DE3629097A1 - Wechselwerkzeugvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselwerkzeugvorrichtung, insbesondere eine Roboter-Schweißzange fürs Widerstands­ schweißen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Bei den bekannten Robotern für das Widerstandsschweißen sind diese mit einer speziellen Schweißzange ausgerüstet. Jede Schweißzange ist mit Elektrodenarmen bestückt. Da verschiedene Schweißoperationen auszuführen sind, ist die Form der Elektrodenarme recht unterschiedlich, z.B. haken­ förmig, L-förmig, nahezu U-förmig oder auch geradlinig. Im Arbeitsbetrieb ist es jedoch üblich, daß ein Roboter Schweißbewegungen ausführen muß, die nur durch jeweils unterschiedliche Elektrodenarme ausführbar sind. Hierfür müssen die Elektrodenarme also ausgewechselt werden. Dies kann ein Roboter automatisch bewerkstelligen, wobei aller­ dings dieser Arbeitsschritt ein komplettes Auswechseln der Schweißzange mit den Elektrodenarmen verlangt. Hierbei ist zwischen dem Roboterarm und der Schweißzange ein spezielles und kompliziertes Wechselwerkzeug vorhanden.

Allerdings unterliegen die speziellen Schweißelektroden der Elektrodenarme im Laufe des Betriebes einer hohen elek­ trischen Strombelastung und infolgedessen werden sie hoch erhitzt und unterliegen demzufolge auch einem hohen Ver­ schleiß. Es ist somit zwingend erforderlich die Elektroden auszuwechseln, zumindest nachzuarbeiten, was gemäß einem festgelegtem Zeitprogramm durchführbar ist. Hieraus ergibt sich aber ein wesentlicher Nachteil, daß die Elektroden mit ihren Elektrodenarmen bzw. Armhaltern als auch den Schweiß­ zangen gemeinsam, d. h. als Einheit ausgewechselt werden müssen. Während des Auswechselns ist der Roboter stillge­ setzt. In der gesamten Fertigungslinie wird nicht produ­ ziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehenden Nachteil zu vermeiden und eine Vorrichtung sowie ein zuge­ höriges Verfahren anzugeben, die es gestatten, das Auswech­ seln der Elektrodenarme mit den zugehörigen Schweißelektro­ den einfacher und schnell auszuführen, wobei vorteilhaft während der Wartung der Elektrodenarme und der Schweiß­ elektrode der Roboter weiter arbeiten, in der Fertigungs­ linie weiter produziert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden hier er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1, in Seitenansicht, einen abgebrochen dargestell­ ten Roboterarm, die Schweißzange, das Wechselwerkzeug und die Elektrodenarme

Fig. 2, in Seitenansicht, die Darstellung gemäß Fig. 1, wobei jedoch die Schweißzange und die Elektrodenarme voneinander entkoppelt sind

Fig. 3, in Seitenansicht, eine der Fig. 2 entsprechen­ de Darstellung, jedoch in einer solchen Position des Roboterarmes (Roboterhand), die ein Auswechseln unter­ schiedlicher Elektrodenarme aus einem Elektrodenarm­ magazin leichter veranschaulicht, wobei alle Bauteile zu Fig. 3 gehören

Fig. 4, eine Draufsicht auf ein Elektrodenarm-Maga­ zin

Fig. 5, eine Seitenansicht zu Fig. 4, wobei zwei unter­ schiedliche Elektrodenarme in das Magazin eingeführt sind.

Gemäß Fig. 1 ist die abgebrochen dargestellte Roboter­ hand (10) über ein Zwischenstück (11), das vorteilhaft kein Wechselwerkzeug zu sein braucht, funktionell mit der Schweiß­ zange (12) verbunden, in der eine Leitung (13) für die Stromzufuhr und eine Zu- und Rückführleitung (14) für das Brenngas vorhanden sind. An der arbeitsseitigen Stirnseite schließt sich jeweils ein Wechselwerkzeug (15) bzw. (16) an und an diese die eigentlichen Elektrodenarme (17, 18), die die eigentlichen Schweißelektroden (17 a, 18 a) tragen. Wie ferner der Fig. 2 zu entnehmen, trägt das elektroden­ seitige Ende jeweils ein Kupplungsbauteil, insbesondere eine Kupplungshälfte (19, 21). Diese kann vorteilhaft eine spannbare Kegelkupplungshälfte sein mit entsprechendem Auf­ nahmeraum für ein anderes Kupplungsteil, das am zugehörigen Elektrodenarm (17) bzw. (18) vorhanden ist, vorzugsweise in Form einer Kegelkupplung (20, 22). Diese Kegelkupplung bildet mit zugehörigen Hälften (19, 20) eine Spannkupp­ lung, indem der zugehörige Kegelstumpf der Kupplungs­ hälfte (20, 22), vgl. Fig. 2, 3, in den Aufnahmeraum der anderen Kupplungshälften (19, 21) axial fest, wenn auch lösbar, einsetzbar ist. Es ist wesentlich, daß die jewei­ lige Stromleitung (13 a, 13 a) und die jeweilige Zu- und Rück­ leitung (14 a, 14 b) in der einen Kupplungshälfte bzw. die entsprechenden Bauteile (13 b, 14 b; 13 b, 14 b) in der anderen Kupplungshälfte (20) bzw. (22) durchgeführt sind, so daß die Wechselwerkzeuge (15, 16) nicht die Zu- bzw. Abfuhr der Betriebsstoffe für die Schweißelektroden (17 a, 18 a) be­ hindern.

Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß nunmehr lediglich die Elektrodenarme mit ihren Schweißelektroden ausgewechselt werden müssen, was wesentlich einfacher und baulich billiger ist als das komplette Auswechseln der Schweißzange mit zu­ gehörigen Elektrodenarmen, wobei die Ausbildung des Zwischenstückes (11) stark vereinfacht ist. Die Wechsel­ werkzeuge (15, 16) sind natürlich so ausgebildet, daß sie die Elektrodenarme hinreichend fixieren und festspannen.

Durch diese Ausgestaltung werden weitere aus Fig. 3 - erkennbare Vorteile erreicht bzw. Neuausgestaltungen mög­ lich. Es wird vorgeschlagen, in einem Magazin (23) zwei oder mehr Elektrodenarme, die unterschiedlich sind, unter­ zubringen. Das Magazin kann die Form einer flachen Scheibe haben, die an einer mittleren Achse (24) relativ drehbar, angeordnet sein kann und entsprechende Aufnahmen, z.B. Öffnungen (25), vorzugsweise am Umfang aufweist, an oder in denen zugehörige Endstücke (26) der Elektrodenarme ein­ gehängt, eingeschoben, angeklemmt o. dgl. sind; diese Ver­ bindung ist aber stets lösbar. Es ist vorteilhaft, die einzelnen Magazinplätze bzw. Öffnungen (25) mit einem Sensor (27) zu versehen bzw. diesen zuzuordnen. Dem zugehörigen Magazinplatz wird somit nur der zugehörige Elektrodenarm zugeführt und eingehängt o. dgl. und Verwechslungen werden somit automatisch vermieden. Hierdurch wird wesentlich vereinfacht, daß der Roboter zu dem jeweiligen neuen Pro­ gramm stets die zugehörigen neuen Elektrodenarme aufnimmt. Es ist erkennbar, daß in vorteilhafter Weise gemäß diesem Vorschlag nunmehr zwecks Wartung und Pflege, die prüfbe­ dürftigen Elektrodenarme (18 a, 18 b), vgl. Fig. 5, dem Magazin (23) entnommen werden können. Mittlerweile ist der Roboterarm jedoch mit einem anderen, vorzugsweise ebenfalls dem Magazin (23) entnommenem Paar von Elektrodenarmen aus­ gerüstet und die Arbeit in der Produktionslinie wird inso­ weit nicht unterbrochen bzw. nur auf die außerordentlich verkürzte Zeitspanne beschränkt, während der die Kupplungs­ hälften (19, 20) bzw. (21, 22) von einander getrennt sowie an die mit der Schweißzange verbliebenen Kupplungshälf­ ten (19, 21), die mittlerweile herangeholten anderen Kupp­ lungshälften der anderen bzw. neuen Elektrodenarme einge­ drückt bzw. verbunden werden.

Claims (5)

1. Wechselwerkzeugvorrichtung, insbesondere Schweißzange fürs Widerstandsschweißen, die an einer Seite mit einer Roboterhand, an einer anderen bzw. entgegengesetzten Seite aber mit den Elektrodenarmen der Schweißelektroden in Ver­ bindung steht, wobei die Elektrodenarme relativ zu ihrer Roboterhand auswechselbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein als Kupplung (19, 20, 21, 22) ausgebil­ detes Wechselwerkzeug (15, 16) zwischen der Schweißzan­ ge (12) und mindestens einem Elektrodenarm (17, 18; 18 a, 18 b) selbst angebracht ist, wobei ein Kupplungsbauteil bzw. eine Kupplungshälfte an der Schweißzange (12) bleibend angeord­ net ist.

2. Wechselwerkzeugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wechselwerkzeug als eine Spannkupp­ lung ausgebildet ist.

3. Wechselwerkzeugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Wechselwerkzeug als eine Kegelkupplung ausgebildet ist.

4. Wechselwerkzeugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselwerkzeug (15, 16) bzw. die Kupplung oder Kupplungsteile (19, 20; 21, 22; 26, 26 a) sowohl die Stromzuleitung (13 a, 13 b) als auch die Kühlmittelvor- und Rückleitung (14 a, 14 b) enthält.

5. Verfahren zum Auswechseln von Elektrodenarmen bei Wech­ selwerkzeugvorrichtungen, insbesondere Schweißzangen für Widerstandsschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Er­ halt eines Steuersignals durch mindestens einen Roboterarm, mindestens ein Wechselwerkzeug bzw. eine Spannkupplung zwischen der Schweißzange und dem bzw. jeweils den Elek­ trodenarmen geöffnet, der bzw. die Elektrodenarme jeweils erfaßt, dann letztere mitsamt ihres zugehörigen Kupp­ lungsbauteils wegtransportiert und ablegt, danach durch mindestens einen, insbesondere den gleichen Roboterarm, ein oder mehr neue Elektrodenarme, samt ihres Kupplungs­ bauteils ergriffen, insbesondere einem Elektrodenmagazin entnommen werden, zum Schweißwerkzeug rücktransportiert und an dieses angekuppelt werden, indem zugehörige Kupp­ lungsbauteile von Schweißwerkzeug und Elektrodenarm je­ weils miteinander verbunden werden.