DE3222397A1 - Spot-welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Punktschweißen Device for spot welding
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Punktschweißen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for spot welding according to the Preamble of claim 1.
Derartige Vorrichtungen sind in Form von Schweißrobotern bekannt, welche einen oder mehrere die Bewegung der Schweißzange bewerkstelligende Arbeitszylinder aufweisen. Die Druckbeaufschlagung der letzteren wird von digitalen Rechnern gemäß vorher erstellten Programmen durchgeführt. Derartige Schweißroboter sind sehr teuer und werden daher nur in der Großserienfertigung verwendet, z. B. beim Zusammenschweißen der Karosserien von Personenkraftwagen. In der Kleinserienfertigung finden dagegen nach wie vor von Hand bewegte Slchweißzangen Verwendung.Such devices are known in the form of welding robots, which have one or more working cylinders that bring about the movement of the welding gun exhibit. The pressurization of the latter is carried out by digital computers according to programs created beforehand. Such welding robots are very expensive and are therefore only used in large-scale production, e.g. B. when welding together of the bodies of passenger cars. In contrast, in small series production still manually moved welding tongs use.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Vorrichtung zum Punktschweißen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß bei verglichen mit den Schweißrobotern geringem apparativem Aufwand eine Mehrzahl von Schweißpunkten nacheinander automatisch angefahren wird.The present invention aims to provide an apparatus for spot welding be developed according to the preamble of claim 1 so that compared with with the welding robots a majority with little expenditure on equipment is automatically approached one after the other by welding points.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Punktschweißvorrichtung gemäß Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved by a spot welding device according to claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Punktschweißvorrichtung dient eine einfache Lochplatte als Programmträger. Da die Lochplatte direkt mit der Schweißzange bewegt wird, entspricht der Abstand der Löcher eines Lochjatzes direkt dem Abstand aufeinanderfolgender Punktschweißungen. Die Programmierung der Lochplatte kann somit auch von einfachen Mechanikern leicht gemäß dem gewünschten Schweißpunktmuster vorgenommen werden.In the case of the spot welding device according to the invention, a simple one is used Perforated plate as a program carrier. Because the perforated plate moves directly with the welding gun the distance between the holes of a Lochjatzes corresponds directly to the distance between successive ones Spot welds. The programming of the perforated plate can therefore also be done by simple Mechanics can easily be made according to the desired spot weld pattern.
Die erfindungsgemäße Punktschweißvorrichtung ist auch mechanisßh sehr einfach aufgebaut, so daß auch bezüglich der Wartung und Umrüstung keine besonderen Kenntnisse vom Bedienungspersonal verlangt werden.The spot welding device of the invention is also very mechanical simply constructed, so that there are no special ones in terms of maintenance and retrofitting either Knowledge of the operating personnel is required.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims specified.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird es möglich, ohne Umrüsten eTne Mehrzahl unterschiedlicher Punktschweißmuster zu erzeugen.With the development of the invention according to claim 4, it is possible eTne can produce a large number of different spot welding patterns without retooling.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf eine besonders gute Reproduzierbarkeit der Positionierung der Schweißzange von Vorteil.The development of the invention according to claim 7 is with regard to a particularly good reproducibility of the positioning the welding gun advantageous.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird ein automatisches Zurückfahren der Schweißzange in eine wohldefinierte Ausgangslage gewährleistet.With the development of the invention according to claim 10, an automatic Moving the welding gun back into a well-defined starting position is guaranteed.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ermöglicht das Zählen der durchlaufenen Arbeitszyklen ohne Herstellen einer mechanischen Verbindung zwischen Zähler und Schweißzange.The development of the invention according to claim 13 enables counting of the work cycles run through without establishing a mechanical connection between Counter and welding gun.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine seitliche Ansicht der mechanischen Teile einer Punktschweißvorrichtung mit automatischer Vorschubsteuerung; und Fig. 2 ein Schaltbild der Druckmittel steuerung für die Punktschweißvorrichtung nach Fig. 1.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawing. In this show: Figure 1 is a side view of the mechanical parts of a spot welding device with automatic feed control; and Fig. 2 is a circuit diagram of the pressure medium control for the spot welding device according to FIG. 1.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Grundplatte einer Punktschweißvorrichtung bezeichnet. An ihr ist über Ständer 12, 14 ein doppelt wirkender Vorschubzylinder 16 befestigt. Dessen Kolbenstange 18 trägt eine Schweißzange 20 mit einer feststehenden unteren Schweißelektrode 22 und einer beweglichen oberen Schweißelektrode 24, die über ein Isolierstück 26 auf der Kolbenstange 28 eines doppelt wirkenden Zangen-Schließzylinders 30 befestigt ist. Die verschiedenen Druckmittelleitungen zu den beiden Zylindern und die elektrischen Zuführungen zu den Schweißelektroden sind der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen.In Fig. 1, 10 is a base plate of a spot welding device designated. A double-acting feed cylinder is attached to it via stands 12, 14 16 attached. Its piston rod 18 carries a welding gun 20 with a stationary one lower welding electrode 22 and a movable upper welding electrode 24, the Via an insulating piece 26 on the piston rod 28 of a double-acting pincer lock cylinder 30th is attached. The various hydraulic lines to the two cylinders and the electrical leads to the welding electrodes are for better clarity omitted for the sake of
Am unteren Ende der Schweißzange 20 ist eine Lochplatte 32 parallel zur Bewegungsrichtung des Vorschubzylinders 16 verlaufend angeschraubt. Die Lochplatte 32 hat zwei Lochsätze 34, 36, welche in Bewegungsrichtung gesehen unter transversalem Abstand angeordnet sind. Die Lochsätze 34, 36 unterscheiden sich beim hier wiedergegebenen Ausführungsbeispiel durch den Abstand, unter welchem die einzelnen Löcher aufeinander folgen. Es versteht sich, daß man die Löcher nicht unter regelmäßigem Abstand vorzusehen braucht, vielmehr auch in völlig beliebiger Anordnung durch die Lochplatte 32 hindurchbohren kann.At the lower end of the welding gun 20, a perforated plate 32 is parallel to the direction of movement of the feed cylinder 16 is screwed on. The perforated plate 32 has two sets of holes 34, 36, which seen in the direction of movement under transversal Are arranged spaced. The sets of holes 34, 36 differ in the one reproduced here Embodiment by the distance at which the individual holes on top of each other follow. It goes without saying that the holes should not be provided at regular intervals needs, rather, drill through the perforated plate 32 in any arrangement whatsoever can.
Von der Grundplatte 10 ist ein Detektorträger 38 so getragen, daß er mit zwei bei seinem oberen Ende vorgesehenen Schenkeln 40, 42 die Lochplatte 32 gabelähnlich unter Spiel übergreift.From the base plate 10, a detector support 38 is carried so that he with two legs 40, 42 provided at its upper end, the perforated plate 32 like a fork overlaps under game.
Der in der Zeichnung vorne liegende Schenkel 40 trägt zwei Kollektordüsen 44, 46, die fluchtend mit zwei von Schenkel 42 getragenen Emitterdüsen (nicht gezeigt) angeordnet sind, so daß man zwei "Luftschranken" erhält, die mit der Bahn des Lochsatzes 34 bzw. des Lochsatzes 36 fluchten. Ober in Fig. 1 nicht gezeigte Schläuche sind die Emitterdüsen und Kollektordüsen mit einer Steueremnheit verbunden, die unter Bezugnahme auf Fig. 2 später genauer beschrieben wird.The leg 40 at the front in the drawing carries two collector nozzles 44, 46, which are in alignment with two emitter nozzles carried by leg 42 (not shown) are arranged so that two "air barriers" are obtained, which are aligned with the path of the hole set 34 or the set of holes 36 are aligned. Above in Fig. 1 are hoses not shown the emitter nozzles and collector nozzles connected to a control unit, which is below reference on Fig. 2 will be described in more detail later.
Auf der von der Kolbenstange 18 abliegenden Seite ist die Schweißzange 20 mit einer Zahnstange 48 verbunden, welche auf ihrer Oberseite mit dreieckigen Querschnitt aufweisenden Positioniernuten 50 versehen ist. Mit den letzteren arbeitet ein Positionierzapfen 52 mit dreieckiger Spitze zusammen, der in einem Positionierblock 5 vertikal verschiebbar geführt ist und durch einen einfach wirkenden, in die eingefahrene Stellung vorgespannten Positionierzylinder 56 eingerückt werden kann, der auf der Oberseite des Positionierblockes 54 angeordnet ist.Letztrer ist ferner mit einer Führungsöffnung 58 versehen, durch welche sich die Zahnstange 48 hindurch erstreckt und deren in der Zeichnung unten liegende Begrenzungsfläche die Zahnstange 48 gegenüber dem Positionierzapfen 52 abstützt.The welding gun is on the side facing away from the piston rod 18 20 connected to a rack 48, which on its top with triangular Cross-section having positioning grooves 50 is provided. Works with the latter a positioning pin 52 with a triangular tip together, which is in a positioning block 5 is guided vertically displaceable and by a single-acting, retracted into the Position biased positioning cylinder 56 can be engaged on the Upper side of the positioning block 54 is arranged.Letztrer is also with a Guide opening 58 is provided through which the rack 48 extends and its boundary surface, which is at the bottom in the drawing, opposite the toothed rack 48 the positioning pin 52 is supported.
In Fig. 2 erkennt man wieder den Vorschubzylinder 16 und den Positionierzylinder 56. Die Druckmittelbeaufschlagung des doppelt wirkenden Vorschubzylinders 16 erfolgt über ein 5/4-Servoventil 60, die Druckmittelbeaufschlagung des einfach wirkenden Positionierzylinders 56 über ein 3/2-Servoventil 62.In Fig. 2 you can see the feed cylinder 16 and the positioning cylinder 56. The pressure medium is applied to the double-acting feed cylinder 16 Via a 5/4 servo valve 60, the pressure medium is applied to the single-acting Positioning cylinder 56 via a 3/2 servo valve 62.
Bei diesen Ventilen ist jeweils eineeingangsseitig mit ihnen verbundene Druckleitung durch einen kleinen Kreis mit innenliegendem Punkt wiedergegeben, während Niederdruck- bzw.In these valves, one is connected to the inlet side Pressure line represented by a small circle with an internal point, while Low pressure resp.
Abluftleitungen als einfache kurze Striche angedeutet sind.Exhaust ducts are indicated as simple short lines.
Man erkennt ferner die beiden Kollektordüsen 44, 46 und zugeordnete Emitterdüsen 64, 66.The two collector nozzles 44, 46 and associated ones can also be seen Emitter nozzles 64, 66.
Zur Vorsteuerung des Servoventiles 60 dienen zwei weitere 3/2-Servoventile 68, 70, während die Vorsteuerung des Servoventiles 62 zwei Servoventile 72 und 74 besorgen.Two further 3/2-way servo valves are used to pilot the servo valve 60 68, 70, while the pilot control of the servo valve 62 has two servo valves 72 and 74 obtain.
Die Vorsteuerung des Servoventiles 70 über das Servoventil 68 erfolgt vom Arbeitsausgang eines weiteren 3/2-Servoventiles 76 her, dessen Servoeinang über ein Wechselventil 78 mit den durch Verstärker 80, 82 verstärkten Ausgangssignalen der Luftschranken 44, 64 bzw. 46, 66 beaufschlagt ist.The servo valve 70 is piloted via the servo valve 68 from the work output of a further 3/2-way servo valve 76, the servo input via a shuttle valve 78 with the output signals amplified by amplifiers 80, 82 the air barriers 44, 64 or 46, 66 is acted upon.
Weitere 3/2-Servoventile 84, 86 dienen der Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung der Luftsthranken 44, 64 bzw. 46, 66, wobei ein 3/3-Umschaltventil 88 vorgesehen ist, um eine der beiden Luftschranken 44, 64 bzw. 46, 66 zu aktivieren und damit den vorschub gemäß dem Lochsatz 34 oder dem Lochsatz 36 zu steuern. Eine einstellbare Drossel 90 dient zur Vorgabe des Speise-Luftstromes für die beiden Luftschranken.Further 3/2-way servo valves 84, 86 are used to control the application of pressure medium of the air tanks 44, 64 or 46, 66, with a 3/3 switchover valve 88 being provided is to activate one of the two air barriers 44, 64 or 46, 66 and thus to control the feed according to the hole set 34 or the hole set 36. An adjustable one Throttle 90 is used to specify the feed air flow for the two air barriers.
Zwei Impulsventile dienen zum Steuern der Bewegung des Vorschubzylinders in seine Endlage, wobei das Impulsventil 96 direkt durch ein Startventil 98 geschaltet wird, während das Ausgangssignal des Startventiles 98 über eine Drossel 100 und einen Druckspeicher 102 sowie ein weiteres 3/2-Servoventil 104 verzögert auf das Impulsventil 94 gegeben wird. Über die Drossel 100 ist ein in Richtung vom Druckspeicher weg öffnendes Rückschlagventil 106 geschaltet.Two pulse valves are used to control the movement of the feed cylinder into its end position, the pulse valve 96 being switched directly by a start valve 98 is, while the output signal of the start valve 98 via a throttle 100 and a pressure accumulator 102 and a further 3/2 servo valve 104 delayed to the Impulse valve 94 is given. About the throttle 100 is a in the direction of the pressure accumulator path opening check valve 106 switched.
Ein ähnliches Verzögerungsglied, bestehend aus einer Drossel 108, einem Rückschlagventil 110 und einem Druckspeicher 112, ist dem Steuereingang des Servoventiles 74 vorgeschaltet.A similar delay element, consisting of a throttle 108, a check valve 110 and a pressure accumulator 112 is the control input of the Servovalves 74 connected upstream.
Das Zurückstellen der Impulsventile 94, 96 erfolgt durch einen pneumatischen Endschalter, welcher als nockenbetätigtes 3/2-Ventil 114 ausgebildet ist. Letzteres wird von der Lochplatte 32 oder einem mit dieser bewegten Maschinenteil betätigt, wenn die Lochplatte 32 ihre letzte Position erreicht hat.The pulse valves 94, 96 are reset by a pneumatic one Limit switch, which is designed as a cam-operated 3/2 valve 114. The latter is actuated by the perforated plate 32 or a machine part moved with it, when the perforated plate 32 has reached its last position.
Um auch ein manuelles Anhalten des Vorschubzylinders 16 zu ermöglichen, ist ein 3/2-Stoppventil 116 vorgesehen, dessen Ausgangssignal über ein Wechselventil 118 mit dem Ausgangssignal des Ventiles 114 zusammengefaßt wird.In order to enable the feed cylinder 16 to be stopped manually, a 3/2 stop valve 116 is provided, the output signal of which is via a shuttle valve 118 is combined with the output signal of valve 114.
An die Ausgangsleitung des Ventiles 114 ist ferner ein auf Druckimpulse ansprechender Zähler 120 angeschlossen, an welchem so die Gesamtanzahl durchgeführter Schweißzyklen abgelesen werden kann.On the output line of the valve 114 there is also a pressure pulse responsive counter 120 connected to which so the total number of performed Welding cycles can be read.
Zu Beginn eines Arbeitszyklus' nehmen die verschiedenen Ventile die in der Zeichnung wiedergegebene Stellung ein. Wird der Startshafter 98 gedrückt, so wird das Impulsventil 96 in der Zeichnung nach rechts gestellt, wodurch das Servoventil 60 in diejenige Arbeitsstellung geschaltet wird, in welcher der rechte Arbeitsraum mit Druck beaufschlag tist. Der Vorschubzylinder 16 kehrt nun in seine Ausgangsstellung zurück.At the beginning of a work cycle, the various valves take the position shown in the drawing. If the start button 98 is pressed, so the pulse valve 96 is set to the right in the drawing, whereby the servo valve 60 is switched to the working position in which the right working area pressurized tist. The feed cylinder 16 now returns back to its original position.
Durch das Impulsventil 96 wird zugleich über die Servoventile 84 und 86 die Druckbeaufschlagung der durch Einstellen des Umschaltventiles 88 ausgewählten der Emitterdüsen 64, 66 gestartet.By the pulse valve 96 is at the same time via the servo valves 84 and 86 the pressurization of the selected by setting the switching valve 88 of the emitter nozzles 64, 66 started.
Nach Ablauf der'durch die Bemessung der Drossel 100 und des Druckspeichers 102 vorgegebenen Zeitspanne wird auch das Impulsventil 94 in der Zeichnung nach rechts geschaltet, so daß nunmehr das Umschaltventil 60 auch von rechts mit Druck beaufschlagt ist, wobei durch die Größe der Druck-Angriffsflä chen gewährleistet ist, daß sich der Schieber des Servoventiles 60 nun in der Zeichnung nach links bewegt, so daß nun der links gelegene Arbeitsraum des Vorschubzylinders 16 mit Druck beaufschlagt wird. Die Kolbenstange 18 wird nun ausgefahren und bewegt dieSchweißzange 20 und die hiermit fest verbundene Lochplatte 32.After the 'through the dimensioning of the throttle 100 and the pressure accumulator 102 predetermined period of time is also the pulse valve 94 in the drawing switched to the right, so that now the switching valve 60 is also pressurized from the right is acted upon, being guaranteed by the size of the pressure attack surfaces is that the slide of the servo valve 60 is now in the drawing to the left moved so that now the left working space of the feed cylinder 16 with pressure is applied. The piston rod 18 is now extended and moves the welding gun 20 and the perforated plate 32 firmly connected to it.
Sowie eines der Löcher des über das Umschaltventil 88 ausgesuchten Lochsatzes mit der zugeordneten der Luftschranken 44, 64 bzw. 46, 66 fluchtet, wird das Servoventil 76 durchgeschaltet, so daß über das zu diesem Zeitpunkt in Durchlaßstellung stehende Servoventil 68 das Servoventil 70 in die in der Zeichnung rechte Sperr- und Entluftungsstellung bewegt wird. Gleichzeitig wird über das auf Durchlaß stehende Servoventil 72 das Servoventil 62 in die Durchlaßstellung geschaltet, so daß der Positionierzylinder 56 den Positionierzapfen 52 in Eingriff mit der gerade fluchtenden Positioniernut 50 der Zahnstange 48 brnot. Hierbei kann die Zahnstange 48 und die mit ihr verbundene Schweißzange 20 noch geringfügig in die richtige Stellung bewegt werden, da in einer nicht stabilen mittleren dritten Arbeitsstelluna des Servoventiles 60 die beiden Arbeitsräume des Vorschubzylinders 16 miteinander verbunden sind.As well as one of the holes of the selected via the switching valve 88 Hole set is aligned with the associated air barriers 44, 64 and 46, 66 the servo valve 76 is switched through, so that it is in the open position at this point in time standing servo valve 68, the servo valve 70 in the right in the drawing locking and vent position is moved. At the same time, the standing on the passage Servo valve 72, the servo valve 62 switched to the open position, so that the Positioning cylinder 56 the positioning pin 52 in engagement with the just aligned positioning groove 50 of the rack 48 brnot. Here the Rack 48 and the welding tongs 20 connected to it still slightly in the correct position because in an unstable middle third work position of the servo valve 60, the two working spaces of the feed cylinder 16 with one another are connected.
Nach Ablauf einer durch die Bemessung der Drossel 108 und des Druckspeichers 112 vorgegebenen Zeitspanne wird dann das Servoventil 72 in die Sperr- und Entlüftungsstellung bewegt, ebenso das Servoventil 68. Damit wird die Druckbeaufschlagung des Positionierzylinders 56 unterbrochen und die Druckmittelzufuhr zum rechten Servozylinder des Servoventiles 60 wiederhergestellt, so daß der Vorschubzylinder 16 wieder seine Vorschubbewegung aufnimmt,bis das nächste der Löcher des ausgewählten Lochsatzes an der gerade aktivierten der Luftschranken ankommt. Der oben beschriebene Unterzykltis wiederholt sich dann entsprechend. Es versteht sich, daß innerhalb derjenigen Zeitspanne, in welcher der Vorschubzylinder 16 jeweils stillsteht, der Schweißzangen-Schließzylinder 30 mit Druck beaufschlagt wird und jeweils eine Punktschweißung durchgeführt wird. Das entsprechende Steuersignal kann z. B. vom Steuersignal für das Servoventil 62 abgeleitet sein, wobei man ein gesondertes Zeitglied für die Beendigung der Druckbeaufschlagung des Schweißzangen-Schließzylinders 30 vorsieht, dessen Zeitkonstante kleiner ist als die durch dwe Drossel 108 und den Druckspeicher 112 vorgegebene, so daß gewährleistet ist, daß die Schweißung beendet ist, bevor der Vorschubzylinder 16 wieder anläuft.After a through the dimensioning of the throttle 108 and the pressure accumulator 112 predetermined period of time, the servo valve 72 is then in the blocking and venting position moves, as does the servo valve 68. This is used to apply pressure to the positioning cylinder 56 interrupted and the pressure medium supply to the right servo cylinder of the servo valve 60 restored, so that the feed cylinder 16 resumes its feed movement picks up until the next of the holes of the selected hole set is next to the one just activated the air barriers arrives. The sub-cycle described above then repeats itself corresponding. It goes without saying that within the period in which the feed cylinder 16 is at a standstill, the welding gun locking cylinder 30 is pressurized and a spot weld is carried out in each case. The corresponding control signal can, for. B. from the control signal for the servo valve 62 be derived, with a separate timer for the termination of pressurization of the welding gun lock cylinder 30, the time constant of which is smaller than that through dwe choke 108 and the pressure accumulator 112 specified, so that it is ensured that the weld is finished before the feed cylinder 16 starts up again.
Erreicht die Lochplatte 32 die letzte Position, so wird das Ventil 114 betätigt, die beiden Impulsventile 94 und 96 werden wieder in die in der Zeichnung wiedergegebene Stellung zurückgestellt,und der Zähler 120 zählt um 1 weiter.When the perforated plate 32 reaches the last position, the valve 114 actuated, the two pulse valves 94 and 96 are again in the ones in the drawing position shown is reset, and the counter 120 counts by 1.
Es versteht sich, daß man anstelle der in Durchlaß arbeitenden Luftschranken auch Staudüsen-Anordnungen oder andere in Reflexion arbeitende Stellungsgeber verwenden kann, wobei man dann die Löcher in der Lochplatte 32 nicht als Durchgangslöcher, sondern als Sackbohrungen ausbildet.It goes without saying that instead of the air barriers working in passage also use storage nozzle arrangements or other position transducers that work in reflection can, in which case the holes in the perforated plate 32 are not used as through holes, but forms as blind holes.
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Claims (13)
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Publications (2)
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- 1982-06-15 DE DE19823222397 patent/DE3222397A1/en active Granted
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |