DE4216014A1 - Laserschweissvorrichtung - Google Patents
LaserschweissvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Laserschweißvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von Fahrzeugen werden größere
Karosseriebleche in einer Karosserie-Montagelinie
zusammengeschweißt oder es werden einzelne Teile an
ein Karosserieblech angeschweißt. Bei einer typischen
Karosseriemontage werden die Hauptbleche lose auf
einem Schlitten zusammengefügt, der sie zu den auf
einanderfolgenden Arbeitsstationen transportiert. Die
Hauptbleche enthalten ein Bodenblech, ein rechtes und
ein linkes Seitenblech, eine Feuerschutzwand und
Kopf- oder Querrahmenteile, die sich zwischen den
Seitenblechen quer zur Karosserie erstrecken. Das
Bodenblech ist fest auf dem Schlitten angebracht, und
die anderen Bleche sind lose auf dem Bodenblech an
geordnet.
Diese Anordnung ist nicht starr, und in der ersten
Schweißstation wird ein Klemmsystem verwendet, um die
verschiedenen Bleche in einer genau ausgerichteten
Beziehung festzuklemmen und in dieser Position zu
halten, während der die Bleche verbindende Schweiß
vorgang durchgeführt wird. Die herkömmlich verwende
ten Schweißvorrichtungen sind Widerstandsschweißvor
richtungen, bei denen eine Elektrode auf einer Seite
der Naht gegen ein Blech gedrückt und mit Energie
beaufschlagt wird, um eine Punktschweißung herzustel
len.
Dieses besondere System hat mehrere Nachteile. Zu
diesen gehört, daß die Schweißköpfe sehr sperrig sind
und bei ihrer Bewegung in die und aus der Schweiß
stellung an den verschiedenen Teilen der Karosserie
sowie den diese haltenden Klemmen und Klemmenrahmen
vorbei häufig Raumprobleme auftreten. Die Anforderun
gen an die elektrische Leistung für den Schweißvor
gang sind derart, daß ein relativ starkes Kabel zum
Kopf der Schweißvorrichtung geführt werden muß, und
es wird ein Mechanismus benötigt, durch den ein aus
reichend hoher Druck ausgeübt wird, um die Schweiß
elektrode gegen die zu verschweißenden Bleche zu
drücken.
Die Verwendung des Laserschweißens beispielsweise für
die Karosseriemontage wurde eingehend untersucht,
jedoch haben Leistungsbegrenzungen und die mit der
Gestaltung eines Spiegelsystems zum Führen eines La
serstrahls vom Generator zum Arbeitsende eines Viel
achsen-Roboterarms verbundenen Probleme die Anzahl
der praktischen Anwendungen, bei denen das Laser
schweißen wirtschaftlich eingesetzt werden konnte,
erheblich eingeschränkt.
Neuere Entwicklungen auf dem Lasergebiet haben zu
Vorrichtungen geführt, die zu erhöhten Ausgangslei
stungen in der Lage sind, und Neodym(YAG)-Laser mit
Ausgangsleistungen, die völlig ausreichend sind, um
Karosserieschweißungen durchzuführen, sind jetzt kom
merziell erhältlich. Diese Neodym-Laser haben den
wesentlichen Vorteil, einen Laserstrahl mit der er
forderlichen Leistung zu ermöglichen, zu einer Strah
lenfokussiereinheit des Schweißkopfs am Ende eines
Roboterarms über eine flexible faseroptische Leitung
geführt zu werden, wodurch die Forderung nach einem
komplexen Spiegelsystem zur Übertragung des Strahls
vom Laser zum Schweißkopf entfällt.
Beim Laserschweißen bei Massenproduktionsvorgängen
übersteigt die Genauigkeit, mit der der Strahl häufig
fokussiert werden muß, den Grad der Genauigkeit, der
bei der Positionierung der zu verschweißenden Teile
möglich ist, wesentlich. Beim Schweißen der Karosse
riebleche eines Fahrzeuges können Herstellungstole
ranzen des die Bleche tragenden Schlittens, Herstel
lungstoleranzen der Klemmen und Klemmrahmen zum Fest
klemmen der Bleche in der Schweißposition, Dimen
sionsabweichungen der einzelnen Bleche von den Ideal
abmessungen oder unbeabsichtigtes Biegen oder Verwin
den der Bleche sowie die Genauigkeit der Ausrichtung
zwischen dem Schlitten, dem Klemmrahmen und der
Schweißvorrichtung jeweils sämtlich zu Fehlern bei
der Positionierung der Bleche relativ zum Laser
strahl-Fokussierkopf führen, die um ein Vielfaches
größer sind als die maximalzulässige Abweichung der
Position relativ zu dem Punkt, auf dem der Laser
strahl fokussiert ist. Anders ausgedrückt: Es können
kommerziell erhältliche Roboterarme programmiert wer
den, um einen Schweißkopf entlang eines Weges zu be
wegen, der genau relativ zu einem festen Bezugsrahmen
angeordnet ist. Dieser Weg kann einer Linie folgen,
die einer Nahtlinie zwischen zwei Blechen mit be
stimmter Form angepaßt ist. Das sich beim Schweißen
solcher Nähte bei der Massenproduktion stellende Pro
blem besteht primär in der genauen Ausrichtung der
Nahtlinie der Bleche mit dem vom Schweißkopf auf dem
Roboterarm verfolgten Weg.
Ein zweites Problem beim Laserschweißen von zwei Me
tallblechen besteht in der Forderung, daß die beiden
Bleche aneinander anliegen oder zumindest einen mini
malen Abstand voneinander entlang der Nahtlinie auf
weisen müssen. Beim Laserschweißen wird ein maximaler
Abstand zwischen den Blechen für eine ausreichende
Verschweißung angenommen, der etwa 10% der Dicke des
dünneren der beiden Bleche entspricht. Eine Blech
dicke von 0,075 mm (drei mil) ist für Fahrzeugkaros
serien üblich. Gestanzte Metallbleche können nicht
grundsätzlich mit einer solchen Genauigkeit verformt
werden, daß ein derartiger Abstand sichergestellt
ist. Beim Widerstandsschweißen werden die beiden ein
ander gegenüberliegenden Bleche durch die entgegen
gesetzten Elektroden mit relativ hohem Druck zusam
mengepreßt; daher tritt beim Widerstandsschweißen ein
durch einen Abstand zwischen den Blechen hervorgeru
fenes Problem nicht auf. Der Laserstrahl hingegen übt
keine physikalische Kraft auf die von ihm verschweiß
ten Teile auf.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Laserschweiß
vorrichtung gerichtet, mit der die vorgenannten Pro
bleme vermieden werden.
Es werden zwei Ausbildungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung offenbart. Beide Ausbildungen enthalten
zwei Rollentragglieder, die relativ zueinander beweg
bar sind mittels eines durch Fluiddruck betätigbaren
Motors, dessen Zylinder mit dem einen Rollentragglied
und dessen Kolbenstange mit dem anderen Rollentrag
glied verbunden ist. Wenn die Kolbenstange ausgefah
ren ist, erfassen bei beiden Ausbildungen die Rollen
der beiden Rollentragglieder die beiden Bleche der
art, daß sie aneinander anliegend zwischen den Rollen
eingeklemmt sind.
Eines der Rollentragglieder weist eine Laserstrahl-Fokussiereinheit
auf, die direkt auf dem Rollentrag
glied benachbart der von diesem getragenen Rolle be
festigt ist. Die beiden Rollenklemmen klemmen die
beiden Bleche fest zusammen mit einer Kraft, die
durch den auf den durch Fluiddruck betätigbaren Motor
ausgeübten Druck bestimmt ist, wodurch das durch den
Abstand zwischen den Blechen hervorgerufene Problem
gelöst wird, während die feste Beziehung zwischen der
Laserstrahl-Fokussiereinheit und der auf dem diese
tragenden Rollentragglied befestigten Rolle sicher
stellt, daß der Strahl relativ zu dem Blech, das in
Eingriff mit dieser Rolle ist, genau fokussiert wird.
Die beiden Rollentragglieder und der zwischen diesen
angeordnete Fluidmotor sind als eine Einheit auf ei
nem Basisteil montiert, welches seinerseits fest am
Ende eines Roboterarms angeordnet ist. Bei der einen
Ausbildung sind die beiden Rollentragglieder in einer
scherenartigen Beziehung auf ihrem Basisteil angeord
net, d. h. die beiden Rollentragglieder sind drehbar
um eine gemeinsame Achse angebracht, die in bezug auf
das Basisteil festliegt und sich etwa in der Mitte
der Länge der zwei Rollentragglieder befindet. Eine
zwischen dem Basisteil und einem der Rollentragglie
der in Eingriff stehende Feder spannt normalerweise
dieses Rollentragglied um die Drehachse in eine Rich
tung vor, in der die zugeordnete Rolle in Eingriff
mit einem zu schweißenden Blech gebracht wird. Da
durch, daß die beiden Rollentragglieder durch den
Zylinder und den Kolben des Fluidmotors miteinander
gekoppelt sind, ist tatsächlich die ganze aus den
beiden Rollentraggliedern und dem Fluidmotor beste
hende Einheit relativ zum Basisteil in einer Richtung
um die Drehachse vorgespannt. Ein einstellbarer An
schlag zwischen einem der Rollentragglieder und dem
Basisteil stellt eine Begrenzung für die Drehbewegung
der Anordnung dar, so daß, wenn die Kolbenstange des
Fluidmotors vollständig zurückgezogen ist, die beiden
Rollen an den jeweiligen anderen Enden der beiden
Rollentragglieder einen Abstand voneinander und von
den beiden Blechen, die von einer Stützvorrichtung in
einer Schweißstellung gehalten werden, aufweisen.
Beim Herausfahren der Kolbenstange des Fluidmotors,
um die beiden Rollen in einen Klemmeingriff mit den
beiden Metallblechen zu verschieben, wird eine Rolle
in Berührung mit dem Blech gebracht, während der An
schlag im Eingriff bleibt, und bei einem weiteren
Herausfahren der Kolbenstange wird die andere Rolle
zum Eingriff hinbewegt, und bei Erreichen eines Punk
tes vor dem Klemmeingriff wird die Anordnung gegen
die Vorspannwirkung der Feder verschoben und außer
Eingriff mit dem Anschlag gebracht, da die beiden
Bleche zwischen den Rollen eingeklemmt sind.
In dieser Klemmstellung können die Rollentragglieder
um ihre Drehachse auf dem Basisteil schwingen zur
Kompensation von Änderungen der Position der Bleche
relativ zu ihrer Idealstellung in bezug auf den Robo
terarm.
Bei dieser Anordnung ist die durch den Fluidmotor
ausgeübte Klemmkraft, die die gegenüberliegenden
Oberflächen der Bleche gegeneinanderdrückt, eine kon
stante Kraft, die durch den auf den Fluidmotor ausge
übten Druck bestimmt wird. Der Fluidmotor und die
beiden Rollentragglieder bilden eine Werkstück-Greif
vorrichtung, die als Einheit relativ zum Basisteil
bewegbar ist, wobei die Feder zwischen dem Basisteil
und einem Teil dieser Werkstück-Greifvorrichtung in
Eingriff ist. Im Fall der scherenförmigen Ausbildung
sind beide Rollentragglieder zwischen ihren Enden auf
einem gemeinsamen Drehstift befestigt, der seiner
seits auf dem Basisteil montiert ist.
Bei der zweiten Ausbildung ist ein Rollentragglied
für eine hin- und hergehende Bewegung auf dem Basis
teil angeordnet, die durch eine Anordnung aus Feder
und Anschlag begrenzt ist, ähnlich wie in der vorbe
schriebenen Weise. Der Zylinder des Fluidmotors ist
auf diesem Rollentragglied befestigt, wobei die Zy
linderachse parallel zur hin- und hergehenden Bewe
gung verläuft, und das andere Rollentragglied ist an
der Kolbenstange des Motors befestigt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schweißkopfanord
nung in einer Werkstückgreifstellung, wobei
gewisse Teile weggebrochen, im Schnitt dar
gestellt oder schematisch wiedergegeben sind,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1
in einer offenen, das Werkstück freige
benden Stellung,
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung entlang der
Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Schweißvorrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei gewisse Teile weggebro
chen, im Schnitt oder schematisch darge
stellt sind,
Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach
Fig. 4 in einer ein Werkstück freigebenden
Stellung,
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung entlang der
Linie 6-6 in Fig. 5, und
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach
Fig. 4.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbei
spiel einer Schweißvorrichtung nach der Erfindung in
der Form eines Laserschweißkopfes 10 vom Scherentyp
dargestellt, der am Ende eines schematisch darge
stellten Roboterarms R befestigt ist, der so program
miert sein kann, daß er den Kopf 10 entlang verschie
dener ausgewählter Wege bewegt, die der Konfiguration
von durch den Kopf 10 miteinander zu verschweißenden
Werkstücken angepaßt sind. Programmierbare computer
gesteuerte Roboterarme mit diesen Fähigkeiten sind
kommerziell erhältlich, und der Roboterarm R bildet
keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Wenn die Kon
figuration des Werkstücks derart ist, daß nur eine
einfache gerade Nahtlinie zu verschweißen ist, kann
ein einfacher auf einer Spur montierter Träger ver
wendet werden anstelle einer komplizierten Roboter
vorrichtung.
Die Schweißköpfe nach der vorliegenden Erfindung die
nen zur Verwendung in einer Produktionslinie, in der
zu verschweißende Werkstücke durch eine Haltevorrich
tung in einer vorgegebenen Stellung in der Schweiß
station positioniert werden, wobei in den Fig. 1 und
2 eine derartige Haltevorrichtung F schematisch ange
deutet ist. Ein solches System ist beispielsweise in
der US-PS 49 91 707 offenbart, in welchem ein
Fahrzeugseitenblech entlang einer Förderlinie zu ver
schiedenen Arbeitsstationen vorwärtsbewegt wird, in
denen Befestigungsklammern, Türverriegelungen, Schar
nierverstärkungselemente oder ähnliche Teile an das
Blech angeschweißt werden können.
Gemäß Fig. 1 sind zwei blechförmige Werkstücke WP1
und WP2 mit nach außen vorstehenden streifenförmigen
Stegen W1 und W2 ausgebildet, die aufeinanderliegend
von der Haltevorrichtung F getragen werden. Es wird
angenommen, daß sich die Stege W1 und W2 senkrecht
zur Darstellungsebene der Fig. 1 und 2 erstrecken.
Der Schweißkopf 10 weist ein starres Basisteil 12
auf, das am Ende des Roboterarms R fest angebracht
ist. Das Basisteil 12 enthält ein Paar von in gegen
seitigem Abstand angeordneten Seitenplatten 12A und
12B (Fig. 3), und ein Drehstift 14 erstreckt sich
durch Bohrungen 16 in den Seitenplatten 12A und 12B
und wird in diesen getragen. Der herausnehmbare Dreh
stift 14 wird durch eine an der Seitenplatte 12A be
festigte Halteplatte 18 gegen Versetzung gesichert,
die in einen Schlitz 20 (Fig. 3) im Drehstift 14 ein
greift.
Ein Paar von das Werkstück erfassenden Greifarmen 22
und 24 wird vom Drehstift 14 auf dem Basisteil 12
getragen für eine Drehbewegung um die Achse des Dreh
stifts 14 relativ zum Basisteil 12. Wie am besten aus
Fig. 3 ersichtlich ist, ist eine Buchse 26 auf dem
Drehstift 14 angeordnet, die sich zwischen auf der
Innenseite jeder Seitenplatte 12A und 12B des Basis
teils 12 befindlichen Abstandsstücken 28 erstreckt.
Der Greifarm 24 ist mit einem Jochabschnitt ausgebil
det, der ein Paar von in gegenseitigem Abstand ange
ordneten Rippen 30 versehen ist, die Bohrungen 32 zur
drehbaren Aufnahme der Buchse 26 enthalten. Der ande
re Greifarm 22 ist mit einer einzelnen Rippe 33 ver
sehen, die nach unten zwischen die Rippen 30 des
Jochs des Greifarm 24 vorsteht. Die Rippe 33 ist mit
einer Bohrung 34 ausgestattet, welche die Buchse 26
aufnimmt, und ein zweiter Satz von Abstandsstücken 36
sichert einen axialen Abstand der mittleren Rippe 33
des Greifarms 22 von den Rippen 30 des Greifarms 24.
Mit dem Werkstück in Eingriff tretende Rollen 22A und
24A sind am in den Fig. 1 und 2 linken Ende des je
weiligen Greifarms 22 und 24 befestigt. Die Rollen
22A und 24A werden von ihrem jeweiligen Greifarm 22
und 24 um Achsen drehbar getragen, die in der Zei
chenebene der Fig. 1 und 2 liegen und sich im wesent
lichen parallel zueinander erstrecken, wenn sich die
Greifarme 22 und 24 in der in Fig. 1 gezeigten, das
Werkstück ergreifenden Stellung befinden.
Ein durch den Druck eines Fluids betätigbarer Motor
M1, üblicherweise ein pneumatischer Motor, ist zwi
schen die entgegengesetzten Enden der Greifarme 22
und 24 gekoppelt und enthält einen teilweise darge
stellten Zylinder 40, der um eine Achse 42 schwenkbar
mit dem in den Fig. 1 und 2 rechten Ende des Greif
arms 24 verbunden ist, sowie eine Kolbenstange 44,
die um eine Achse 46 drehbar mit dem rechten Ende des
Greifarms 22 verbunden ist.
Es ist festzustellen, daß die beiden Greifarme 22 und
24 und der Motor M1 in einer ein Werkstück ergreifen
den Anordnung miteinander verbunden sind, die über
den Drehstift 14 auf dem Basisteil 12 des Schweißkop
fes 10 befestigt ist für eine Bewegung als Einheit
relativ zum Basisteil 12 um die Achse des Drehstiftes
14. Diese einheitliche Bewegung der die Greifarme 22
und 24 und den Motor M1 enthaltende Anordnung kann
unabhängig davon erfolgen, ob die Kolbenstange 44 des
Motors wie in Fig. 2 ganz zurückgezogen ist oder wie
in Fig. 1 herausgefahren ist.
Um eine normale Ruhestellung der Anordnung aus den
Greifarmen 22 und 24 und dem Motor M1 in bezug auf
die Achse des Drehstifts 14 zu schaffen, ist ein An
schlagblock 48 fest auf dem Basisteil 12 montiert,
der sich zwischen den Seitenplatten 12A und 12B er
streckt. Eine Druckfeder 50, die mit ihrem oberen
Ende in eine einen Federsitz bildende Bohrung 52 im
Greifarm 22 eingesetzt ist, wird zwischen dem Greif
arm 22 und der oberen Oberfläche des Anschlagblocks
48 zusammengedrückt, wie am besten aus Fig. 2 er
sichtlich ist. Gemäß Fig. 2 bewirkt die Druckfeder 50
eine Vorspannung der das Werkstück ergreifenden An
ordnung aus den Greifarmen 22 und 24 und dem Motor M1
als einer Einheit entgegen dem Uhrzeigersinn um die
Achse des Drehstifts 14, wobei die Drehung dieser
Anordnung entgegen dem Uhrzeigersinn durch den An
schlag einer einstellbaren Anschlagschraube 54, die
drehbar im Greifarm 24 aufgenommen ist, an dem An
schlagblock 48 begrenzt ist, wie in Fig. 2 gezeigt
ist.
Eine Laserstrahl-Fokussiereinheit 56 ist am Greifarm
22 befestigt, derart, daß ein in Fig. 1 durch strich
punktierte Linien B angezeigter Laserstrahl an einer
ausgewählten Stelle entlang einer Strahlenachse A
genau fokussiert werden kann, die in deutlichem Ab
stand vor (in Fig. 1 auf der linken Seite) den das
Werkstück ergreifenden Rollen 22A und 24A verläuft.
Da die Fokussiereinheit 56 in einer festen Beziehung
zu der Achse der Rolle 22A an dem Greifarm 22 befe
stigt ist, kann der Strahl B genau auf der oder an
grenzend an die unterste Oberfläche des Steges W1 des
Werkstücks WP1 fokussiert werden, wenn die Rolle 22A
in Eingriff mit dem Steg W1 ist.
Das System verwendet vorzugsweise einen (nicht ge
zeigten) Neodym-Laser, von dem der Laserstrahl über
einen faseroptischen Leiter 58 zur Laserstrahl-Fokus
siereinheit 56 übertragen wird. Lasersysteme dieses
Typs sind bekannt, beispielsweise durch die US-PSen 49 06 812
und 49 73 817. Die Verwendung eines faserop
tischen Leiters zur Übertragung des Laserstrahls ist
von erheblichem Vorteil im Vergleich zu einem Spiege
lübertragungssystem, insbesondere wenn der Strahl zu
einer Vorrichtung am Ende eines Vielachsen-Roboter
arms geleitet werden muß.
Die Arbeitsweise des Laserschweißkopfes nach den Fig. 1
bis 3 wird im folgenden beschrieben.
Gemäß Fig. 2 werden die miteinander zu verschweißen
den Werkstücke WP1 und WP2 durch die Haltevorrichtung F
in einer vorbestimmten Lage in einer Schweißstation
positioniert. Die beiden Werkstücke sind mit strei
fenförmigen Stegen W1 und W2 ausgebildet und werden
so in der Haltevorrichtung F gestützt, daß die beiden
Stege W1 und W2 aneinander anliegen. In den Fig. 1
und 2 sind die Stege W1 und W2 in ihrer Querrichtung
geschnitten dargestellt, so daß sie sich in ihrer
Längsrichtung senkrecht zur Darstellungsebene er
strecken.
Wenn sich die Werkstücke in der Schweißstellung gemäß
Fig. 2 befinden, wird der Roboterarm R betätigt, um
den Laserschweißkopf 10 in die in Fig. 2 gezeigte
geeignete Lage in bezug auf die Werkstücke zu brin
gen. Zu dieser Zeit befindet sich der Motor M1 in
seiner inaktiven Stellung, wobei die Kolbenstange 44
vollständig in den Zylinder 40 zurückgezogen ist,
wodurch sich die Greifarme 22 und 24 in der geöffne
ten Stellung gemäß Fig. 2 befinden, in der die Rollen
22A und 24A einen Abstand von den aneinander anlie
genden Stegen W1 und W2 aufweisen und auf gegenüber
liegenden Seiten von diesen angeordnet sind.
Die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 dient zur
Punktverschweißung der aneinanderliegenden Stege,
indem ein Laserstrahl von der Fokussiereinheit 56 auf
eine Nahtlinie fokussiert wird, die in der allgemei
nen Berührungsebene der gegenüberliegenden Oberflä
chen der Stege W1 und W2 liegt. In dem Fall, daß die
blechförmigen Werkstücke WP1 und WP2 Karosseriebleche
eines Fahrzeugs sind, beträgt die Dicke der Bleche
typischerweise 0,075 mm. Um eine zufriedenstellende
Verschweißung der beiden gegenüberliegenden Stege zu
erhalten, ist es erforderlich, daß sich die beiden
Stege in direktem Kontakt miteinander befinden oder
zumindest einen Abstand voneinander aufweisen, der
geringer ist als 10% der Dicke des dünneren der bei
den blechförmigen Werkstücke. Um eine wirksame Ver
schweißung zu erhalten, muß der Laserstrahl innerhalb
einer entsprechenden Dimensionstoleranz fokussiert
werden. Bei der Massenherstellung treten gewisse
praktische Probleme beim Fokussieren eines Laser
strahls auf einer Naht auf, wenn der Strahl entlang
der Naht bewegt wird.
Wenn der feste Rahmen des Roboterarms als Bezugspunkt
betrachtet wird, sind die gegenwärtig erhältlichen
programmierbaren Roboterarme in der Lage, das das
Werkzeug tragende Ende des Arms entlang eines vorbe
stimmten Weges mit einem ausreichend hohen Genauig
keitsgrad zu bewegen. Jedoch kann die Positionierung
der zu verschweißenden Werkstücke in der Weise, daß
eine Nahtlinie zwischen den beiden aneinanderliegen
den Stegen, wie den Stegen W1 und W2, dem Weg des
Schweißkopfes durch Roboterarm mit einem Genauig
keitsgrad angepaßt ist, der ausreichend ist, um die
wiederholte Herstellung von zufriedenstellenden Naht
verschweißungen zu ermöglichen, aus mehreren Gründen
bei einer Massenproduktion nicht wirtschaftlich
durchgeführt werden.
Das erste Toleranzproblem tritt bei der Ausbildung
des blechförmigen Werkstücks und seiner nachfolgenden
Behandlung vor dem Verschweißen auf. Insbesondere,
wenn das Werkstück erhebliche Abmessungen aufweist,
wie ein Seitenblech einer Automobilkarosserie, kann
es sich bei der Behandlung während des Transportes
von der Stanzvorrichtung zur Schweißstation leicht
verbiegen oder verwinden.
Eine zweite Quelle für Positionierungsfehler ergibt
sich durch die Haltevorrichtung F, die typischerweise
in die Schweißstellung vorgerückt wird mittels ir
gendeiner Art von Förder- oder Übertragungsvorrich
tung. Wenn eine ganze Fahrzeugkarosserie auf einem
Schlitten zur Schweißstation vorgerückt wird, kann
die Positionierung des Schlittens, der typischerweise
einer aus einer Reihe von Schlitten ist, deren Abmes
sungen von Schlitten zu Schlitten sich geringfügig
ändern können, mit einem Genauigkeitsgrad von bei
spielsweise 0,025 mm hinsichtlich eines durch den
festen Rahmen des Roboterarms dargestellten Bezugs
punktes praktisch nicht durchgeführt werden. Weiter
hin werden die Bleche relativ zum Schlitten oder zur
Haltevorrichtung durch eine Reihe von Klemmen posi
tioniert, die in einigen Fällen auf dem Schlitten und
in einigen Fällen auf Werkstückpositionierungsrahmen
in der Schweißstation befestigt sind, und diese Klem
men ergeben weitere Dimensionsabweichungen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Aneinander
liegen der entgegengesetzten zu verschweißenden Ober
flächen wenigstens zu dem Zeitpunkt, an dem der
Schweißvorgang durchgeführt wird, sichergestellt,
indem die gegenüberliegenden Bleche zwischen den Rol
len 22A und 24A mit einer ausreichend großen Kraft
eingeklemmt werden, die durch den auf den Betäti
gungsmotor ausgeübten Druck entwickelt wird. Der La
serstrahl wird auf die allgemeine Berührungsebene der
gegenüberliegenden Oberflächen eng benachbart zu den
Rollen fokussiert, und wenn die Rollen in Längsrich
tung entlang der Naht rollen, bewegt sich der Strahl
mit diesen und wird auf einen Punkt fokussiert, der
in bezug auf die Rollen festliegt. Positionsabwei
chungen der zu verschweißenden Oberflächen relativ zu
einem festen Bezugspunkt werden automatisch kompen
siert, indem es der das Werkstück ergreifenden Vor
richtung aus den Greifarmen 22 und 24 sowie dem Motor
M1 ermöglicht wird, relativ zum Basisteil zu schwin
gen, wenn dies erforderlich ist durch Abweichungen
der zu verschweißenden Stege von ihrer theoretisch
vorgegebenen Position.
Beispielsweise werden gemäß Fig. 2 die Stege W1 und
W2 gezeigt mit ihren sich berührenden gegenüberlie
genden Oberflächen in einer horizontalen allgemeinen
Ebene, die senkrecht zur Papierebene liegt. Theore
tisch berühren sich die beiden Stege W1 und W2 über
ihre Länge genau in dieser imaginären horizontalen
Ebene; in der Praxis können sich die beiden Stege,
wie in Fig. 2 gezeigt, an einem Punkt entlang der
Naht berühren, während an einem Punkt, der in Längs
richtung der Naht einen Abstand von diesem Punkt auf
weist, der eine oder beide Stege sich oberhalb oder
unterhalb der in Fig. 2 gezeigten Position befinden
kann. Die Art, in der der das Werkstück ergreifende
Bereich der Vorrichtung schwingt, wird am besten ver
standen, indem der Bewegung dieser Teile gefolgt
wird, wenn sie aus der offenen Stellung in Fig. 2 in
die geschlossene Greifstellung nach Fig. 1 durch das
Ausfahren der Kolbenstange 44 aus dem Zylinder 40 des
Motors M1 bewegt werden.
Beginnend mit der Position gemäß Fig. 2 und unter der
Annahme, daß ein Fluiddruck auf den Zylinder 40 aus
geübt wird, um die Kolbenstange 44 auszufahren, d. h.
nach oben zu bewegen, ist festzustellen, daß am Be
ginn dieser Bewegung der Kolbenstange die Druckfeder
50 zwischen dem Anschlagblock 48 auf dem Basisteil 12
und dem oberen Greifarm 22 zusammengedrückt ist, wäh
rend die Anschlagschraube 54 des Greifarms 24 an der
Unterseite des Anschlagblocks 48 anliegt aufgrund der
Tatsache, daß der Abstand zwischen der Achse 42 auf
dem Zylinder 40 und der Achse 46 auf der Kolbenstange
44 gegen eine auseinandergehende Bewegung durch die
Zylinder/Kolbenstange-Verbindung gehalten wird. Wenn
die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 44 beginnt, ge
hen die Achsen 42 und 46 auf dem jeweiligen Greifarm
24 und 22 auseinander, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Druckfeder 50 übt noch eine aufwärtsgerichtete
Kraft gegen den Greifarm 22 aus, und während diese
Federkraft beim Ausfahren der Kolbenstange 44 ab
nimmt, ist sie weiterhin ausreichend, die Anschlag
schraube 54 in Kontakt mit dem Anschlagblock 48 zu
halten. Somit wird bei der Schließbewegung anfänglich
der Greifarm 22 entgegen dem Uhrzeigersinn um den
Drehstift 14 geschwenkt, während der Greifarm 24 in
der Stellung gemäß Fig. 2 verbleibt.
Diese Schwenkbewegung des Greifarms 22 setzt sich
fort, bis die Rolle 22A auf die obere Oberfläche des
Steges W1 des gehaltenen Werkstücks trifft. Wenn die
Rolle 22A in Eingriff mit dem Steg W1 gelangt, wird
die Bewegung des Greifarms 22 um den Drehstift 14
angehalten, und bei einem weiteren Ausfahren der Kol
benstange 44 bleibt diese in ihrer Stellung, und der
Zylinder 40 bewegt sich abwärts, um den Greifarm 24
im Uhrzeigersinn um den Drehstift 14 zu schwenken,
wobei die Anschlagschraube 54 vom Anschlagblock 48
nach unten wegbewegt und die Rolle 24A nach oben ge
gen die Unterseite des Stegs W2 geschwenkt werden.
Wenn die Kolbenstange 44 voll aus dem Zylinder 40
herausgefahren ist, befindet sich die Vorrichtung in
der Position nach Fig. 1, in der die Stege W1 und W2
zwischen den Rollen 22A und 24A mit einer Kraft ein
geklemmt sind, die abhängig ist von dem die Kolben
stange 44 in die voll ausgefahrene Position drängen
den Druck innerhalb des Zylinders 40.
Zu dieser Zeit wird die Stellung der das Werkstück
ergreifenden Anordnung aus den Greifarmen 22 und 24
sowie dem Motor M1 relativ zum Basisteil 12 bestimmt
durch die Lage der Werkstücke WP1 und WP2, deren Ste
ge W1 und W2 nun fest zwischen den Rollen 22A und 24A
eingeklemmt sind. Die Druckfeder 50 ist noch immer
teilweise zusammengedrückt und übt eine entgegen dem
Uhrzeigersinn wirkende Vorspannkraft um den Drehstift
14 auf den Greifarm 22 aus. Jedoch verhindert der
Eingriff der Rolle 22A auf dem Greifarm 22 mit dem
Steg W1 der feststehenden Werkstücke jede Bewegung
der Greifarme 22 und 24 entgegen dem Uhrzeigersinn,
welche durch den Zylinder 40 und die Kolbenstange 44
des Motors M1 miteinander gekoppelt sind, der in die
sem Zeitpunkt wie eine starre Verbindung wirkt. Eine
Bewegung der das Werkstück ergreifenden Anordnung in
der entgegengesetzten Richtung um den Drehstift 14,
d. h. im Uhrzeigersinn, wird verhindert durch den Ein
griff der Rolle 24A des Greifarms 24 mit der Unter
seite des Steges W2.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird der von der Fokus
siereinheit 56 emittierte Laserstrahl B auf den Punkt
fokussiert, in welchem die gegenüberliegenden Ober
flächen der Stege W1 und W2 einander berühren. Zur
Bildung einer sich in Längsrichtung der Stege er
streckenden Schweißnaht wird dann der Roboterarm be
tätigt, um die gesamte Anordnung in eine Richtung vom
Betrachter der Fig. 1 wegzubewegen, wobei die Rollen
22A und 24A frei entlang des jeweiligen Steges lau
fen, um dieser Bewegung zu folgen, während sie einen
festen Klemmgriff aufrechterhalten, der die Stege in
gegenseitiger Berührung in der Nähe des Punktes, auf
dem der Laserstrahl fokussiert ist, hält.
Wenn während dieser Bewegung die aneinanderliegenden
Stege sich geringfügig nach oben krümmen in eine
Stellung oberhalb der in Fig. 1 gezeigten, wird die
Anordnung aus den Greifarmen 22 und 24, dem Zylinder
40 und der Kolbenstange 44 als eine Einheit im Uhr
zeigersinn um die Achse des Drehstiftes 14 ge
schwenkt, um dieser Erhebung der zwei Stege zu fol
gen, wobei diese Bewegung gegen den Widerstand der
Druckfeder 50 erfolgt, die hierbei leicht zusammen
gedrückt wird. Wenn andererseits die aneinanderlie
genden Stege sich leicht nach unten neigen, kann die
das Werkstück ergreifende Anordnung aus den Greifar
men 22, 24, dem Zylinder 40 und der Kolbenstange 44
als eine Einheit entgegen dem Uhrzeigersinn um die
Achse des Drehstiftes 14 geschwenkt werden, wobei
sich die Druckfeder 50 bei diesem Vorgang leicht ent
spannt.
Eine zweite Ausbildung des Schweißkopfes nach der
vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 4 bis 7 offen
bart. Die grundsätzliche Arbeitsweise dieses zweiten
Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die des Aus
führungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 3, jedoch ist
die strukturelle Ausbildung unterschiedlich.
Wie in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3
sind zwei blechförmige Werkstücke WP3 und WP4 mit
streifenförmigen Stegen W3 und W4 in einer festen
vorbestimmten Lage von einer geeigneten Haltevorrich
tung F1 getragen. Ein Laserschweißkopf 100 ist am
Ende eines Roboterarms R1 befestigt, um die aneinan
derliegenden Stege W3 und W4 der Werkstücke mitein
ander zu verschweißen entlang einer sich in Längs
richtung erstreckenden Naht, die senkrecht zur Dar
stellungsebene der Fig. 4 und 5 verläuft.
Der Schweißkopf 100 enthält ein Basisteil 102, das am
Ende des Roboterarms R1 befestigt ist und das eine
Mehrzahl von Kugelgleitanordnungen 104 trägt, die ein
erstes Werkstück-Greifglied 106 stützen und für eine
horizontale Bewegung relativ zum Basisteil 102 von
rechts nach links und zurück in der Darstellung der
Fig. 4 und 5 führen. Wie am besten aus der Draufsicht
nach Fig. 7 ersichtlich ist, ist das Greifglied 106
mit einem Paar von in gegenseitigen Abstand angeord
neten Seitenplatten 106A und 106B versehen, die durch
sich in Querrichtung erstreckende Rippen 108, 110 und
112 zueinander parallel gehalten werden. Die Rippe
110 stützt an ihrem oberen Ende einen Träger 114,
durch den der Zylinder 116 eines durch Fluiddruck
betätigten Motors M2 auf dem Werkstück-Greifglied 106
befestigt ist, wobei die Achse des Zylinders 116 und
seiner Kolbenstange 118 parallel zur horizontalen
Bewegung des Greifgliedes 106 relativ zum Basisteil
102 verläuft.
Ein Federsitz 120 (Fig. 4 und 5) ist fest auf dem
Greifglied 106 angeordnet, und eine Druckfeder 122
ist in Eingriff mit dem Federsitz 120 auf dem Greif
glied 106 und einem gegenüberliegenden, axial ver
stellbaren Fedesitz 124 auf dem Basisteil 102. Die
Druckfeder 122 spannt das Greifglied 106 in der Dar
stellung der Fig. 4 und 5 kontinuierlich nach links
vor, und die Bewegung des Greifgliedes 106 relativ
zum Basisteil 102 nach links wird durch den Eingriff
zwischen einen am Greifglied 106 befestigten Anschlag 126
und einem gegenüberliegenden, am Basisteil 102
befestigten Anschlag 128 begrenzt. Die von der Druck
feder 122 ausgeübte Vorspannkraft kann durch eine
Schraube 130 eingestellt werden, die sich zwischen
dem Federsitz 124 und einem auf das Basisteil 102
montierten Befestigungsbügel 132 erstreckt.
Das Greifglied 106 trägt eine mit dem Werkstück in
Eingriff tretende Rolle 134 an seinem vorderen oder
in der Darstellung der Fig. 4 und 5 linken Ende. Die
Rolle 134 ist um eine vertikale Achse drehbar gela
gert.
Ein zweites Werkstück-Greifglied 136 ist fest am Ende
der Kolbenstange 118 des Motors M2 angebracht für
eine horizontale Bewegung von links nach rechts und
zurück in der Darstellung der Fig. 4 und 5. Das
Greifglied 136 ist mit einem Paar von Seitenplatten
136A und 136B ausgebildet, die an ihrem hinteren (in
der Darstellung der Fig. 4, 5 und 7 rechten) Ende
durch eine sich in Querrichtung erstreckende Rippe
138 fest miteinander verbunden sind. Die Rippe 138
liegt in einer vertikalen Ebene und ist fest an einem
Befestigungsträger 140 angeordnet, der zur festen
Verbindung des Greifgliedes 136 mit der Kolbenstange
118 dient. Die Seitenplatten 136A und 136B sind von
der Rippe 138 aus nach unten geneigt, wie am besten
aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, und sie sind an
ihren vorderen oder linken Enden durch eine zweite in
Querrichtung verlaufende Rippe 142 miteinander ver
bunden. Eine dritte in Querrichtung verlaufende Rippe
144 ist an ihrer oberen Kante an die untere Kante der
Rippe 142 angeschweißt und erstreckt sich von dieser
nach unten zwischen die Seitenplatten 106A und 106B
des Greifgliedes 106, wie Fig. 6 am besten zeigt. Ein
Paar von im wesentlichen dreieckförmigen Stützlaschen
146 ist an die Vorderfläche der Rippen 142 und 144
angeschweißt, um eine horizontale Platte 148 am vor
deren Ende des Greifgliedes 136 zu stützen, die eine
um eine vertikale Achse drehbare, mit einem Werkstück
in Eingriff tretende Rolle 150 trägt.
Eine Laserstrahl-Fokussiereinheit 152 ist mittels
Bolzen 154 (Fig. 6) an der Rückseite der Rippe 144
befestigt und ragt zwischen den Seitenplatten 106A
und 106B des Greifgliedes 106 sowie zwischen den Sei
tenplatten 136A und 136B des Greifgliedes 136 nach
oben. Ein faseroptischer Leiter 156 dient zur Führung
eines Laserstrahls von einem nicht gezeigten Neodym-
Laser zur Fokussiereinheit 152, und diese fokussiert
einen Laserstrahl B in einem Brennpunkt, der sich in
einer festen Beziehung zu der Rolle 150 des Greif
gliedes 136 befindet, so wie dies der Fall bei dem
vorbeschriebenen Beispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist.
Dadurch, daß die Rolle 150 um eine Achse rotiert, die
in bezug auf das Greifglied 136 feststeht, auf wel
chem die Fokussiereinheit 152 montiert ist, kann der
Laserstrahl B genau in bezug auf eine Oberfläche ei
nes Werkstücks fokussiert werden, das mit der Rolle
150 in Berührung ist.
Wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3
werden beim Schweißkopf 100 nach den Fig. 4 bis 7 die
miteinander zu verschweißenden Stege W3 und W4 der
Werkstücke zwischen den an den Greifgliedern 106 und
136 befestigten Rollen 134 und 150 eingeklemmt. Die
Klemmkraft wird durch den zum Motor M2 gelieferten
Druck bestimmt, und der Motor M2 sowie die beiden
Greifglieder 106 und 136 bilden eine das Werkstück
ergreifende Anordnung, die als eine Einheit gegenüber
dem Basisteil 102 bewegbar ist.
In der Darstellung nach Fig. 5 befinden sich die
Werkstück-Greifglieder in ihrer offenen Stellung, in
der beide Rollen 134 und 150 einen deutlichen Abstand
von den von der Haltevorrichtung F1 in der Schweiß
stellung getragenen Werkstücken aufweisen. Zu dieser
Zeit spannt die Druckfeder 122 das Greifglied 106
nach links vor, um den Anschlag 126 am Greifglied 106
mit dem Anschlag 128 am Basisteil 102 in Eingriff zu
halten. Dadurch, daß der Zylinder 116 des Motors M2
am Greifglied 106 befestigt ist und das andere Greif
glied 136 fest mit der Kolbenstange 118 des Motors
verbunden ist, kann der Schweißkopf 100 durch den
Roboterarm R1 in einer Bereitstellung relativ zu den
von der Haltevorrichtung F1 getragenen Werkstücken
WP3, WP4 positioniert werden.
Bezugnehmend auf Fig. 5 wird, wenn der Motor M2 betä
tigt wird, um die Kolbenstange 118 aus der vollstän
dig zurückgezogenen Stellung auszufahren, am Anfang
der Ausfahrbewegung der Zylinder 116 stationär gehal
ten, da die Druckfeder 122 einer Bewegung des Zylin
ders 116 nach rechts entgegenwirkt, und daher bewegt
zunächst die Kolbenstange 118 das Greifglied 136 nach
links. Diese linke Vorwärtsbewegung des Greifgliedes
136 setzt sich fort, bis seine Rolle 150 in Eingriff
mit dem Steg W3 der von der Haltevorrichtung F1 ge
tragenen Werkstücke tritt. Dadurch, daß die Werk
stücke stationär gehalten werden, kann sich die Kol
benstange 118 nicht weiter nach links bewegen, und
die weitere Druckausübung auf dem Motor M2 bewirkt
nun, daß sich der Zylinder 116 nach rechts bewegt,
während die Kolbenstange 118 stehenbleibt. Bei der
Bewegung des Zylinders 116 nach rechts wird das
Greifglied 106 mitgenommen, und diese Rechtsbewegung
des Greifgliedes 106 führt zu einer Bewegung der Rol
le 134 zum Steg W4 der Werkstücke hin. Diese Rechts
bewegung des Greifgliedes 106 bewegt auch den An
schlag 126 vom Anschlag 128 auf dem Basisteil 102
weg, wobei die Druckfeder 120 zusammengedrückt wird.
Wenn die Kolbenstange 118 voll aus dem Zylinder 116
herausgefahren ist, befindet sich die Vorrichtung in
dem Zustand nach Fig. 4, in dem die einander gegen
überliegenden Stege der Werkstücke WP3 und WP4 zwi
schen den Rollen 134 und 150 fest eingeklemmt sind.
Die Klemmkraft ist vollständig abhängig von dem den
Zylinder 116 zugeführten Druck. Wie im vorhergehenden
Ausführungsbeispiel wird dann der Roboterarm R1 betä
tigt, um den Schweißkopf 100 entlang der Naht zu füh
ren, die durch die aneinanderliegenden Stege der
Werkstücke WP3 und WP4 vorgegeben ist, wobei diese
Bewegung senkrecht zur Darstellungsebene der Fig. 4
erfolgt. Wie im vorhergehenden Fall bewirkt eine Bie
gung der sich berührenden Stege der Werkstücke nach
links oder nach rechts gegenüber der in Fig. 4 ge
zeigten Lage eine entsprechende Bewegung der Werk
stück-Greifanordnung, nämlich der Greifglieder 106
und 136 sowie des Motors M2 nach rechts oder nach
links.
Claims (13)
1. Laserschweißvorrichtung zum Verschweißen zweier
Metallbleche miteinander, während die Metallble
che in gegenseitiger Berührung durch eine Halte
vorrichtung in einer vorbestimmten Schweißstel
lung gehalten werden, wobei die Haltevorrichtung
die Metallbleche entlang eines linearen Schweiß
weges in gegenseitiger Berührung hält, gekenn
zeichnet durch ein Tastglied mit einem darauf
befestigten Werkstück-Greifglied, eine Laser
strahl-Fokussiervorrichtung auf dem Tastglied
zum Fokussieren eines Laserstrahls auf den
Schweißweg, wenn das Werkstück-Greifglied mit
einem der Metallbleche in der Schweißstellung in
Eingriff ist, eine durch Fluiddruck betätigbare
Zylinder/Kolbenanordnung zum Antrieb des Tast
gliedes relativ zu einer Haltevorrichtung an der
vorbestimmten Stellung entlang eines im allge
meinen senkrecht zum Schweißweg verlaufenden
Betätigungsweges zwischen einer Stellung mit
vollständig aus dem Zylinder ausgefahrenem Kol
ben und einer Stellung mit vollständig in den
Zylinder zurückgezogenem Kolben zur Verschiebung
des Werkstück-Greifgliedes in oder außer Ein
griff mit dem einen der Metallbleche, wobei die
Zylinder/Kolbenanordnung während der Kolbenaus
fahrbewegung betätigbar ist normalerweise für
den Eingriff des Werkstück-Greifgliedes mit dem
einen der Metallbleche, bevor die Zylinder/Kol
benanordnung die vollständig ausgefahrene Kol
benstellung erreicht, eine Trägervorrichtung,
die betätigbar ist zur Bewegung der Schweißvor
richtung entlang einer Naht, die im allgemeinen
dem Schweißweg angepaßt ist, und eine Federan
ordnung, die betätigbar ist auf den Eingriff des
Werkstück-Greifgliedes mit dem einen der Metall
bleche zum Vorspannen des Werkstück-Greifgliedes
gegen das eine der Metallbleche, wobei eine be
grenzte Bewegung der Zylinder/Kolbenanordnung
relativ zur Trägervorrichtung entlang des Betä
tigungsweges mit dem mit dem einen der Metall
bleche in Eingriff gehaltenen Werkstück-Greif
glied möglich ist während der Bewegung der
Schweißvorrichtung entlang der Naht, um die Fo
kussierung des Laserstrahls auf den Schweißweg
auch bei geringen Änderungen in der räumlichen
Beziehung zwischen dem Schweißweg und der Naht
aufrechtzuerhalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Werkstück-Greifglied eine er
ste auf dem Tastglied angeordnete Rolle aufweist
zur Drehung um eine zur Naht senkrechte erste
Achse.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Metallbleche von der
Haltevorrichtung aneinander anliegend benachbart
zu und entlang sich gemeinsam erstreckender Kan
ten gehalten werden, daß die Trägervorrichtung
ein Andruckglied aufweist und eine zweite Rolle
zur Drehung um eine zum Betätigungsweg senkrech
te zweite Achse am Andruckglied angebracht ist,
daß die Zylinder/Kolbenanordnung zwischen das
Tastglied und das Andruckglied gekoppelt ist, um
die Metallbleche zwischen der ersten und der
zweiten Rolle einzuklemmen, wenn die Zylinder/Kolbenanordnung
sich in der vollständig ausge
fahrenen Kolbenstellung befindet, und daß die
Federanordnung eine Bewegung des Tastgliedes,
des Andruckgliedes und der Zylinder/Kolbenanord
nung als einer Einheit ermöglicht, wenn diese
erforderlich ist zur Aufrechterhaltung der Fo
kussierung des Laserstrahls auf den Schweißweg,
wenn die Metallbleche zwischen der ersten und
der zweiten Rolle eingeklemmt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trägervorrichtung ein Basis
teil und einen Roboterarm aufweist zur Bewegung
des Basisteils entlang der Naht, daß das An
druckglied auf dem Basisteil montiert ist und
daß die Federanordnung zwischen dem Basisteil
und entweder dem Tastglied oder dem Andruckglied
in Eingriff ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trägervorrichtung ein Basis
teil und einen mit diesem fest verbundenen Robo
terarm aufweist zur Bewegung des Basisteils ent
lang der Naht, daß das Tastglied einen ersten
länglichen hebelartigen Arm aufweist, an dessen
einem Ende die erste Rolle angebracht ist, daß
das Andruckglied einen zweiten länglichen hebel
artigen Arm aufweist, an dessen einem Ende die
zweite Rolle angebracht ist, daß ein Drehlager
vorgesehen ist zur drehbaren Befestigung des
ersten und zweiten Arms auf einer gemeinsamen
Achse zwischen den entgegengesetzten Enden des
jeweiligen Arms, daß die Zylinder/Kolbenanord
nung zwischen die den Rollen tragenden Enden
entgegengesetzten Enden der Arme gekoppelt ist,
daß die Federanordnung in Eingriff zwischen dem
Basisteil und einem der Arme ist, und daß eine
Anschlagvorrichtung zwischen dem Basisteil und
einem der Arme vorgesehen ist für eine Begren
zung der Drehbewegung der Arme um die gemeinsame
Achse.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zylinder/Kolbenanordnung in
der voll ausgefahrenen Stellung betätigbar ist,
um über die erste und die zweite Rolle die an
einanderliegenden Bleche mit einer vorgegebenen
Klemmkraft zusammenzuklemmen, wenn die Rollen in
einem Rolleingriff mit den Metallblechen entlang
der Naht geführt werden, und daß die Laser
strahl-Fokussiervorrichtung auf dem Tastglied
angeordnet ist, um den Laserstrahl entlang einer
in einer die erste und die zweite Achse kontak
tierenden Ebene liegenden und einen Abstand von
der ersten Rolle aufweisenden Strahlenachse zu
fokussieren.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trägervorrichtung einen Robo
terarm aufweist, der entlang eines genau festge
legten, an den Schweißweg angepaßten Weges be
wegbar ist, daß die Schweißeinheit am Roboterarm
befestigt ist, um mit diesem bewegt zu werden,
daß die Haltevorrichtung betätigbar ist, um die
Metallbleche in der Schweißstellung festzuhal
ten, wobei die Metallbleche entlang einer etwa
mit dem festgelegten Weg kongruenten Nahtlinie
aneinanderliegen, daß die Rollen, wenn sie in
Klemmeingriff mit den Metallblechen sind, die
Fokussiervorrichtung relativ zu einem der Me
tallbleche festlegen, um den Laserstrahl genau
auf der Nahtlinie zu fokussieren, und daß die
Federanordnung eine Bewegung der Fokussiervor
richtung relativ zum Roboterarm ermöglicht wäh
rend der Bewegung des Roboterarms entlang des
festgelegten Weges, wenn dies erforderlich ist
zur Aufrechterhaltung der Fokussierung des La
serstrahls auf der Nahtlinie.
8. Schweißvorrichtung mit einer Werkstückhaltevor
richtung zum Halten von zwei blechförmigen Werk
stücken in einer Schweißstellung, wobei ein
länglicher streifenförmiger Abschnitt des einen
der Werkstücke und ein sich im wesentlichen ge
meinsam mit diesem erstreckender länglicher
streifenförmiger Abschnitt des anderen der Werk
stücke entlang einer sich längs erstreckenden
Naht aufeinanderliegen, und mit einer Laser
schweißanordnung zum Verschweißen der Werkstücke
miteinander entlang der Naht, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schweißanordnung einen
Schweißkopf, eine Trägervorrichtung zur Bewegung
des Schweißkopfes zu wenigstens einem der läng
lichen Abschnitte der Werkstücke in der Schweiß
stellung hin oder von diesem weg und zur Bewe
gung des Schweißkopfes entlang des einen der
länglichen Abschnitte entlang eines Schweißwe
ges, der sich von einem Ende der Naht zu dem
anderen in einem im wesentlichen gleichförmigen
Abstand von dieser erstreckt, ein erstes Werk
stück-Greifglied auf der Trägervorrichtung, das
relativ zu dieser bewegbar ist, eine erste Werk
stück-Greifrolle auf dem ersten Werkstück-Greif
glied, die um eine zum Schweißweg senkrechte
erste Achse drehbar ist und mit dem ersten
Greifglied relativ zur Trägervorrichtung entlang
eines zur ersten Achse senkrechten ersten Weges
zwischen einer ersten Stellung, in der die erste
Rolle einen Abstand von den Werkstücken in der
Schweißstellung aufweist, und einer ausgerückten
Stellung, in der die erste Rolle mit einem der
länglichen Abschnitte in der Schweißstellung für
eine Rollbewegung entlang diesem bei einer Bewe
gung des Schweißkopfes entlang des Schweißweges
in Eingriff ist, bewegbar ist, einen durch
Fluiddruck betätigbaren Motor auf dem Schweiß
kopf zur Bewegung des ersten Greifgliedes auf
der Trägervorrichtung, um die erste Rolle zwi
schen der ersten und der ausgerückten Stellung
zu verschieben, eine Federanordnung auf dem
Schweißkopf, die das erste Greifglied entlang
des ersten Weges in einer Richtung, in der die
erste Rolle in ihre ausgerückte Stellung ge
drängt wird, vorspannt, und einer am ersten
Greifglied angebrachte Laserstrahl-Fokussiervor
richtung zum Fokussieren eines Laserstrahls auf
der Naht, wenn die erste Rolle mit dem einen der
länglichen Abschnitte in Eingriff ist, aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein zweites Werkstück-Greifglied
auf der Trägervorrichtung, das relativ zu dieser
bewegbar ist, eine zweite Rolle auf dem zweiten
Greifglied, die um eine zu der ersten Achse
parallele zweite Achse drehbar ist und mit dem
zweiten Greifglied relativ zur Trägervorrichtung
entlang eines zweiten, im wesentlichen mit dem
ersten Weg ausgerichteten Weges zwischen einer
zweiten Stellung, in der die zweite Rolle einen
Abstand von den Werkstücken in der Schweißstel
lung aufweist, und einer ausgerückten Stellung,
in der die zweite Rolle mit dem anderen der
länglichen Abschnitte in der Schweißstellung
gegenüberliegend der ersten Rolle in Eingriff
ist, bewegbar ist, vorgesehen sind, wobei die
erste und die zweite Rolle, wenn sie sich je
weils in der ausgerückten Stellung befinden, die
mit ihnen in Eingriff stehenden streifenförmigen
Abschnitte der Werkstücke aufeinanderliegend
einklemmen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der durch Fluiddruck betätigbare
Motor einen Zylinder und eine relativ zu diesem
hin- und herbewegbare Kolbenstange aufweist, und
daß der Zylinder und die Kolbenstange zwischen
das erste und das zweite Greifglied gekoppelt
sind, um die erste und die zweite Rolle entlang
des ersten und des zweiten Weges zu der ausge
rückten Stellung hin oder von dieser weg zu ver
schieben in Abhängigkeit von der hin- und herge
henden Bewegung der Kolbenstange relativ zum
Zylinder.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das erste und das zweite Greif
glied und der Motor eine Werkstück-Greifanord
nung bilden, die an der Trägervorrichtung als
Einheit gegenüber dieser bewegbar angebracht ist
und die bei einer Bewegung die erste Rolle ent
lang des ersten Weges bewegt, und daß die Feder
anordnung zwischen der Trägervorrichtung und der
Greifanordnung in Eingriff ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das erste und das zweite Werk
stück-Greifglied eine längliche Form aufweisen
und mittels eines Drehstiftes zwischen ihren
Enden drehbar miteinander verbunden sind, und
daß die Werkstück-Greifanordnung als Einheit
drehbar über den Drehstift am Basisteil
befestigt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das eine der Werkstück-Greifglie
der am Basisteil angebracht ist für eine hin-
und hergehende Bewegung entlang eines geraden
Weges gegenüber diesem, daß der Zylinder des
Motors mit diesem einen der Werkstück-Greifglie
der verbunden ist, wobei sich die Zylinderachse
parallel zu dem geraden Weg erstreckt, und daß
das andere der Werkstück-Greifglieder mit der
Kolbenstange des Motors verbunden ist.
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