SE513039C2 - Förfarande och anordning för formering av elektrodspetsar - Google Patents

Description

20 25 30 35 513 039 Resultatet av formeringen beror på punktsvetstångens klämtryck och bearbetningsperiodens längd. och det är svårt att reglera dessa parametrar för åstadkommande av ett godtagbart slutre- sultat. Om klämkraften blir alltför hög och/eller bearbet- ningstiden blir för lång avverkas större materialmängd av elektroderna än nödvändigt, vilket i onödan ökar elektrod- förbrukningen, men dessutom blir formen på elektroderna inte den rätta, vilket leder till att man får försämrad svetskvali- tet.

Det har även föreslagits en formeringsmetod, där elektrodspet- sarna införes en i taget i ett urtag i ett verktyg, varvid elektroden pressas mot verktyget med en kraft, som balanseras av att verktyget är fjäderbelastat i motsatt riktning. även här blir dock bearbetningsresultatet beroende på den tid, un- der vilken verktyget arbetar. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande och en anordning av inledningsvis angivet slag, varvid förfa- randet och anordningen undanröjer de ovan angivna nackdelarna med tidigare kända förfaranden och anordningar och möjliggör maximalt utnyttjande av svetselektroderna och samtidigt upp- rätthållande av hög svetskvalitet. Detta uppnås enligt uppfin- ningen med ett förfarande av inledningsvis angivet slag, vil- ket förfarande är utformat i enlighet med den kännetecknande delen av patentkravet 1, samt en anordning av inledningsvis angivet slag, som är utformad i enlighet med den kännetecknan- de delen av patentkravet 4.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifo- gade ritningar, vilka visar ett utföringsexempel och på vilka fig 1 är en uppifrån sedd, något schematisk planvy av en anordning enligt uppfinningen, fig 2 visar ett snitt längs linjen II-II i fig 1, fig 3 visar ett snitt i större skala genom ett verktyg i anordningen enligt fig 1 och 2, 10 15 20 25 513 D39 fig 4 är en uppifrån sedd planvy av verktyget enligt fig 3 och fig 5 visar ett snitt längs linjen V-V i fig 1.

På ritningarna visas en anordning enligt uppfinningen för for- mering av stympat koniska spetsar på elektroder i en punkt- svetstång, och den på rítningarna visade anordningen är avsedd för samtidig formering av de mot varandra vända spetsarna på två elektroder 1 resp 2, vilka är monterade i en icke visad punktsvetstång och av vilka endast de fria ändarna visas i fig 2. Elektroden 1 har därvid en stympat konisk mantelyta la och en i huvudsak plan eller något konvex ändyta lb, medan elek- troden 2 på motsvarande sätt har en stympat konisk mantelyta za och en i huvudsak plan eller något konvex ändyta 2b.

Anordningen enligt uppfinningen uppbäres av en arm 3. Om elek- troderna 1 och 2 är monterade i en punktsvetstång, som uppbä- res exempelvis av en industrirobot eller liknande, kan armen 3 vara fast, så att anordningen hålles i ett bestämt läge, var- vid industriroboten är programmerad att föra fram elektroderna 1 och 2 till korrekt läge i förhållande till anordningen innan formeringen inledes. Om elektroderna 1 och 2 däremot är mon- terade i en fast punktsvetstång kan armen 3 vara svängbar eller förskjutbar för att möjliggöra att anordníngen föres till korrekt läge i förhållande till elektroderna innan for- meringen påbörjas.

Armen 3 uppbär en platta 4, vilken är fast förbunden med ar- men 3 och med en i huvudsak vertikal cylinder 5. Inuti cylin- dern 5 är en inre cylinder 6 förskjutbart anordnad. En tryck- cylinder 7 är anordnad inuti den inre cylindern 6 och är med sin ena ände förbunden med en ändplatta 8, som tillsluter den undre änden av cylindern 5. Från tryckcylinderns 7 andra ände skjuter en kolvstång 9 ut, och denna kolvstång har vid sin fria ände ett stödorgan 10.

Den inre cylindern 6 är vid sin övre ände försedd med en ra- diell, utåtriktad fläns ll. vilken är belägen ovanför cylin- 10 15 20 25 30 515 039 dern 5 och skjuter ut radiellt utanför denna. På flänsen 11 är en bärplatta 12 monterad, exempelvis medelst skruvar 13. Bär- plattan 12 sträcker sig över armen 3 och plattan 4 och har vid sin förbi armen 3 utskjutande ände en tapp 14, vilken är rik- tad nedåt och sträcker sig genom ett urtag 15 i plattan 4.

Ovanpå bärplattan 12 är ett hållarorgan 16 monterat vid den del av bärplattan 12, som är belägen ovanför cylindern 5 och sträcker sig bortåt från armen 3. Hållarorganet 16 har i hu- vudsak upp- och nedvänd U-form och avgränsar tillsammans med bärplattan 12 en kanal 17 med i huvudsak rektangulär tvär- snittsform. Kanalen 17 utvidgas. såsom framgår av fig 1, något i riktning bort från armen 3, och anledningen till detta kom- mer att beskrivas närmare nedan.

I kanalen 17 inskjuter från den fria änden av bärplattan 12, dvs den från armen 3 vända änden, en insticksdel 18 av en verktygshållare 19. verktygshållaren 19 uppbär vid sin från hållarorganet 16 vända ände två verktyg 20 och 21 för forme- ring av elektroderna l och 2 på nedan närmare beskrivet sätt.

En drivmotor 22 är fäst vid verktygshållaren 19 och är avsedd att driva verktygen 20 och 21. För detta ändamål är drivmo- torn 22 försedd med ett kugghjul 23, som driver ett mellan- kugghjul 24, vilket i sin tur driver en kuggkrans 25. med vil- ken verktyget 21 är förbundet. Kuggkransen 25 står i sin tur i kuggingrepp med en kuggkrans 26, som är förbunden med verkty- get 20 för att driva detta. Detta innebär att då drivmotorn 22 sättes i funktion kommer verktyget 20 och 21 att rotera samti- digt men i motsatta riktningar.

Verktyget 20 är avsett för bearbetning av den stympat koniska mantelytan la, 2a på elektroderna 1 resp 2 och innefattar en i huvudsak cylindrisk kropp. som är förbunden med kuggkransen 26 samt är utförd med ett stympat koniskt urtag 27 från vardera änden av den cylindriska kroppen. Dessutom innefattar verkty- get 20 ett skär 28 med en skäregg längs vart och ett av ur- tagen 27, så att skäret 28 kan bearbeta det stympat koniska 10 15 20 25 30 35 513 039 mantelytorna la, 2a på elektroderna 1, 2 då dessa införes i urtagen 27. Urtagen 27 är dessutom försedda med en botten, mot vilken ändytan lb, 2b på elektroderna 1, 2 kommer till anligg- ning då mantelytan la, 2a har bearbetats i önskad utsträck- ning. Därvid avslutas bearbetningen av mantelytan la, za, och genom lämplig placering av urtagets 27 botten och skärets 28 skäreggar kan man åstadkomma, att bearbetningen av mantelytan la, 2a blir tillräckligt omfattande för att mantelytan skall få önskad form, men samtidigt tillräckligt liten för undvikan- de av att onödigt material avlägsnas från elektroderna 1, 2, vilket skulle minska elektrodernas livslängd. Denna typ av verktyg är välkänd och beskrives exempelvis i den svenska patentahsökan 8302613-8. till vilken hänvisning göres för en mera detaljerad beskrivning av denna typ av verktyg. verktyget 21 är avsett för bearbetning av ändytan lb, zb på elektroderna 1 respektive 2, och verktyget 21 visas mera i detalj i fig 3 och 4. Av dessa figurer framgår att verktyget 21 består av en i huvudsak cylindrisk kropp. vilken upptill (sett i fig 3) har en radiellt utskjutande fläns 29. som är försedd med två avfasningar 30. Avfasningarna 30 är vid den visade utföringsformen anordnade diametralt mittemot varandra, men de kan även vara anordnade på annat sätt, och alternativt kan man använda endast en avfasning eller flera än två avfas- ningar. Med hjälp av avfasningarna 30 står den cylindriska kroppen hos verktyget 21 i drivförbindelse med kuggkransen 25 på känt sätt. Såsom framgår särskilt av fig 3 är den cylind- riska kroppen hos verktyget 21 uppbyggd av tre plattor 31-33, nämligen en övre platta 31 en mellanplatta 32 och en undre platta 33. Plattorna 31-33 är inbördes förbundna medelst ett antal skruvar 34, som sträcker sig genom frigående hål i den övre plattan 31 och mellanplattan 32 samt är inskruvade i gängade hål i den undre plattan 33. På detta sätt bildar de tre plattorna 31-33 tillsammans den cylindriska kroppen. Om så anses erforderligt kan två eller flera styrpinnar (icke visa- de) vara införda genom hål i plattorna 31-33 för åstadkommande av inriktning av plattorna i förhållande till varandra. 10 15 20 25 30 35 513 059 Den övre plattan 31 är försedd med den ovan angivna flänsen 29 eah har desautom en central öppning 35. Den centrala öppningen Bä innefattar tre stympat koniska delar 36, 37 och 38 samt en cylindrisk del 39. De stympat koniska delarna 36-38 avsmalnar i riktning nedåt från den övre plattans 31 övre yta och den cylindriska delen 39 sträcker sig fram till den undre ytan av den övre plattan 31. De stympat koniska delarna 36 och 37 är avsedda för instyrning av elektroden 1 i verktyget 21, medan den stympat koniska delen 38 och den cylindriska delen 39 är avsedda att bestämma hur stor bearbetning av elektrodens 1 ändyta lb som skall genomföras.

Den undre plattan 33 har en central öppning 40, vilken inne- fattar en stympat konisk del 41 och en till denna anslutande cylindrisk del 42. Den stympat koniska delen 41 sträcker sig ifrån den undre plattans 33 undre yta och avsmalnar i riktning uppåt, medan den cylindriska delen 42 ansluter till den stym- pat koniska delen 41 och sträcker sig fram till den undre plattans 33 övre yta. Den stympat koniska delen 41 och den cylindriska delen 42 är avsedda att begränsa bearbetningen av elektrodens 2 ändyta Zb. såsom beskrives närmare nedan.

Mellanplattan 34 är utformad med ett urtag 43, i vilket ett skär 44 är anordnat. Skäret 44 är fastklämt mellan den övre plattan 31 och den undre plattan 33 då plattorna 31, 32 och 33 är hopmonterade, såsom visas i fig 3. Urtaget 43 och skäret 44 sträcker sig därvid med en kant i huvudsak radiellt i förhål- lande till plattornas 31-33 och öppningarnas 35 och 40 gemen- samma axellinje och sträcker sig något förbi denna. Skäret 44 har därvid skäreggar 45 och 46 vid sin övre resp undre sida, och skäreggarna 45 och 45 sträcker sig därigenom radiellt i huvudsak i gränslinjen mellan plattorna 31 och 31 resp 32 och 33 för åstadkommande av bearbetning av ändytan lb resp 2b på elektroden l resp 2.

Såsom angivits ovan är den kanal 17. i vilken insticksdelen 18 av verktygshållaren 19 är införd. något utvidgad i riktning mot verktygshållarens 19 utskjutande del. Detta innebär att 10 15 20 25 30 35 513 039 instícksdelen 18 förutom möjligheten till rörelse i instick- ningsriktningen även har möjlighet att svänga något i sidled i kanalen 17. För att sådana rörelser skall kunna genomföras utan alltför stor friktion är tunna mellanläggsskikt 47 och 48 anordnade mellan insticksdelen 18 och hållarorganet 16 resp mellan insticksdelen 18 och bärplattan 12. Mellanläggsskikten 47 och 48 är framställda av ett material med låg friktions- koefficient, exempelvis polytetrafluoreten eller liknande ma- terial.

De ovan angivna rörelserna hos verktygshållaren 19 i förhål- lande till hållarorganet 16 och bärplattan 12 begränsas av två kulkopplingsanordningar 49, vilka är anordnade mellan bärplat- tan 12 och insticksdelen 18 av verktygshållaren 19. En av kul- kopplingsanordningarna 49 visas i snitt i fig 5 och består i huvudsak av en övre kulskäl 50, som är inbyggd i insticksdelen 18, en undre kulskål 51, som är inbyggd i bärplattan 12, en mellankulskålarna 50 och 51 anordnad kula 52 samt en tryck- fjäder 53, som är anordnad mellan den undre kulskålen 51 och bärplattan 12 för att pressa den undre kulskålen 51 mot kulan 52 och den övre kulskålen 50. Som framgår av fig 5 är kul- skälarna 50 och 51 utförda på så sätt, att deras mot kulan 52 vända ytor har ett centreringsläge, från vilket kulan 52 kan utpressas endast under inverkan av en relativt stor kraft i sidled. Utanför centreringsläget har kulskålarnas 50 och 51 mot kulan 52 vända ytor relativt liten lutning mot ett plan som är vinkelrätt mot kulkopplingsanordningens 49 längdrikt- ning. Detta innebär att kulan 52 hålles i centrerat läge, men att den kan förflyttas från detta läge för att medge att in- sticksdelen 18 utför smärre rörelser i olika riktningar. In- sticksdelen 18 återföres därefter till utgångsläget med hjälp av kulkopplingsanordningarna 49. vid det visade utförings- exemplet användes två kulkopplingsanordningar 49, men man kan givetvis även använda en enda kulkopplingsanordning eller fle- ra än två kulkopplingsanordningar om detta skulle vara önsk- värt. Genom ändring av utformningen på de ytor av kulskålarna 50 och 51, som samverkar med kulan 52, samt genom ändring av fjäderns 53 egenskaper är det möjligt att reglera kulkopp- 35 515 059 8 ingsanordningarnas 49 återställningskraft på insticksdelen 18 id förflyttning av denna från utgångsläget.

Aåsom angivits ovan medger kulkopplingsanordningarna 49 små Ésörelser mellan verktygshållarens l9 insticksdel 18 och bär- plattan 12. Dessutom är bärplattan 12 och därigenom även verk- .tygshållaren l9 förflyttbar i höjdled. sett i fig 2, genom att kolvstången 9 utskjutes ur tryckcylindern 7 eller indrages i densamma. Tryckcylindern 7 kan därvid användas för utbalanse- ring av anordningen. så att bärplattan l2 och verktygshållaren l9 hålles i ett förutbestämt mellanläge i höjdled och kan för- flyttas från detta under inverkan av yttre krafter. exempelvis från elektroderna l och 2 under formeringen.

Vid genomförande av en formering enligt uppfinningen medelst den ovan beskrivna och på ritningarna visade anordningen föres först elektroderna l och 2 isärförda till ett läge i inrikt- ning med centrumaxeln hos verktyget 20. Denna förflyttning kan därvid ske antingen genom att hela anordningen förflyttas till detta inriktade läge eller genom att elektroderna förflyttas till detta inriktade läge. Det förstnämnda av dessa alternativ avser i första hand s.k. fasta maskiner, där punktsvetstången är inbyggd i en maskin och icke kan förflyttas. Det andra al- ternativet avser rörliga punktsvetstänger. exempelvis punkt- svetstänger som uppbäres av industrirobotar eller liknande. Då elektroderna är inriktade i förhållande till verktyget 20 stänges punktsvetstängen. i verktyget 20. Därvid är klämkraften hos punktsvetstången in- ställd på ett värde. som gör att man får önskad anliggnings- Klämkraften vid formeringen kan exempel- vis ha ett värde mellan 0.5 kN och det värde. som användes vid punktsvetsning av tunnplåt, Drivmotorn 22 igång- sättes. så att verktygen 20 och 21 sättes i rotation. Verk- tyget 20 kommer därvid att bearbeta den stympat koniska man- telytan la resp 2a på elektroderna l och 2 tills elektrodernas ändytor lb resp 2b kommer till anliggning mot sina anslags- varvid bearbetningen upphör. Därvid har de stympat ko- niska mantelytorna la resp 2a fått önskad form och punktsvets- tången öppnas åter, så att elektroderna l och 2 föres isär. 10 15 20 25 30 513 039 Efter bearbetningen av de stympat koniska mantelytorna la och za föres elektroderna l och 2 till verktyget 21. Denna för- flyttning kan ske antingen genom att elektroderna förflyttas i förhållande till anordningen eller genom att anordningen för- flyttas i förhållande till elektroderna. För åstadkommande av förflyttning av anordningen i förhållande till elektroderna kan man utnyttja tryckcylindern 7 för vridning av bärplattan 12, varvid denna vridningsrörelse begränsas av att tappen 14 kommer till ingrepp med den ena eller den andra änden av ur- taget 15 i plattan 4. Storleken på urtaget 15 är därvid så vald att en svängning av bärplattan 12 mellan tappens 14 änd- lägen ger en svängning av verktygshållaren 19, som motsvarar avståndet mellan centrumlinjerna nos verktygen 20 och 21.

Då elektroderna l och 2 är inriktade i förhållande till verk- tyget 21 stänges punktsvetstången, som uppbär elektroderna l och 2, med en klämkraft som är avsevärt mindre än den som an- vändes vid punktsvetsning. Därigenom föres ändytorna lb resp 2b till ingrepp med skäreggarna 45 resp 46 på skäret 44. verk- tygets 21 rotation åstadkommer därvid att ändytorna lb och 2b bearbetas, och bearbetningen fortsätter tills mantelytan la på elektroden l kommer till anliggning mot den stympat koniska delen 38 i öppningen 35 och mantelytan 2a på elektroden 2 kom- mer till anliggning mot den stympat koniska delen 41 i öpp- ningen 40. Höjden på de cylindriska delarna 39 resp 42 i öpp- ningarna 35 resp 40 bestämmer därvid hur mycket ändytan lb resp 2b kommer att bearbetas. Efter denna bearbetning föres elektroderna 1 och 2 åter isär, varefter formeringen av elek- trodernas spetsar är färdig. vid det ovan beskrivna förfarandet formeras elektrodernas man- telytor la, za först tills ändytorna lb resp 2b kommer till anliggning mot ett anslag för avslutande av bearbetningen, varefter ändytorna lb, 2b bearbetas tills mantelytorna la resp za kommer till anliggning mot anslag för avbrytande av bear- betningen. Det är givetvis även tänkbart att genomföra bear- betningen i omvänd ordning, dvs att först bearbeta ändytorna 10 15 513 039 10 och därefter mantelytorna. Ett sådant tillvägagångssätt ger emellertid den nackdelen att den färdigbearbetade ändytan an- vändes som anslagsorgan vid bearbetníngen av mantelytan, vil- ket kan ge upphov till skador på ändytorna. Eftersom ändytor- nas form och storlek är av avgörande betydelse för svetsresul- tatet skulle skador på ändytorna innebära en minskning av livslängden på elektroderna, eftersom de skulle behöva forme- ras oftare. vid bearbetning av elektroderna 1 och 2 i verktyget 20 eller 21 möjliggör kulkopplingsanordningarna 49 en inställning av verktygshållaren 19 för kompensering av eventuella onoggrann- heter beträffande inriktningen av elektroderna 1.2 i förhål- lande till verktyget 20 resp 21. Samtidigt innebär balanse- ringen av anordningen medelst tryckcylindern 7 att anordningen kan förflyttas i verktygens 20 resp 21 axelriktning, vilket innebär att punktsvetstångens klämkraft kan utnyttjas för att föra verktygen 20 resp 21 mot en fast elektrod, exempelvis i en s.k. fast maskin för punktsvetsning.

Claims (8)

10 15 20 75 30 35 513 039 ll Patentkrav

1. Förfarande för formering av stympat koniska spetsar pá elekt- roder (1,2) i en punktsvetstång eller liknande, vid vilket för- farande varje elektrodspets formeras genom införande i ett urtag i ett roterande verktyg (20,21) för bearbetning av spetsen, k ä n n e t e c k n a t av att varje elektrodspets formeras både på sin stympat koniska mantelyta (la,2a) och på sin till mantelytans mindre diameter anslutande ändyta (lb,2b), varvid elektrodspetsen i ett första bearbetningssteg införes i ett urtag i ett första verktyg (20,21) för bearbetning av mantel- ytan (la,2a) eller ändytan (lb,2b) tills den andra av dessa båda ytor kommer till anliggning mot ett anslag för bestämning av ett slutläge för bearbetningen, varefter elektrodspetsen i ett andra bearbetningssteg införes i ett urtag i ett andra verktyg (2l,20) för bearbetning av ändytan (lb,2b) resp man- telytan (la,2a) tills den i det första bearbetningssteget bearbetade ytan kommer till anliggning mot ett anslag för bestämning av ett slutläge för bearbetningen.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att i det första bearbetningssteget bearbetas elektrodspetsens stympat koniska mantelyta (la,2a) till förutbestämd form, varefter elektrodspetsens ändyta (lb,2b) i det andra bearbet- ningssteget bearbetas till förutbestämd form och storlek.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att elektrodspetsarna på två motriktade elektroder (1,2) i en punktsvetstång eller liknande formeras samtidigt genom in- förande i motriktade urtag i resp verktyg (20,21).

4. Anordning för formering av stympat koniska spetsar på elek- troder (1,2) i en punktsvetstång eller liknande, vilken anord- ning innefattar ett på ett stativ (12.18.19) anordnat verktyg (20) för bearbetning av elektrodspetsarna, varvid verktyget utgöres av ett motordrivet, roterande verktyg (20) med åt- minstone ett stympat koniskt urtag med en form, som motsvarar formen hos den stympat koniska mantelytan (la,2a) på elektrod- a 0 15 20 25 30 35 513 039 12 spetsen, k ä n n e t e c k n a d av att ett andra verktyg (21) är anordnat på stativet (12.18.19), vilket verktyg utgö- res av ett motordrivet, roterande verktyg (21) med åtminstone ett urtag, vars botten har en form, som motsvarar formen hos elektrodspetsens ändyta (lb.2b), varvid det första verktyget (20) är försett med ett anslag, mot vilket elektrodspetsens ändyta (lb,2b) är avsedd att komma till anliggning efter full- bordad bearbetning av mantelytan (la,2a), medan det andra verktyget (21) är försett med ett anslag, mot vilket elektrod- spetsens mantelyta (la,2a) är avsedd att komma till anliggning efter fullbordad bearbetning av ändytan (1b,2b).

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att en drivmotor (22) är drivande förbunden med ett av verktygen (21), vilket i sin tur är drivande förbundet med det andra verktyget (20).

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att stativet innefattar en verktygshållare (19), vilken är förskjutbart anordnad mellan en bärplatta (12) och ett hållar- organ (16), varvid verktygshållaren (19) rörelser begränsas av åtminstone en fjäderbelastad kulkopplingsanordning (49).

7. Anordning enligt något av krav 4-6, k ä n n e t e c k - n a d av att verktyget (21) för bearbetning av elektrodernas (1,2) ändytor (lb,2b) innefattar dels en mellanplatta (32) med ett urtag (43), i vilket ett skär (44) är insatt, dels två på var sin sida om mellanplattan (32) anordnade plattor (3l,33). av vilka åtminstone en är försedd med ett genomgående urtag (35,40) för införande av en elektrod (1,2) för formering med hjälp av det i mellanplattan insatta skäret (44), varvid plat- torna (3l.32,33) hålles fastklämda mot varandra medelst fäst- organ (34), så att skäret (44) fastspännes medelst de två ytt- re plattorna (3l,33).

8. Anordning enligt något av kraven 4-7, k ä n n e t e c k - n a d av att vart och ett av verktygen (20,2l) är utformat med motriktade, med verktygets rotationsaxel koncentriska ur- 513 039 13 taq (27;35,40) för samtidig formeríng av två med spetsarna mot varandra vända elektroder (1,2).