DE3522015C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißzange, insbesondere zur Verwendung an Industrierobotern gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Schweißzangen dieser Art sind nach der DE-AS 13 03 168, FR-PS 24 59 105 und US-PS 31 36 879 bekannt und dienen dazu, Bleche miteinander punkt­ verschweißen zu können. Ein auf die Blechlagen zentrisches, d. h. immer neutral gestelltes Heranfahren des Schweißzangenmaules ist dabei aus zwei Gründen wünschenswert, nämlich Verhinderung von Verformungen der Blech­ lagen an der jeweiligen Schweißstelle und Vereinfachung der Bewegungs­ programmierung für den Roboter, der die Schweißzange trägt.

Wenn das von den Elektroden gebildete Zangenmaul nämlich nicht mit seiner Mitte (Neutralstellung) an die jeweilige Schweißstelle gelangt, so kann dies zum Anstoßen der einen oder anderen Elektrode seitlich an die Blech­ lagen führen, aber auch zu beachtlichen Schlägen am Blech und zu dessen Verformung, wenn das Zangenmaul zwar die beiden zu verschweißenden Blech­ lagen erfaßt hat, zu diesen aber nicht mittig herangeführt wurde. Eine Abfederung des Betätigungszylinders bzw. der Zange, wie sie bei den vor­ bekannten Zangen vorgesehen ist, hilft hier deshalb nicht weiter, beil bspw. während der Schweißvorgänge längs einer Autokarosserie, einer Auto­ tür od. dgl. die Schweißzange unterschiedliche Stellungen einnimmt, wobei die Federung unterschiedlich von der Zange belastet wird, und praktisch nie eine Neutralstellung gegeben ist.

Der Erfindung liegt demgemäß, ausgehend von der Schweißzange nach der DE-AS 13 03 168, die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schweißzange da­ hingehend zu verbessern, daß sie selbsttätig in jeder Stellung auch unter Berücksichtigung ihres Gegengewichtes zum Zangenhalter eine mittige bzw. Neutralstellung einnehmen und beim Lösen der Elektroden auch die Fest­ elektrode entsprechend weit von der anderen vom Werkstück abgestellt werden soll.

Diese Aufgabe ist mit einer Schweißzange der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Die Federelemente, welche Druckfedern aber auch kleine Pneumatik­ zylinder sein können, halten die Anschlagstößel mit einer Kraft in ihrer definierten Endstellung am Spalt bzw. am Anschlagfortsatz des Zylinders, die dem Gewicht der ganzen Zangeneinheit entspricht, stehen aber mit diesem Fortsatz nicht in fester Verbindung, was wesentlich ist. Bestünde nämlich eine solche feste Verbindung und wären keine Neutralstellungsanschläge an den Anschlagstößeln vor­ handen, so würde in ungünstigen Stellungen der Zange das eine Feder­ element belastet und das andere entlastet und damit zusätzlich auf den Fortsatz drücken. Ein Verlassen der Neutralstellung wäre also die Folge.

Da bei der erfindungsgemäßen Lösung einerseits die Federelemente eine dem Zangengewicht entsprechende Kraft haben, diese sich aber andererseits nicht über die Neutralstellung hinaus wegen der Neu­ tralstellungsanschläge auswirken kann, ist die Neutralstellung der Zange in jeder Stellung gewährleistet, die es aber auch möglich macht, den zurückzulegenden Weg längs bspw. eines Karosserieteiles genau zu programmieren, da das Schließen des Zangenmaules zwecks Punktschweißanlage immer aus der Neutralstellung heraus erfolgt. Um zu gewährleisten, daß beim Öffnen der Elektroden auch die "Fest­ elektrode" sich vom Werkstück genauso weit wie die andere ent­ fernt, ist an der Zange ein Hubbegrenzer vorgesehen und für die not­ wendige Relativbewegung des Zylinders zum Halter ist zwischen die­ sen eine Schlittenführung bspw. in Form von teleskopartig ausfahr­ baren Schiebeleisten angeordnet.

Die erfindungsgemäße Schweißzange wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei die

Fig. 1-3 verschiedene Stellungen der Schweißzangen verdeutlichen.

Nicht dargestellt ist der Roboterarm, an dem die Schweißzange mit ihrem Halter 3 und dessen Anschlußfläche 24 befestigt ist. Wie aus den Fig. 1-3 erkennbar, besteht die Schweißzange aus einem pneumatischen Betätigungszylinder 2 mit einer daran und koaxial zur Zylinderachse 1 angeordneten Festelektrode 14′ und einer vom Zylinder gegen diese beweglichen Elektrode 14, wobei der Zy­ linder parallel verschieblich unter Zwischenschaltung elastischer Elemente am Halter 3 gelagert ist. Wie ferner er­ kennbar, sind parallel zur Längsachse 1 des Zylinders 2 am Halter 3 den Nullstellungsspalt 4 beidseitig begrenzende, verschiebliche Anschlagstößel 5, 6 mit diese in die Nullstellung drückenden elastischen Elementen 7 und mit Nullstellungsanschlägen 8 ange­ ordnet. Am Zylinder 2 sitzt ein Fortsatz 9, der in den Spalt 4 eingreift. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die elastischen Elemente 7 als Druckfedern 7′ ausgebildet und diese sind zwischen den Schenkeln 10 des u-förmig ausgebildeten Halters 3 und den den Spalt 4 begrenzenden Federanschlägen 11 verspannt angeordnet. Ferner ist am Halter 3 der einstellbare Hubbegrenzer 12 vorgese­ hen, während am Ende der Kolbenstange 13, die die bewegliche Elek­ trode 14 trägt, der Hubbegrenzungsanschlag 15 fluchtend zum Hubbegrenzer 12 sitzt. Der Hubbegrenzer 12 ist dabei in Form einer beide Schenkel 10 des Halters durchgreifenden und zu den Anschlagstößeln 5, 6 parallelen Stellstange 16 ausgebildet und mit einer Verstellhandhabe 17 am anschlagfernen Ende 18 versehen. Zwischen dem Betätigungszylinder 2 und dem Halter 3 ist eine Schlittenführung 19 angeordnet, so daß sich der ganze Zylinder 2 gegenüber dem Halter 3 bewegen kann.

Die Preßluftanschlüsse am Zylinder 2 für die Beaufschlagung des nicht dargestellten Kolbens von der einen oder anderen Seite, der die Bewegung der Kolbenstange 13 mit der beweglichen Elek­ trode 14 bewirkt, sind mit 22, 23 bezeichnet. Die Festelektrode 14′ sitzt am Ende eines fest mit dem Zylinder 2 verbundenen Bügels 20, und die punktzuverschweißenden beiden Blechlagen, die das Werkstück bilden, sind mit 21 bezeichnet.

Die Darstellung der Zange in Fig. 1 entspricht der sogenannten Null-Stellung der Zange, die der Fig. 2 der mittigen Einstellung des Zangenmaules zu den zu verschweißenden Blechlamellen 21 und die der Fig. 3 der Anlage- bzw. Schweißstellung der beiden Elektro­ den an den Blechlagen 21.

Für die gewünschte mittige Einstellung der Festelektrode 14′ und der Elektrode 14 zum Werkstück wird zunächst die Stellstange 16 entsprechend eingestellt, bspw. so weit aus dem linken Schenkel 10 des Halters 3 hervorragend, daß sich eine Stellung gemäß Fig. 2 ergibt. Dies erfolgt unter Druckbeaufschlagung des Rückhub­ anschlusses 22, d. h. gegen den Rückhubdruck. Mit dieser einmalig mittigen Ausrichtung der Maulweite auf die beiden zu ver­ schweißenden Blechlamellen 21 wird die gesamte zu verschweißende Kontur vom entsprechend programmierten Roboter mit der Schweiß­ zange abgefahren. Für die Anlage der beiden Elektroden an die be­ treffende Punktschweißstelle wird nun der Preßluftanschluß 23 beaufschlagt, wobei sich der Druck sowohl auf den Kolben als auch den Zylinder auswirkt, d. h. das Ausfahren der Kolbenstange 13 ist gleichzeitig mit einem Anfahren der Festelektrode 14′ gegen die beiden Blechlamellen 21 verbunden. Die geschlossene Maul­ stellung (Anlage der Elektroden 14, 14′ an den Blechlamellen) entspricht der Neutralstellung des Zylinders 2 mit seinem Fortsatz 9 gemäß Fig. 3, da sich durch die Bewegung des Zylinders nach rechts auch die linke Feder 7′ entspannen und den Anschlagstößel 5 bis in diese, durch den linken Nullstellungsanschlag 8 begrenzt, bewegen konnte. Das Auseinanderfahren der Zange erfolgt durch Druckbeaufschlagung am Anschluß 22, wobei aber die Kolbenstange 13 nur bis zum Anschlag an den Hubbegrenzer 12 fahren kann. Da der Rückhubdruck weiter ansteht und dieser auch auf den verschieb­ lich gelagerten Zylinder wirkt, fährt auch die am Bügel 20 sitzende Festelektrode 14′ entsprechend weit von den punktverschweißten Blechlamellen 21 ab, und es wird wieder die Stellung gemäß Fig. 2 erreicht, in der die Schweißzange zur nächsten Schweißstelle wieder bei mittiger Ausrichtung des Maules auf die Blechlamellen 21 weiterfährt. Da die Federkraft der Federn 7′ auf das Gewicht der gesamten Zange abgestellt ist, spielt es bei diesem Gesamt­ vorgang keine Rolle, in welcher Lage sich die Schweißzange be­ findet, da der Zylinder 2 von den beiden Federn 7′ und den An­ schlagstößeln 5 immer in der Neutralstellung gehalten wird. Der Hubbegrenzer 12 sorgt also dafür, daß bei Rückstellung der Elek­ trode 14 ein Resthubweg entsprechender Länge verbleibt, der aber nicht mehr von der Kolbenstange 13 mit ihrem Kolben durchfahren werden kann, sondern vom Zylinder mit der Festelektrode 14′ in einer Bewegung nach links aufgezehrt wird, wobei sich die Festelektrode 14′ vom Werkstück entsprechend weit entfernt. Abge­ sehen davon, kann mit dem Hubbegrenzer 12 auch die Maulweite eingestellt werden, wobei der Zylinder elek­ trodenseitig durch einen Anschlag in seiner Beweglichkeit begrenzt sein muß.

Claims (2)

1. Schweißzange, insbesondere zur Verwendung an Industrierobotern, bestehend aus einem pneumatischen Betätigungszylinder mit einer daran und koaxial zur Zylinderachse angeordneten Festelektrode und einer von der elektrodenseitig mit Hubbegrenzeranschlag versehenen Kolben­ stange des Zylinders gegen diese bewegliche Elektrode, wobei der Zy­ linder parallel verschieblich unter Zwischenschaltung elastischer Ele­ mente an einem mit einstellbarem Hubbegrenzer versehenen Halter ge­ lagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich parallel zur Längsachse (1) des Betätigungszylinders (2) am Zangenhalter (3) verschiebliche Anschlagstößel (5, 6) befinden, deren elastische Elemente (7) einen Anschlagfort­ satz (9) des Zylinders (2) beim Schließen bzw. Öffnen der Elektro­ den (14, 14′) in eine Neutralstellung drücken, in welcher zwei einen Neutralstellungsspalt (4) begrenzende Federanschläge (11) der Anschlagstößel (5, 6) am Anschlagfortsatz (9) anliegen, und die Druckkraft jedes elastischen Elements (7) entsprechend dem Gewicht der am Halter (10) verschieblichen Zange derart bemessen ist, daß die Schweißzange lageunabhängig arbeiten kann.

2. Schweißzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (7) als Druckfedern (7′) ausgebildet und diese zwischen den Schenkeln (10) des u-förmig ausgebildeten Halters (3) und den den Spalt (4) begrenzenden Federanschlägen (11) verspannt angeordnet sind.