CN104416278A

CN104416278A - 用于更换焊接设备的电极帽的装置以及焊接方法

Info

Publication number: CN104416278A
Application number: CN201410413437.8A
Authority: CN
Inventors: J.霍伊夫格勒克纳
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: US20150053653A1; DE102013216623A1; US10105786B2; CN104416278B

Abstract

本发明提供了用于更换焊接设备（1；5）的电极帽（31、32、33、34、36）的装置（2；6）以及用于在焊接设备（1；5）中对构件（3）进行焊接的焊接方法。所述装置（2；6）包括至少一个预备单元（30）和帽更换单元（40），所述预备单元用于预备在用所述焊接设备（1；5）进行焊接时所需的电极帽（31、32、33、34），所述帽更换单元用于将装配在焊接工具（21）上的电极帽（31、32、33、34、36）与所述预备单元（50）中所预备的其他电极帽（31、32、33、34）互换，其中所述帽更换单元（40）设计用于将由所述焊接工具（21）拆卸的电极帽（31、32、33、34）布置在所述预备单元（30）中。

Description

用于更换焊接设备的电极帽的装置以及焊接方法

技术领域

本发明涉及一种用于更换焊接设备的电极帽的装置和一种焊接方法。

背景技术

在车身骨架建造中，在生产线或者生产设备中组装各个车身构件并且用焊接设备焊接成车身。为此，焊接设备一方面必须为车身实施大量焊接过程。其他方面，焊接设备必须依次制造多个在生产线中或者生产设备中一个接一个有待加工的车身。

这里的问题是，在生产线中不同的车辆型号的数量以及配属于其的变型方案例如敞篷车、阶梯车尾、溜背式车尾等一直在增长并且所有这些型号以及型号变型方案都在一个生产设备上制造。这意味着车身要以任意的顺序并且以之间尽可能短的时间间隔或者节奏顺序通过生产设备运转。由此，不能确定各个有待实施的焊接过程的顺序、例如焊点顺序。然而为所有型号使用相同的焊接工具、尤其焊钳。

这里的问题还在于，一方面随着型号变型方案的数量的增加，焊接工具的焊接过程的数量以及该焊接过程的变型方案也增加了。在此，材料组合以及焊点在各个有待制造的车身上的位置是不同的。其他方面，每个焊接工具、尤其如焊钳装备有固定的电极帽，所述电极帽具有固定的电极直径，其中用相应的电极帽铣削器形成电极帽的直径以及由此形成帽表面的直径。

因为例如1.4mm到6.0mm的整个板厚度发生变化并且在各个板厚度中存在0.6mm到2.5mm的差，所以经常不符合帽表面的要求。对于下面的板厚度端部上的材料连接来说需要4mm的直径，对于上面的板厚度端部上的材料连接来说需要用于电极帽表面的8mm的直径。然而因为只能以一种直径铣削电极帽表面，所以必须关于有待完成的焊接例如焊点等探讨折衷方案。这对完成的焊接例如焊点的质量以及花费产生影响，该花费必须用于生产，从而保证焊接的质量。此外，用于制造车身的时间应该尽可能短，使得生产线或者生产设备的通过量以及由此的生产率最佳。

由此，在这种生产设备中焊接任务的变型方案是很大的问题。

发明内容

因此，本发明的任务是实现用于提供焊接设备的电极帽的装置和方法，用该装置和方法能够解决前面所述的问题。尤其应该实现这样一种用于提供焊接设备的电极帽的装置和方法，其中虽然在生产设备中存在增加的模型带宽，但是能够确保焊接部、例如焊点、焊缝等的所要求的质量，并且简化生产中的调试和维护。

所述任务通过按权利要求1所述的、用于更换焊接设备的电极帽的装置来解决。该装置包括至少一个预备单元以及帽更换单元，所述预备单元用于预备在用所述焊接设备进行焊接时所需的电极帽，所述帽更换单元用于将装配在焊接工具上的电极帽与所述预备单元中所预备的其他电极帽互换，其中所述帽更换单元设计用于将由所述焊接工具拆卸的电极帽布置在所述预备单元中。

用所述装置能够将焊接部例如焊点、焊缝等的带宽分成多个电极帽直径。由此能够拓宽焊接的焊接过程窗口并且改善焊接结果。这稳定了焊接结果的质量并且简化了生产中的调试和维护。

由此能够用所述装置实现车身骨架建造中的质量保证。此外，满足对通过量的要求并且由此满足生产线或生产设备的生产率。

此外，用所述装置能够在生产设备的调试和维护中节省成本。此外，通过再使用电极帽更经济地使用资源并且由此减少废料并且降低生产成本。

所述装置的有利的其他设计方案在从属权利要求中得到说明。

根据一种实施例，所述装置还包括用于将在预备单元中所预备的电极帽输送到焊接机器人上的处理机器人（Handlingroboter），在焊接机器人上装配了焊接工具。在此，处理机器人还设计用于进行铣削或者引导到相应的帽铣削单元处。

此外，所述装置能够装备有至少一个帽铣削单元，所述帽铣削单元用于将电极帽铣削到在由所述焊接设备实施的焊接过程中所需的尺寸。在此，所述帽铣削单元设计用于，当电极帽的磨损超过允许值并且不超过最大的铣削步骤的数量时以可能的方式对电极帽进行铣削。

在所述装置中能够如此设计所述帽更换单元，从而在电极帽的磨损超过允许值并且超过最大的铣削步骤的数量时，该帽更换单元将装配在焊接工具上的电极帽与在预备单元中所预备的其他电极帽互换。

前面所描述的装置能够是焊接设备的一部分，该焊接设备还包括用于控制对构件进行焊接的焊接工具的焊接控制器。

此外，所述焊接设备能够具有焊接机器人，在该焊接机器人上布置了焊接工具。

在所述焊接设备中，焊接控制器能够构造用于存取工具参数数据组，从而向焊接机器人传输用于焊接工具的电极帽的数据，所述数据在用焊接工具进行的下个焊接过程中是需要的。

所述任务还通过按权利要求10所述的、用于在焊接设备中对构件进行焊接的焊接方法得到解决。在焊接方法中由焊接控制器控制焊接工具，其中使用一种装置，该装置包括至少一个预备单元以及帽更换单元，所述预备单元用于预备在用所述焊接设备进行焊接时所需的电极帽，所述帽更换单元用于将装配在焊接工具上的电极帽与所述预备单元中所预备的其他电极帽互换，其中所述帽更换单元设计用于将由所述焊接工具拆卸的电极帽布置在所述预备单元中。

所述焊接方法实现了与前面关于装置所述的相同的优点。

本发明的其他可能的技术方案也包括前面或者后面关于实施例所描述的特征或实施方式的、没有详细描述的组合。在此，本领域技术人员还可添加单个方面作为对本发明各个基本形式的改善或者补充。

附图说明

下面参照附图并且根据实施例更详细地描述本发明。附图示出：

图1是具有按第一实施例的装置的焊接设备的框图；

图2到图7分别是电极帽的俯视图或侧视图的简化的视图，该电极帽能够用在按第一实施例的装置中；并且

图8是具有按第二实施例的装置的焊接设备的框图。

在附图中，只要没有其他说明，相同的或者功能相同的元件就设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1相当示意性地示出了具有一种装置2的焊接设备1，该装置2用在借助例如至少一个焊点4对构件3进行的焊接中。该焊接设备1还包括焊接控制器10，该焊接控制器控制焊接机器人20。所述装置2不仅布置在焊接控制器10外部，而且还布置在焊接机器人20外部。因此该装置2也能够称作外部装置2。此外，该装置2如下面所述具有作为帽站（Kappenbahnhof）的功能，从而也能够将其称作帽站。焊接设备能够是生产设备的一部分、例如用于车辆尤其车辆的车身等、家具、建筑结构等的生产线。

在图1中提供了焊接控制器10中不同的工具参数数据组11、12以及磨损计数器15。所述焊接机器人20引导焊接工具21，该焊接工具具有关于电极帽的识别件211、212。焊接工具21例如能够是焊钳，该焊钳实施点焊或者说形成焊点4。然而也能够如此设计所述焊接工具21，使得其能够形成焊缝。

在图1中，所述装置2具有预备单元（Vorhalteeinheit）30、自动的帽更换器或帽更换单元40以及帽铣刀或者帽铣削单元50。所述装置2没有用于焊接控制器10的机械连接。该装置2也没有用于焊接控制器10的电连接。所述装置2和焊接控制器10的两个***自给自足地工作。装置2的操控通过焊接机器人20实现。

所述预备单元30预备了在用焊接设备1进行焊接时需要的电极帽31、32、33、34。该预备单元30还用于将电极帽31、32、33、34输送给帽更换单元40。由此，所述预备单元30也能够称作用于电极帽31、32、33、34的仓库和/或输送单元。

所述帽更换单元40能够在焊接工具21上装配所述电极帽31、32、33、34之一，使得焊接工具21能够根据装配的电极帽进行焊接。如果所述电极帽31、32、33、34之一已经装配在焊接工具21上，那么帽更换单元40就将装配好的电极帽与预备在预备单元30中的其他电极帽31、32、33、34互换。在此，帽更换单元40能够将磨损的电极帽与相同类型和/或尺寸的电极帽进行互换。此外，所述帽更换单元40能够将所述电极帽31、32、33、34之一与其他具有不同于至今为止装配在焊接工具21上的电极帽的类型和/或尺寸的电极帽31、32、33、34进行互换。

所述帽铣削单元50能够将电极帽31、32、33、34之一铣成在由焊接设备1实施的焊接过程中所需要的尺寸。电极帽31、32、33、34的尺寸或面积确定了所产生的焊接结果、例如焊点4的尺寸或面积。

由此，在本实施例中提供了装备有用于预备并且输送具有不同支承面的电极帽31、32、33、34的预备单元30的装置2来作为独立的机器。此外，帽更换单元40和帽铣削单元50作为自动的更换及铣削单元。所述预备单元30包括多个用于容纳具有不同的帽表面的电极帽31、32、33、34的帽仓库。

图2到图7分别示出了具有不同的帽表面的电极帽31、32、33、34、35、36的例子，如在德国标准DIN 44750中规定的那样。所述帽表面在帽支承面的直径方面是不同的。所述电极帽31、32、33、34、35、36能够分别在装置2中在预备单元30中被预备并且输送给帽更换单元40和/或帽铣削单元50。

为了使电极帽31、32、33、34、35、36相互间能够不同，图1中的焊接工具21为了在预备单元30中所预备的电极帽31、32、33、34的每个可选的电极帽而具有自己的识别件211、212。由此，所述焊接控制器10为了每个所述识别件211、212而包括自己的工具参数数据组11、12，也就是为了识别件211而包括工具参数数据组11并且为了识别件212而包括工具参数数据组12。为每个所述参数数据组11、12能够规定自己的电极护理方案。这能够最佳地配合为所述电极帽分配的焊接任务。例如能够将所有电极帽31、32、33、34、35、36装配在焊接工具21上。然而也能够仅仅将电极帽31、32、33、34、35、36的一部分例如电极帽31、32装配在焊接工具21上。

用焊接设备1实施的焊接方法以下面描述的方式运行。

焊接机器人20为每个有待焊接的点识别出工具数据、也就是电极帽31、32、33、34中为这些有待焊接的点而确定的电极帽。焊接机器人20相应地在焊接之前从装置2中获得电极帽31、32、33、34中基于工具数据而有待使用的电极帽。为此，焊接机器人20行进到为此确定的位置上并且向帽更换单元40传输关于帽更换的要求。随后，所述帽更换单元40根据焊接机器人20的数据更换电极帽并且将电极帽31、32、33、34的由焊接机器人20接收的电极帽放在预备单元30中、尤其预备单元30的为此设置的仓库中。由此能够以后重新使用存放的电极帽。在此，“更换”不仅意味着已经将电极帽31、32、33、34之一装配在焊接机器人20上的情况，而且也意味着还没有将电极帽31、32、33、34装配在焊接机器人20上的情况。在所述帽更换单元40更换电极帽之后，所述焊接机器人20行进到其焊点位置中并且选择焊接控制器10上的点，该点在该时刻借助装配在焊接工具21上的电极帽进行焊接。

所述点借助于焊接控制器10的控制进行焊接。在此，焊接控制器10更新所属的工具参数数据组11、12中的磨损实际值。

焊接控制器10检测是否满足对于铣削所述装配在焊接工具21上的电极帽31、32、33、34的要求。如果满足对于铣削的要求，那么磨损计数器15就大于相应装配的电极帽31、32、33、34的最大允许的磨损。否则的话，该磨损计数器15就小于或者等于相应装配的电极帽31、32、33、34的最大允许的磨损。

如果满足对于铣削所述例如装配在焊接工具21上的电极帽31的要求，那么焊接控制器10就将这种铣削要求传输到焊接机器人20上。焊接机器人20再将这种要求传输到帽交换单元40上，用帽铣削单元50对装配好的电极帽31进行铣削并且对焊接控制器10上的要求作出反应。所述帽交换单元40取下焊接工具21的当前装配的电极帽31并且将拆卸的电极帽31放到预备单元30中为其设置的工作位置中。随后，焊接机器人20获得下一个选择的焊点4的电极帽、例如来自预备单元30中电极帽的工作位置的电极帽32并且将其安置在焊接工具21上。

如果相应的电极帽31、32、33、34达到了最大铣削步骤的数量，也就是不能再用帽铣削单元50进行铣削，那么取而代之需要更换电极帽。这种状态也告知焊接机器人20。该焊接机器人20同样将该信息传输到帽更换单元40上。在帽更换单元40中，将新选择的电极帽从其在焊接机器人20上的工作位置中去除并且将新的电极帽从预备单元30置入帽更换单元40的工作位置中。如上面在铣削中所描述的一样，更换新的电极帽。

由此，焊接机器人20能够根据来自装置2的焊接任务取得所需要的电极帽31、32、33、34或者再保存在那里。焊接机器人20应该拿取的电极帽31、32、33、34的信息通过焊接控制器10的工具参数数据组11、12进行控制。因此，不扔掉电极帽31、32、33、34的从装置2中获取的电极帽，而是再保存在装置2中。如果必须更新帽，那么该帽通过帽更换单元40更新，该帽更换单元作为具有连接到预备单元30上的接口的中央更换器。电极帽31、32、33、34的新的电极帽也就来自由所述装置2包括的仓库。

能够如下进行来自装置2的电极帽31、32、33、34之一的铣削。焊接机器人20连同电极帽31、32、33、34的有待铣削的电极帽行进到相应的帽铣削单元50中，该帽铣削单元根据有待铣削的电极帽的直径进行确定并且在铣削之后将电极帽放入装置2中、更确切地说放入预备单元30中。

图8非常示意性地示出了具有装置6的焊接设备5。根据第二实施例的焊接设备5非常类似于按第一实施例的焊接设备1地进行构造。此外，按第二实施例的装置6非常类似于按第一实施例的装置2地进行构造。然而，按第二实施例的装置6与按第一实施例的装置2之间的区别在于，所述装置6除了单元30、40、50之外还具有操作机器人60。

所述操作机器人60能够额外地尤其并行于焊接机器人20地完成任务。该操作机器人60尤其能够铣削电极帽31到36或者为了进行铣削而带到相应的帽铣削单元50上并且/或者更换装置6中的电极帽31到36和/或将所需的电极帽31到36输送焊接机器人20。

由此，焊接机器人20必须在焊接设备5中根据本实施例完成比在按第一实施例的焊接设备1中焊接机器人20完成的更少的任务。由此在时间上对焊接设备5中的焊接机器人20进行卸载。由此能够相对于焊接设备1提高焊接设备5的生产率并且由此提高上一级的生产设备的生产率。

在其他方面，按本实施例的焊接设备5以和按第一实施例的焊接设备1一样的方式进行构造。

焊接设备1、5、装置2、6以及焊接方法的所有前面所描述的设计方案能够单个地或者以所有可能的组合进行使用。尤其能够任意组合前面所描述的实施例的所有特征和/或功能。额外地能够考虑尤其下面的修改方案。

在附图中所示的构件是示意性示出的，并且能够在精确的设计方案中不同于附图中所示的形式，只要确保其前面所描述的功能。

所述预备单元30和帽铣削单元50能够根据需要按比例决定。因此，预备单元30的帽仓库的数量取决于所需要的帽表面的数量并且由此取决于焊接任务的带宽。此外，帽铣削单元50的数量取决于所需的帽表面的数量并且由此取决于焊接任务的带宽。根据所需要的帽表面例如能够设置帽铣削单元50。然而也能够仅仅分别存在预备单元30的帽仓库和帽铣削单元50。

此外，所述装置2能够具有控制传感器，用该控制传感器能够控制或者检测所述装置的整个功能和/或各个功能。所述控制传感器尤其能够装配在传感器板上。该控制传感器尤其能够布置在帽更换单元40上。

所述装置2的功能能够以使用者表面形式的使用者界面上例如屏幕上示出。根据需要，所述装置2要么能够由使用者界面控制并且/或者由焊接控制器进行控制。

所述装置2的功能也能够至少部分地以软件执行。

Claims

1.用于更换焊接设备（1；5）的电极帽（31、32、33、34、36）的装置（2；6），具有至少一个预备单元（30）和帽更换单元（40），所述预备单元用于预备在用所述焊接设备（1；5）进行焊接时所需的电极帽（31、32、33、34），所述帽更换单元用于将装配在焊接工具（21）上的电极帽（31、32、33、34、36）与所述预备单元（50）中所预备的其他电极帽（31、32、33、34）互换，其中所述帽更换单元（40）设计用于将由所述焊接工具（21）拆卸的电极帽（31、32、33、34）布置在所述预备单元（30）中。

2.按权利要求1所述的装置（2；6），还具有处理机器人（60），所述处理机器人用于将在所述预备单元（30）中所预备的电极帽（31、32、33、34）输送给焊接机器人（20），在所述焊接机器人上装配所述焊接工具（21）。

3.按权利要求2所述的装置（2；6），其中所述处理机器人（60）还设计用于进行铣削或者引导到相应的帽铣削单元（50）处。

4.按上述权利要求中任一项所述的装置（2；6），还具有至少一个帽铣削单元（50），所述帽铣削单元用于将电极帽（31、32、33、34）铣削到在由所述焊接设备（1；5）实施的焊接过程中所需的尺寸。

5.按权利要求4所述的装置（2；6），其中所述帽铣削单元（50）设计用于，当所述电极帽（31、32、33、34）的磨损超过允许值并且没有超过最大铣削步骤的数量时，对电极帽（31、32、33、34）进行铣削。

6.按上述权利要求中任一项所述的装置（2；6），其中如此设计所述帽更换单元（40），使得其在所述电极帽（31、32、33、34）的磨损超过允许值并且超过最大铣削步骤的数量时，将装配在所述焊接工具（21）上的电极帽（31、32、33、34）与在所述预备单元（30）中所预备的其他电极帽（31、32、33、34）互换。

7.焊接设备（1；5），具有焊接控制器（10）和按上述权利要求中任一项所述的装置（2；6），所述焊接控制器用于控制对构件（3）进行焊接的焊接工具（21）。

8.按权利要求7所述的焊接设备（1；5），还具有焊接机器人（20），在所述焊接机器人上布置所述焊接工具（21）。

9.按权利要求7或8所述的焊接设备（1；5），其中所述焊接控制器（10）设计用于存取工具参数数据组（11、12），从而向所述焊接机器人（21）传输用于所述焊接工具（21）的电极帽（31、32、33、34）的数据，所述数据在用所述焊接工具（21）进行的下个焊接过程中被需要。

10.用于在焊接设备（1；5）中对构件（3）进行焊接的焊接方法，其中由焊接控制器（10）控制焊接工具（21），其中使用一种装置（2；6），所述装置包括至少一个预备单元（30）和帽更换单元（40），所述预备单元用于预备在所述焊接设备（1；5）中进行焊接时所需的电极帽（31、32、33、34），所述帽更换单元用于将装配在焊接工具（21）上的电极帽（31、32、33、34）与所述预备单元（30）中所预备的其他电极帽（31、32、33、34）互换，并且其中所述帽更换单元（40）将由所述焊接工具（21）拆卸的电极帽（31、32、33、34）布置在所述预备单元（30）中。