，１２ｂと電極４ａ，４ｂとの、回動点１１を中心として所望される相対運動を生ぜしめる。メインストロークシリンダ７が線形の変位を受けて離れれば離れるほど、電極４ａ，４ｂがアーム１１ａ，１１ｂによって互いに近づく方向に案内され、これによって、最終的に、ワークピース５が両電極４ａ，４ｂの間に挟み込まれる。メインストロークシリンダ７の引寄せは両電極４ａ，４ｂの離反を生ぜしめ、これによって、この電極４ａ，４ｂがさらにワークピース５から解離される。メインストロークシリンダ７が位置決めされる限り、このことは、両電極４ａ，４ｂの間隔の位置決めも生ぜしめる。しかし、この事例では、シャーシ部分１２ａ，１２ｂと、アーム１１ａ，１１ｂと、電極４ａ，４ｂとから成る全アッセンブリを中心の回動点１１を中心として運動させ、電極間隔を維持することも可能である。中心の回動点１１を中心とした全アッセンブリのこの運動に対して、軸６と、ディスク１０ａと、コネクティングロッド３とから成る、いわゆる「補償駆動装置１０」が重要となる。この補償駆動装置１０によって、たとえば、まず、電極４ａをワークピース５に接近させることが可能となる。逆に、まず、電極４ｂがワークピース５に接近させられてもよい。少なくとも一方の電極４ａ；４ｂがワークピースに接触すると、メインストロークシリンダ７によって、溶接過程に対する両電極４ａ，４ｂの接近が生ぜしめられる。モータ軸６（補償モータ軸）には、クランク伝動装置が、回動可能なディスク１０ａと、コネクティングロッド３とによって実現されている。ディスク１０ａがモータ軸６を中心として回動させられると、ディスクの外側の周面に配置された、第１のシャーシ部分１２ａに結合されたコネクティングロッド３が、中心の回動点１１を中心としたアッセンブリ全体の運動を生ぜしめる。コネクティングロッド３の運動は、このコネクティングロッド３に対する第１のストッパおよび第２のストッパの形の本発明による移動制限手段１，２によって制限される。ストッパは、ディスクが決して３６０゜の完全な１回転を実施することができないように構想されている。たとえば、移動制限手段１，２は、一方向へのディスクの回動が、０°〜約１８０゜の間または０°〜約９０゜の間の範囲に制限されるように配置されていてもよい。ここには、コネクティングロッド３の側方へのコネクティングロッド運動を制限するための移動制限手段１，２が図示してあるにもかかわらず、この移動制限手段１，２はディスク１０に配置されていてもよい。この解決手段の利点は、ディスク回動が直接的に制限され、間接的に制限されないことである。補償モータの制御は制御装置９によって行われるかもしくは組み込まれた制御装置９を備えた駆動装置調整増幅器９によって行われる。補償モータ１０ａと制御装置９とは、発信器線路および／または供給線路８によって接続されている。供給線路８は、補償駆動装置１０に電気的な出力を供給するために働き、発信器線路は、補償駆動装置１０と制御装置９とを通信する、特にモータ特有の特性データ、たとえば回転数を伝送するために働く。組み合わされた供給・信号線路８も可能である。すでに前述した、発信器なしのサーボモータ解決手段が使用される場合には、ロータの位置が制御装置９によってモータ１０の運転データから演算により検出される。

図２には、電極移動に対する本発明による装置の効果を原理的に示すグラフが示してある。横軸には、モータ角「ｗ」が示してあり、縦軸には、モータモーメント「Ｍ」が示してある。グラフは４つの象限を有している。この場合、第１の象限は正のモータモーメント（Ｍ＞０）を表しており、第３の象限は負のモータモーメント（Ｍ＜０）を表している。正のモータモーメント（右上の象限）の場合には、モータ角の零点から見て、電極移動が、まず、正の方向に上昇し、不変のモータモーメントのまま第１の死点Ｔ１で逆方向への方向転換を行う（電極の上昇運動および下降運動）ことを明瞭に見ることができる。モータモーメントが不変のままである場合（Ｍ＞０）には、電極移動が曲線により上下に経過する。実際には、このことは、上死点Ｔ１の上回り後、予め、たとえばワークピース５に接近させられた電極が、いまや、ワークピースから離されることを意味している。クランク軸の完全な１回転後（２π）、モータモーメントが不変に正のままである限り、過程が原理的に無限に繰り返される。

負のモータモーメント（左下および左上の象限参照）の場合には、前述したことが同じく当てはまるものの、逆方向で当てはまる。すなわち、負のモータモーメント（Ｍ＜０）の場合には、この具体的な例において、まず、正の方向への電極移動が続き、その後、これによって、同じく第２の死点Ｔ２で方向変換が行われる。ここでも、上死点Ｔ２の考慮なしに、原理的に電極の無限の上昇運動および下降運動が生ぜしめられる。

本発明は、正のモータモーメント（Ｍ＞０）の場合に電極移動が制限されることを生ぜしめる。この制限は、死点Ｔ１を通って延びる鉛直な線の形で明示してある。負のモータモーメントの場合には、制限が死点Ｔ２で適用される。死点Ｔ１／Ｔ２は、本発明による移動制限手段１，２によって機械的に実現される。

以下に、いま一度、本発明による装置がどのように作業するのかを簡単に説明する。以下の説明は、溶接ガンが補償モータ１０の非通電状態でコネクティングロッド（図１、符号３参照）をストッパ１に圧着しているように、溶接ガンの重心が規定されているという仮定で行われる。まず、補償モータ１０が制御装置９によって第１の（正のまたは負の）モーメントで負荷される。これによって、電極４ａがワークピース５に接近させられる。仮にワークピース５が存在していない事例では、電極４ａが、ストッパ１／２によって規定された死点Ｔ１／Ｔ２で静止する。金属薄板５が、零点Ｎ（図２参照）と一方の死点Ｔ１；Ｔ２との間の電極移動の範囲内に位置している場合には、基準電極が金属薄板に圧着され得る。金属薄板５が零点Ｎと一方の死点Ｔ１；Ｔ２との間の電極移動の範囲内に位置していない場合には、この電極移動が一方の死点Ｔ１；Ｔ２までの途中で自動的に制限される。

電極が両終端位置（ストッパ１；２）の間で静止している場合には、電極が金属薄板に突き当てられていることから出発され得る。このことが当てはまらない場合には、金属薄板が存在していないことから出発され得る。金属薄板の存在が認識された場合には、メインストロークシリンダ７によって、パワーストロークが実施される。すなわち、メインストロークシリンダ７が引き離される。このことは、さらに電極４ａ，４ｂの接近を生ぜしめ、これによって、ワークピース５が両電極の間に挟み込まれており、１つの溶接点を設定することができる。次いで、メインシリンダが押し寄せられる。このことは、ワークピース５からの解離を生ぜしめ、電極４ａが負のモーメントによって再びワークピースから離され、これによって、溶接ガンを、たとえばロボットによって位置変化させることができる。

本発明による装置の側面図である。 電極の運動ストロークを示す図である。

符号の説明

１，２ 移動制限手段、 ３ コネクティングロッド、 ４ａ，４ｂ 溶接電極、 ５ ワークピース、 ６ 軸、 ７ メインストロークシリンダ、 ８ 供給線路または送信器線路、 ９ 制御装置、 １０ 補償駆動装置、 １０ａ ディスク、 １１ 回動点、 １１ａ，１１ｂ アーム、 １２ａ，１２ｂ シャーシ部分

Claims (14)

1. ワークピース（５）を加工するための装置であって、第１の加工エレメント（４ａ）と、該第１の加工エレメント（４ａ）と協働する第２の加工エレメント（４ｂ）とが設けられており、さらに、旋回軸（１１）が設けられており、該旋回軸（１１）を中心として、加工エレメント（４ａ，４ｂ）が、第１のアーム（１１ａ）と第２のアーム（１１ｂ）とによって旋回可能に支承されており、さらに、当該装置を旋回軸（１１）を中心として運動させるための第１の駆動装置（１０）と、旋回軸（１１）を中心とした両アーム（１１ａ，１１ｂ）の間の相対的な運動を実施するための第２の駆動装置（７）とが設けられている形式のものにおいて、
   旋回軸（１１）を中心とした当該装置の旋回運動の量に影響を与えることができる移動制限手段（１，２）が設けられていることを特徴とする、ワークピースを加工するための装置。
2. 第１の駆動装置（１０）と第１のアーム（１１ａ）との間に伝動装置（３，６）が設けられており、該伝動装置（３，６）が、移動制限手段（１，２）を有している、請求項１記載の装置。
3. 伝動装置（３，６）が、クランク（１０ａ）と、該クランク（１０ａ）に結合された力伝達手段（３）とによって実現されている、請求項１または２記載の装置。
4. 力伝達手段（３）が、コネクティングロッド（３）の形のリンク機構である、請求項３記載の装置。
5. 移動制限手段（１，２）が、クランク（１０ａ）に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 移動制限手段（１，２）が、以下のように、すなわち、第１の駆動装置（１０）に対する第１の記号を備えた第１の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動が生ぜしめられ、第１の駆動装置（１０）に対する第２の記号を備えた第２の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動と逆方向の運動が生ぜしめられるかまたは第１の駆動装置（１０）に対する第１の記号を備えた第１の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動と逆方向の運動が生ぜしめられ、第１の駆動装置（１０）に対する第２の記号を備えた第２の駆動モーメントにおいて、当該装置の第１の運動に相当する運動が生ぜしめられるように配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 少なくとも１つの駆動装置（７，１０）が、サーボモータ（７，１０）によって実現されており、該サーボモータ（７，１０）が、整流のための信号発生手段を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 少なくとも１つの駆動装置（７，１０）が、発信器なしのサーボモータによって実現されており、ロータ位置をモータ運転電流および／またはモータ運転電圧を考慮して検出する装置（９）が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
9. 少なくとも１つの駆動装置（７，１０）が、ニューマチック式にまたはハイドロリック式に実現されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 第１の加工エレメント（４ａ）と、第２の加工エレメント（４ｂ）と、第１の駆動装置（７）と、第２の駆動装置（１０）と、制御装置（９）と、移動制限手段（１，２）とを備えた、ワークピース（５）を加工するための装置を運転するための方法において、少なくとも１つの加工エレメント（４ａ）の運動を移動制限手段（１，２）によって制限することを特徴とする、ワークピースを加工するための装置を運転するための方法。
11. 当該方法が、以下の方法ステップ：すなわち、
    ａ）第１の加工エレメント（４ａ）を第１の駆動装置（１０）によって第１の方向に運動させ；
    ｂ）第２の加工エレメント（４ｂ）を第２の駆動装置（７）によって第１の方向と逆方向に運動させ；
    ｃ）第１の加工手段（４ａ）が移動制限手段（１，２）に接触するやいなや、第１の加工手段（４ａ）を第１の方向と逆方向に運動させるかまたは
    ｄ）両加工手段（４ａ，４ｂ）によって実施された加工過程が終了するやいなや、第１の加工手段（４ａ）を第１の方向と逆方向に運動させる：
    を有している、請求項１０記載の方法。
12. 少なくとも１つの駆動装置（７，１０）を、制御装置（９）により実施されたモーメント調整によって運転する、請求項１０または１１記載の方法。
13. 少なくとも１つの駆動装置（７，１０）が、回転数発信器および／または角度発信器を有しており、該発信器から供給されたデータを、制御装置（９）による位置実際値の検出のために処理する、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 少なくとも１つの駆動装置（７，１０）が、発信器なしに実現されており、位置実際値を運転電流および／または運転電圧を考慮して検出する、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。

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