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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Widerstandsschweißapparat
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein
solcher Widerstandsschweißapparat
ist durch
JP 07080651 bekannt.
Das Dokument legt einen Pistolenarm und eine Halterung offen, die
durch einen Bolzen über
eine Isolierplatte fest abgedichtet sind, um einen Pistolenhauptkörper auszubilden.
Der Elektromotor gibt die Drehkraft als eine Druckquelle der Elektroden
aus. Das Schräglager
wandelt diese Drehausgangsleistung in eine lineare Hin- und Herbewegung
um. Darüber
hinaus beschreibt das Dokument Lager, die an die Bolzenseiten der
Basis angepasst sind, um eine Kugelgewindespindel zu leiten und
zu drosseln. Die Elektrode ist an der Spitze der Kugelgewindespindel
mittels einer Punkthalterung befestigt.
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Als
eine herkömmliche
Punktschweißpistole ist
eine Punktschweißpistole
bekannt, die ein lineares Führungssystem
auf einer beweglichen Seite eines Elektrodenspitzenantriebs verwendet.
Eine herkömmliche
Punktschweißpistole
dieses Typs wird zum Beispiel in der Beschreibung und in den Zeichnungen
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Hei. 10-34346 offengelegt.
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Bei
der herkömmlichen
Punktschweißpistole dieses
Typs wird ein zweiter Pistolenarm, der so angeordnet ist, dass er
einem ersten Pistolenarm entspricht, der an einem Pistolenhauptkörper befestigt ist,
entlang des Pistolenhauptkörpers
durch einen Druckantrieb angetrieben, der Folgendes umfasst: eine
Kugelgewindespindel, eine Gleitmutter, eine lineare Führung und
einen Servomotor, die alle innerhalb des Pistolenhauptkörpers angeordnet
sind, zwei Überlappungsbleche
(Werkstücke)
werden durch und zwischen den Elektrodenspitzen zusammengehalten,
und eine Druckkraft, die für
das Schweißen erforderlich
ist, wird auf die zwei Elektrodenspitzen ebenso ausgeübt, wie
ein Schweißstrom,
der durch die zwei Elektrodenspitzen fließt, um dadurch die jeweiligen
Schweißteile
der zwei Überlappungsbleche (Werkstücke) zu
erhitzen und zusammen zu schweißen.
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Verglichen
mit den herkömmlichen
Punktschweißpistolen,
die bisher verwendet wurden, werden deren störende Teile bei der herkömmlichen Punktschweißpistole
dieses Typs verringert, um dadurch die Einschränkungen bei ihren Bewegungskanälen und
ihren Schweißteilen
zu verringern. Deswegen kann der Pistolenarm jedes Mal, wenn sich
dessen Hub verändert,
den Größen und
Formen der Elemente entsprechend, die geschweißt werden sollen, wieder frei
zusammengesetzt werden.
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Da
die herkömmliche
Punktschweißpistole dieses
Typs jedoch so aufgebaut ist, dass der Druckantrieb im Innenteil
des Pistolenhauptkörpers
integral angeordnet ist, muss bei der integralen Montage eines Schweißtransformators
und eines Ausgleichsgeräts
in die Punktschweißpistole
der Aufbau der Punktschweißpistole
neu konzipiert werden, damit diese Einheiten in der Punktschweißpistole
aufgenommen werden können.
Das heißt,
bei dem derzeitigen Montageverfahren stellt man fest, dass es schwierig
ist, die verschiedenen Einheiten, die den Funktionen der Punktschweißpistole
entsprechen, zu montieren und neu zu kombinieren.
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Die
vorliegende Erfindung zielt ab auf die Beseitigung der Nachteile,
die bei den zuvor erwähnten herkömmlichen
Punktschweißpistolen
festzustellen sind.
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Das
obige Ziel und weitere Ziele der Erfindung werden durch einen Widerstandsschweißapparat
nach Anspruch 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den
Unteransprüchen
dargelegt.
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Bei
dem beschriebenen Widerstandsschweißapparat können der Pistolenarm, der Schweißtransformator,
die Antriebseinheit und Ähnliches
individuell als eine Einheit mit der gemeinsamen Basis als deren
Bezugspunkt montiert und entfernt werden.
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Dementsprechend
kann die Ausgleichseinheit, ähnlich
wie bei den zuvor erwähnten
Einheitsteilen, den Veränderungen
des Schweißapparats
entsprechend, leicht montiert und entfernt werden.
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Dem
Schweißapparat
nach der vorliegenden Erfindung entsprechend, können die folgenden Punkte alle
erfüllt
werden:
- (1) Eine Hohe Montagegenauigkeit kann
leicht erzielt werden.
- (2) Weil die Steifheit der Antriebseinheit erhöht werden
kann und deren Gewicht reduziert werden kann, kann deren sich ergebende
Leistungsfähigkeit
bei dem Schweißarbeitsablauf
erhöht
werden.
- (3) Die Montage und Wartung kann vereinfacht werden.
- (4) Eine Elektroden-Drehstoppeinrichtung, die notwendig ist,
wenn ein Führungszentrum
und ein Elektrodendruckzentrum an versetzten Positionen vorhanden
sind, kann weggelassen werden.
- (5) Als Antriebseinheit können
standardisierte, handelsübliche
Massenerzeugnisse verwendet werden, wodurch die Kosten der Antriebseinheit in
hohem Maße
verringert werden können.
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Da
dem Schweißapparat
entsprechend, die zwei Seiten der gemeinsamen Basis als Montagebezugspunkt
verwendet werden können,
können
den Veränderungen
des Schweißapparats
entsprechend die Ausgleichseinheit, der Pistolenarm und der Schweißtransformator
leicht als Einheit montiert und entfernt und ebenso ersetzt werden.
Und sie können mit
reduziertem Gewicht und reduzierter Größe gefertigt werden.
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Der
oben erwähnte
Schweißapparat
umfasst außerdem
vorzugsweise Folgendes:
Eine Ausgleichseinheit, die eine Funktion
zur Korrektur eines Bewegungsumfangs der passenden Elektrodenspitze
relativ zu der Elektrode aufweist, wobei die Ausgleichseinheit mit
einem vierten lösbaren
Sicherungselement fest und lösbar
an der gemeinsamen Basis befestigt ist,
wobei die Ausgleichseinheit
einen Druckluftkreislauf umfasst zum Ausgleichen einer Last, die
einem Eigengewicht des Widerstandsschweißapparates entspricht.
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Bei
dem oben beschriebenen Schweißapparat
wird ferner bevorzugt, dass der Druckluftkreislauf mit einem Abgleichzylinder
ausgestattet ist, zum Ausführen
zumindest eines Luftdruckerhöhungsarbeitsablaufs,
eines Luftdruckverminderungsarbeitsablaufs oder eines Richtungsschaltarbeitsablaufs, um
dabei einen Gewichtsabgleich des Widerstandsschweißapparates
zu erreichen.
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Dementsprechend
werden der Ausgleichsarbeitsablauf und der Abgleicharbeitsablauf
nicht nach dem Programm ausgeführt,
das auf der Roboterseite gespeichert ist, sondern diese Arbeitsabläufe werden ausgeführt, indem
eine unabhängiger
Ausgleichseinrichtung und ein Luftdruck-Abgleichkreislauf verwendet
werden. Deshalb wird die Notwendigkeit vermieden die Anzahl der
Robotersteuerwellen zu erhöhen und
Software hinzuzufügen,
um der Elektrodenspitze auf der Befestigungsseite zu ermöglichen,
das Werkstück
leicht zu berühren
oder sich ihm zu nähern;
und die einwellige Servo-Punktschweißpistole kann einfach zu der
aktuellen Anzahl von Robotersteuerwellen hinzugefügt werden.
Dadurch kann der Aufbau des Schweißapparats ebenso vereinfacht
werden, wie dessen Installationskosten reduziert werden können.
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Ferner
wird außerdem
bevorzugt, dass die gemeinsame Basis aus einem Werkstoff ausgebildet wird,
der auf Aluminium basiert.
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Dementsprechend
kann die Gewichtsreduzierung der gemeinsamen Basis ermöglicht werden, wodurch
die Reduzierung der Gewichtslast ermöglicht wird, die auf das Robotergelenk
ausgeübt
wird.
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Verglichen
mit der herkömmlichen
Punktschweißpistole,
in der mit dem Schienenhauptkörper als
Bezugspunkt ein Antrieb im Innenteil eines Pistolenhauptkörpers integral
damit ausgebildet wird, können
nach dem Schweißapparat
der Erfindung der Pistolenarm, die Pistolenhalterung, die Ausgleichseinheit,
der Schweißtransformator
und Ähnliches
individuell als eine Einheit montiert werden. Das vermeidet die
Notwendigkeit eines neuen Aufbaus der Struktur der Roboterpistole
mit einem Schweißtransformator,
der darin aufgenommen wird. In diesem Fall kann außerdem die
oben erwähnte
gemeinsame Basis weggelassen werden, was eine weitere Größen- und
Gewichtsreduzierung des Schweißapparats
ermöglichen
kann.
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Zusätzlich ist
es bei dem oben erwähnten Schweißapparat
günstig,
dass das Halteelement eine Punkthalterung ist, die die passende
Elektrodenspitze beinhaltet, und dass ein Pistolenarmelement die
Punkthalterung beinhaltet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Pistolenarm direkt mit dem Ausgangsanschluss des Schweißtransformators
verbunden. Deshalb kann mindestens auf einer Seite eine Verteilerschiene
weggelassen werden. Das ermöglicht
es, die Anzahl der Teile, die Anzahl der Arbeitsstunden für den Zusammenbau
und das Gewicht des Schweißapparats
zu reduzieren.
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1 ist
eine Seitenansicht der äußeren Form
einer Schweißpistole
vom C-Typ, die nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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2 ist
eine Ansicht entlang der Pfeillinie A-A, die in 1 gezeigt
wird;
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3 ist
eine Draufsicht eines Beispiels eines linearen Führungsstellantriebs, der eine
Antriebseinheit beinhaltet;
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
von 3 entlang der Linie Y-Y, die in 3 gezeigt
wird;
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5 ist
eine Seitenansicht einer Widerstandspunktschweißpistole eines anderen Typs,
das heißt,
eines X-Typs, die ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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6 ist
eine Seitenansicht, in der eine Ausgleichseinheit an einem Schweißapparat
montiert ist, der nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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7 ist
eine Ansicht entlang der Pfeillinie X-X, die in 6 gezeigt
wird;
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8 ist
eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform eines Schweißapparats,
der ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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9 ist
eine Seitenansicht des gesamten Schweißapparats, der nicht Gegenstand
der Erfindung ist.
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10 ist
eine Draufsicht eines Schweißapparats
nach der Erfindung; und
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11 ist
eine Ansicht entlang des Pfeils Z-Z in 10.
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Nachfolgend
wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eine Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung gegeben.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Servo-Punktschweißpistole vom C-Typ, die nicht
Gegenstand der Erfindung ist. 2 ist eine
Ansicht entlang der Pfeillinie A-A, die in 1 gezeigt
wird. 3 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer Antriebseinheit. 4 ist
eine Ansicht entlang der Pfeillinie Y-Y, die in 3 gezeigt
wird.
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In
den Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Widerstandsschweißapparat
und bezeichnet hier insbesondere eine sogenannte Servo-Punktschweißpistole
für einen
Roboter, die einen Servomotor M als einen Stellantrieb für den Antrieb der
Elektrodenspitzen verwendet. 2 steht für einen Pistolenarm vom C-Typ,
an dessen Voderende eine Elektrodenspitze starr befestigt werden
soll. 4 bezeichnet eine Antriebseinheit für den Antrieb
einer weiteren Elektrodenspitze 5, die einer Elektrodenspitze 3 entspricht. 6 steht
für eine
gemeinsame Basis, mit der viele Teile der Einheiten zusammengefügt werden
sollen, wobei die gemeinsame Basis aus einem Aluminium-Systemwerkstoff
ausgebildet wird, wobei die Gewichtreduzierung berücksichtigt
wurde.
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Und 7 bezeichnet
eine Schweißeinheit.
Diese Schweißeinheit 7 umfasst
einen Schweißtransformator
T für die
Durchleitung eines Sekundärstroms durch
den vorliegenden Widerstandsschweißapparat, Sammelschienen B1,
B2 und B3, die bei der Bildung eines Sekundärstromkreises zusammen arbeiten,
der mit den Ausgangsanschlüssen
E1 und E2 des vorliegenden Schweißtransformators T verbunden
ist, und einen Nebenanschluss F, der mit einer Punkthalterung H
an der beweglichen Seite des vorliegenden Widerstandsschweißapparats
verbunden ist, und Ähnliches.
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Die
Antriebseinheit 4, die eine marktübliche Antriebseinheit sein
kann, umfasst zum Beispiel, wie in 3 und 4 gezeigt,
einen Schienenhauptkörper 8,
der einen aussparungsförmigen
Bereich aufweist, und ein Paar linearer Führungsschienen 9, die
auf den beiden Seiten des Schienenhauptkörpers 8, der einen
aussparungsförmigen
Bereich aufweist, parallel zueinander angeordnet sind, wobei jede
der Führungsschienen 9 an
ihrer Innenseite eine Fahrbahnoberfläche U mit einer darin ausgebildeten
Führungsnut
aufweist. In dem Schienenhauptkörper 8 der
Antriebseinheit 4 ist eine Montagefläche d ausgebildet, die an der
gemeinsamen Basis 6 durch eine Vielzahl von Bolzen b1 montiert
werden kann.
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Innerhalb
der Nut, die in dem Schienenhauptkörper 8 ausgebildet
ist, und die einen aussparungsförmigen
Bereich aufweist, ist ein Mutternblock N mit einer Kugelgewindespindel 10 zusammengefügt, die
entlang der Fahrbahnoberfläche
U angeordnet ist. In dem Mutternblock N ist eine Montagefläche c für die Montage
des Pistolenarms 2 ausgebildet.
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Mit
der Kugelgewindespindel 10 ist direkt eine Ausgangswelle 12 des
elektrischen Servomotors M verbunden, der an dem Gehäuse 11 des Schienenhauptkörpers 8 befestigt
ist. Zum Beispiel zur Vermeidung eines Störzustands zwischen einem Werkstück und dem
elektrischen Servomotor M, kann, wie in 3 gezeigt,
der elektrische Servomotor M gegebenenfalls außerdem nach hinten zu der Seitenfläche des
Schienenhauptkörpers 8 gedreht werden
und mit der Kugelgewindespindel 10 durch eine beliebigen
Kraft übertragenden
Einrichtung 16, wie z. B. ein Zahnrad, ein Riemen, eine
Kette oder Ähnliches,
verbunden werden.
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Wenn
im Betrieb die Kugelgewindespindel 10 durch die Kraft des
Motors M gedreht wird, dann wird der Mutternblock N übertragen,
und die andere Elektrodenspitze 5, die auf der Mutternblock-Seite getragen
wird, wird dadurch vorwärts
getrieben und entfernt sich von einer Elektrodenspitze 3,
die sich an der starren Armseite befindet, wodurch ein Arbeitsablauf
zur Aufbringung eines Schweißdruck
und ein Arbeitsablauf zur Freigabe der Elektrode durchgeführt werden
kann.
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In
einem Verfahren, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist zur
Steuerung der Positionierungs- und der Bewegungsgeschwindigkeit
der Elektrodenspitze 5 während der Druckbewegung oder
der Freigabebewegung der Elektrodenspitze 5, zum Beispiel
ein Positionssensor, wie ein Codierer oder Ähnliches, zusammen mit einem
Geschwindigkeitssensor, wie einem Tachogenerator oder Ähnlichem,
an dem Motor M montiert, die Anzahl der Umdrehungen der Ausgangswelle
des Motors M oder der Kugelgewindespindel 10 oder der Spindelmutter
oder Ähnlichem
wird durch den Codierer in die Anzahl von Impulsen umgewandelt,
und die so umgewandelte Impulszahl wird dann gezählt; und zu einem Zeitpunkt, bei
dem die so gezählte
Impulszahl einen festgelegten Wert erreicht, der dem Bewegungsabstand
der Elektrodenspitze 5 entspricht, wird die Rotation des Motors
M so gesteuert, dass dadurch die Positionierung der Elektrodenspitze 5 durchgeführt wird.
Bezogen auf die Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit der Elektrodenspitze 5,
werden außerdem
Signale von dem Tachogenerator sequentiell zurückgeführt und als die Geschwindigkeiten
des Motors M aufgenommen, Abweichungen zwischen den so erzielten Geschwindigkeiten
und der Elektrodenposition werden bearbeitet und in Übereinstimmung
mit den Ergebnissen, die durch diese Abweichungsbearbeitung erzielt
werden, wird die Elektrode beschleunigt und/oder verlangsamt, um
dadurch die Elektrode oder Elektrodenspitze 5 in eine Werkstück-Schweiß-Position
zu bewegen. Bezüglich
der Steuerung des Drucks zwischen den Elektrodenspitzen, wird übrigens
der Ankerstrom des Motors M in unter Druck stehendem Zustand ermittelt,
und der so ermittelte Strom wird zurückgeführt, um dadurch den Druck zwischen
den Elektrodenspitzen zu steuern.
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Die
Antriebseinheit 4 besteht aus einem Antriebsgerät zur Aufbringung
von Druck auf eine Servo-Punktschweißpistole, die als eine Antriebseinheit aufgebaut
ist. Bezüglich
des spezifischen Aufbaus der Antriebseinheit 4, wird zum
Beispiel wie in 4 gezeigt, die eine Querschnittansicht
davon ist, eine Vielzahl von Kugeln br, die im Innenteil des Mutternblocks
N gespeichert sind, sequentiell gerollt, um dadurch den Mutternblock
N entlang einer Fahrbahnoberfläche
zu führen,
die in einer Richtung ausgebildet ist, entlang der der Mutternblock
N übertragen
werden kann.
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Bezüglich der
gemeinsamen Basis 6 ist hier der Pistolenarm 2 durch
ein Isolierblech hindurch an einer oder zwei Flächen der der gemeinsamen Basis 6 mittels
einer Vielzahl von Bolzen b2 befestigt und einer Pistolenhalterung 13,
die eine Robotermontagefläche
aufweist, ist durch ein weiteres Isolierblech hindurch an derselben
Fläche
der gemeinsamen Basis 6 mittels einer Vielzahl von Bolzen
b3 befestigt. An der Pistolenhalterung 13 ist der Schweißtransformator
T mittels einer Vielzahl von Bolzen b4 befestigt.
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Und
an den anderen Flächen
der gemeinsamen Basis 6 ist die Antriebseinheit 4 mittels
einer Vielzahl von Bolzen b1 befestigt. Die Punkthalterung H ist
an dem Mutternblock N der Antriebseinheit 4 mittels einer
Vielzahl von Bolzen b5 befestigt, während die andere Elektrodenspitze 5 am
Vorderende der Punkthalterung H getragen wird.
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Der
Schienenhauptkörper 8 der
Antriebseinheit 4 beinhaltet eine Abdeckung (die in 2 mit 17 bezeichnet
ist), die in der Übertragungsrichtung
des Mutternblocks N angeordnet ist, wodurch die Fahrbahnoberfläche und
die Kugelgewindespindel geschützt
werden können,
indem verhindert wird, dass Fremdkörper (wie Schweißperlen,
Wasser, Öl,
Rauch und Ähnliches,
die während
des Schweißvorgangs erzeugt
werden) daran haften.
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Die
Abdeckung 17 erstreckt sich so entlang der Längsrichtung
des Schienenhauptkörpers 8, dass
der obere Abschnitt des Schienenhauptkörpers 8 abgedeckt
wird, während
die zwei Enden der Abdeckung 17 jeweils an den zwei Seiten
des Gehäuses 11 des
Schienenhauptkörpers 8 befestigt
sind.
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In
dem Mutternblock N ist eine Abdeckungsführungsnut 21 ausgebildet,
die verhindert, dass die Abdeckung 17 die Bewegung des
Mutternblocks N stört,
sobald sich der Mutternblock N entlang der Schiene bewegt. Das heißt, die
Abdeckung 17 läuft durch
die Führungsnut 21,
um dadurch zu ermöglichen,
dass sich der Mutternblock N ohne Problem bewegt. Diese Abdeckung 17 kann
durch einen Blasebalg ersetzt werden.
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Als
Nächstes
zeigt 5 eine herkömmliche Punktschweißpistole
vom X-Typ für
einen Roboter, die ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
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Eine
bewegliche Pistolenarmseite 15, die so angeordnet ist,
dass sie einer starren Pistolenarmseite 14 entspricht,
die an dem Hauptkörper
der vorliegenden Punktschweißpistole
befestigt ist, wird durch eine Elektroden-Antriebseinheit angetrieben,
die eine Kugelgewindespindel 10, ein Mutternblock N, eine
lineare Führungsschiene 9 und
einen Servomotor M, der in dem Schienenhauptkörper 8 angeordnet
ist umfasst; und das ist bei der herkömmlichen Schweißpistole üblich. Die
Erfindung unterscheidet sich von der herkömmlichen Schweißpistole
jedoch dadurch, dass die gemeinsame Basis 6 verwendet wird,
bei der nicht nur die Pistolenarme und die Antriebseinheit sondern
auch der Schweißtransformator,
die Ausgleichseinheit und Ähnliches,
entsprechend den Funktionen der Schweißpistole, die von den Schweißbedingungen,
den Werkstückeinflussbedingungen
und anderen ähnlichen
Bedingungen abhängen,
einfacher montiert und entfernt werden können.
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Entsprechend
einem Montageverfahren, das nicht Gegenstand der Erfindung ist,
wird der Bereich der gemeinsamen Basis 6 im Wesentlichen
in einer U-Form ausgebildet, die starre Pistolenarmseite 14 ist
an einer Fläche
der unteren Flächen
der gemeinsamen Basis 6 durch ein Isolierblech hindurch
mittels einer Vielzahl von Bolzen b2 befestigt, und der Schienenhauptkörper 8 der
Antriebseinheit 4 ist an derselben Fläche mittels einer Vielzahl
von Bolzen b1 befestigt. Und die bewegliche Pistolenarmseite 15 ist
an dem Mutternblock N der Antriebseinheit 4 mittels einer
Vielzahl von (nicht gezeigten) Bolzen befestigt.
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Mit
den zwei Seitenblechen der gemeinsamen Basis 6 als deren
Bezugspunkt, ist außerdem die
Halterung 13 durch ein Isolierblech hindurch mittels einer
Vielzahl von Bolzen b3 befes tigt, während ein Schweißtransformator
T mittels einer Vielzahl von Bolzen b4 fest an der Halterung 13 befestigt
ist.
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Eine
Antriebseinheit 4, die an der gemeinsamen Basis 6 befestigt
ist, ist, wie oben gezeigt, so aufgebaut, dass ein Mutternblock
N in einer linearen Führungsschiene
(in 3 und 4 mit 9 bezeichnet)
und einer Kugelgewindespindel 10 aufgenommen wird.
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Der
Mutternblock N besteht aus einer Übertragungseinheit, die eine
Vielzahl von Gleitkörpern oder
eine Vielzahl von Rollelementen, wie Kugeln br oder Ähnliches,
beinhaltet, die in einer Nut aufgenommen werden, die in der linearen
Führungsschiene 9 ausgebildet
ist.
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Diese
Führungseinheit
ist eine Einheit, die die Kugelgewindespindel 10 unter
Verwendung des Elektromotors M dreht, wobei die Vielzahl der Kugeln br
sequentiell entlang der Fahrbahnoberfläche U oder der Nut der linearen
Führungsschiene 9 gerollt werden,
um dadurch die Bewegung des Mutternblocks N eben zu führen; und
deshalb kann die Führungseinheit
die bewegliche Pistolenarmseite 15 mittels der Übertragungsbewegung
des Mutternblocks N öffnen
und schließen.
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Als
Nächstes
zeigt 6 eine Ausführungsform,
in der eine Ausgleichseinheit 18 an einem Schweißapparat
montiert ist. Und 7 ist eine Ansicht entlang einer
Pfeillinie X-X, die in 6 gezeigt wird, in der eine
Zweipunkt-Strichlinie den Aufbau eines Elektromotors M zeigt, der
wie in 3 auf die Seitenfläche des Schienenhauptkörpers umgekehrt ist.
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In
diesem Fall ist die Ausgleichseinheit 18 so aufgebaut,
dass die jeweiligen zwei Enden von zwei parallelen Führungsstangen 19a und 19b an
ihren jeweils vorgegebenen Positionen einer gemeinsamen Basis 6 durch
Stützbleche 13b und 13c befestigt sind,
die jeweils an dem Transformator-Befestigungsblech 13a der
Pistolenhalterung 13 befestigt sind.
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Und
die zwei Führungsstangen 19a und 19b werden
jeweils durch ihre zugehörigen
Gehäuse 22a und 22b eingesetzt,
die integral in der gemeinsamen Basis 6 montiert sind oder
an der gemeinsamen Basis 6 mechanisch durch Spannschrauben
oder Ähnliches
in einer solchen Weise montiert sind, dass sie mechanisch von der
gemeinsamen Basis 6 entfernt werden können; und außerdem werden
die Führungsstangen 19a und 19b gleitfähig abgestützt.
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Die
Ausgleichseinheit 18 beinhaltet einen Abgleichzylinder 20 mit
einem Zylinderhauptkörper, der
an der Pistolenhalterung 13 befestigt ist, während die
Kolbenstange 21 des Abgleichzylinders 20 mit den
Gehäusen 22a und 22b verbunden
ist; und deshalb kann infolge eines Druckluftkreislaufs, der die Gewichtsabgleichwirkung
des Pistolenhauptkörpers bezüglich des
Abgleichzylinders 20 erzielen kann, die gesamte Schweißpistole
zum Schwimmen gebracht werden, so dass sie eine Reaktionskraft absorbieren
kann, die erzeugt wird, sobald eine Elektrodenspitze auf der beweglichen
Seite Druck auf die zwei Werkstücke
ausübt,
wodurch sie die Werkstücke
gegen Verformung und Beanspruchung schützen kann.
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Obwohl
der Aufbau des Druckluftkreislaufs in den Zeichnungen der Erfindung
weggelassen wird, sind tatsächlich
zum Beispiel auf der Arbeitsseite und auf der Rückführseite der Druckluftkreisläufe des
Abgleichzylinders 20 Elektromagnetventile angeordnet, die
verschiedene Arbeitsabläufe
ausführen
können, wie
z. B. einen Arbeitsablauf, um einen internen Druck zu erhöhen und
zu senken und/oder einen Arbeitsablauf, um die Richtung des internen
Drucks umzuschalten, und dadurch kann die Luft in eine Richtung
zugeführt
werden, in der das Meiste der Gewichtslast der Schweißpistole
durch die Luft aufgehoben werden kann.
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Zum
Beispiel wird in einer Richtung, in der ein Gewichtsausgleich gemäß den Veränderungen
in dem Verhalten der Schweißpistole
durch ein elektropneumatisches Proportionalventil oder Ähnliches
erzielt werden kann, ein zuvor festgelegter interner Druck angepasst,
indem ein elektromagnetisches Ventil gemäß einem externen Signal ein-
und ausgeschaltet wird, um dadurch automatisch einen hydraulischen
Druck an den Abgleichzylinder 20 anpassen zu können.
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Als
Nächstes
wird nachfolgend eine Beschreibung einer weiteren Ausführungsform
unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen gegeben. Das heißt, 8 ist
eine Draufsicht einer Schweißpistole und 9 ist
eine Seitenansicht der gesamten vorliegenden Schweißpistole,
die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
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Bezüglich der
Bezugszeichen, die in 8 und 9 verwendet
werden, werden übrigens
den funktionellen Komponenten der vorliegenden Schweißpistole,
die Dieselben sind wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
(in 1 bis 7 gezeigt), dieselben Bezeichnungen
gegeben und deren ausführliche
Beschreibung wird deshalb hier weggelassen.
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In
der in 8 und 9 gezeigten Schweißpistole
wird ein Elektromotor Mals eine Antriebsquelle für den Antrieb der Elektrodenspitze 5 verwendet.
Eine Elektrodenspitze 3 ist an dem Vorderende eines Pistolenarms 2 vom
C-Typ befestigt. Eine Antriebseinheit 4, die verwendet
wird, um die andere Elektrodenspitze 5 anzutreiben, die
einer Elektrodenspitze 3 entspricht, ist so aufgebaut dass der
Pistolenarm 2 und die Pistolenhalterung 13 direkt auf
dem Schienenhauptkörper 8 der
Antriebseinheit 4 durch ein Isolierblech hindurch jeweils
mittels einer Vielzahl von Bolzen b2 und einer Vielzahl von Bolzen b3
montiert sind. In diesem Fall kann der Pistolenarm 2 außerdem direkt
an der Seite der Pistolenhalterung 13 in einer solchen
Weise montiert sein, dass er von der Pistolenhalterung 13 ebenso
isoliert ist wie von dem Schienenhauptkörper 8.
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In
dem Schienenhauptkörper 8 wird
ein Mutternblock N in einer Kugelgewindespindel 10 aufgenommen,
die entlang einer Fahrbahnoberfläche
angeordnet ist, die in dem Schienenhauptkörper 8 ausgebildet
ist. Ein Pistolenarm (zum Beispiel ein Pistolenarm, der in 5 mit 15 bezeichnet
wird), der die andere Elektrodenspitze 5 beinhaltet, oder
ein eine Punkthalterung H ist direkt an dem Mutternblock N mittels
einer Vielzahl von Bolzen b5 montiert.
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Eine
Sammelschiene B3 wird in einer solchen Weise integral mit der Punkthalterung
H ausgebildet, dass sie von einem Punkthalterungshauptkörper der
Punkthalterung H hervorragt, und zwischen der Sammelschiene B3 und
einer Sammelschiene B1, die an dem Ausgangsanschluss E1 eines Schweißtransformators
T angeschlossen sind, der verwendet wird, um einen Sekundärstrom durch
die vorliegende Schweißpistole
zu leiten, ist ein Nebenanschluss F angeschlossen, der eine Flexibilität aufweist,
die der geradlinigen Übertragungsbewegung des
Mutternblocks N entspricht.
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Die
Kugelgewindespindel 10 ist durch eine Kupplung 22 mit
der Ausgangswelle des Elektromotors M verbunden, der an einem Gehäuse 11 des Schienenhauptkörpers 8 befestigt
ist. Als Elektromotor M wird im Allgemeinen ein Servomotor, ein
Motor mit einem Enduntersetzungsgetriebe oder Ähnliches verwendet.
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Hier
wird ein Fall gezeigt, in dem der Servomotor direkt mit der Kugelgewindespindel 10 verbunden
ist. Sobald der Elektromotor M so angeordnet ist, dass er sich,
wie in 3 gezeigt, weit zurück erstreckt, kann jedoch wie
oben beschrieben, der Elektromotor M zu der Seitenfläche des
Schienenhauptkörpers 8 umgekehrt
werden, und dann kann die Ausgangswelle des Elektromotors M mit
der Kugelgewindespindel 10 verbunden werden.
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Im
Innenteil des Mutternblocks N wird eine Vielzahl von Kugeln br gespeichert,
und deshalb wird die Vielzahl der Kugeln br sequentiell auf der
Fahrbahnoberfläche
des Schienenhauptkörpers 8 gerollt, um
dadurch die Bewegung des Mutternblocks N in eine Richtung zu führen, in
die der Mutternblock N übertragen
wird.
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Anstelle
der Abdeckung 17, die in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
verwendet wird, wird hier ein boxförmiges Abdeckungsgehäuse 23 verwendet,
das geöffnet
und geschlossen werden kann, und das über der Öffnung des Schienenhauptkörpers 8 angeordnet
ist, um den gesamten Gleitabschnitt, einschließlich der Fahrbahnoberfläche des Schienenhauptkörpers 8,
die Kugelgewindespindel 10 und ähnliche Teile, abzudecken.
Obwohl nicht in 8 und 9 gezeigt,
ist in dem Abdeckungsgehäuse 23 eine Öffnung oder
eine Austrittsnut ausgebildet, die verwendet wird, um eine Beeinträchtigung der
beweglichen Teile, wie der Sammelschiene B3, der Elektrodenspitze 5,
der Punkthalterung H und ähnlicher
Teile, die aus dem Abdeckungsgehäuse 23 herausragen,
zu vermeiden. Da der oben erwähnte Gleitabschnitt
innerhalb des Abdeckungsgehäuses 23 aufgenommen
werden kann, kann infolge der Bereitstellung einer solchen Öffnung oder
Austrittsnut, die Antriebseinheit 4 vor Fremdkörpern, die
während des
Schweißvorgangs
erzeugt werden, wie Schweißperlen,
Wasser, Öl,
Rauch und Ähnlichem
geschützt werden,
indem verhindert wird, dass Fremdkörper an der Antriebseinheit 4 haften.
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Wie
oben beschrieben, wird bei der Schweißpistole nach der vorliegenden
Ausführungsform
durch Drehen der Kugelgewindespindel 10 mittels der Kraft
des Elektromotors M der Mutternblock N übertragen, und deshalb wird
die andere Elektrode, die auf der Seite des Mutternblocks gehalten
wird, nahe zu der Elektrodenspitze 3 auf der starren Armseite
und wieder weg bewegt, wodurch Druck zum Schweißen aufgebracht oder freigegeben
werden kann.
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Nach
der vorliegenden Erfindung weist eine Kugelgewindespindel-Welle
zwei Gewindeabschnitte auf, das heißt, ein Rechtsgewinde und ein
Linksgewinde, und deshalb können
die zwei Elektroden mittels der Ausgabe eines einzelnen Elektromotors gleichzeitig
betrieben werden, wodurch die Schweißtaktzeit auf die Hälfte der
Schweißtaktzeit
reduziert werden kann, die in den jeweiligen, oben beschriebenen
Ausführungsformen
erforderlich ist.
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Nun
ist 10 eine Vorderansicht einer Schweißpistole,
die ein spezifisches Beispiel der Erfindung zeigt; und 11 ist
eine Ansicht entlang der Pfeillinie Z-Z, die in 10 gezeigt
wird. In 10 und 11 ist
der Aufbau einer Antriebseinheit 4 grundsätzlich derselbe
wie der zuvor in 3 und 4 Gezeigte,
und deshalb wird dessen ausführliche
Beschreibung hier weggelassen.
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In 10 und 11,
werden den funktionellen Teilen, die dieselben sind wie diejenigen
der Schweißpistole,
die in der zuvor bezüglich 5 behandelten
zweiten Ausführungsform
verwendet wurde, dieselben Bezeichnungen gegeben. Insbesondere weist
in einem Schweißapparat
eines Typs, der so aufgebaut ist, dass sich eine Kugelgewindespindel mit
dem Mutternblock einer linearen Führung zusammenschließt und die
Kugelgewindespindel durch einen Motor angetrieben wird, um dadurch
einer Elektrodenspitze zu ermöglichen,
durch den Mutternblock beweglich zu sein, um ein Drehmoment zur
Erzielung eines Drucks zu erzeugen, der zum Schweißen notwendig
ist, die Kugelgewindespindel 10 ein rechtes Gewinde 10a und
ein linkes Gewinde 10b auf. Außerdem schließen sich
eine Mutternblock N1 für
ein rechtes Gewinde und ein Mutternblock N2 für ein linkes Gewinde jeweils
mit der Kugelgewindespindel 10 zusammen. Und zwei einander
gegenüberliegende Pistolenarme 14 und 15 sind
jeweils durch Bolzen b2 an ihrem zugehörigen Mutternblock N1 und Mutternblock
N2 montiert, während
zwei einander gegenüberliegende
Elektrodenspitzen 3 und 5 jeweils an den Vorderenden
ihrer zugehörigen
Pistolenarme 14 und 15 montiert sind. Nach der
vorliegenden Ausführungsform
kann unter Verwendung des einzelnen Elektromotors M durch Drehen
der einzelnen Kugelgewindespindel-Welle ein Werkstück gleichzeitig
von links und rechts durch die und zwischen den Elektrodenspitzen 3 und 5 gehalten
werden, und sie können dann
zusammen druckgeschweißt
werden, was es möglich
macht, die Schweißtaktzeit
auf die Hälfte
zu reduzieren.
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Nun
wird nachfolgend eine Beschreibung des Arbeitsablaufs der vorliegenden
Erfindung unter Bezug auf 1 beschrieben.
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Die
Steuerelemente der Schweißpistole,
wie die Bewegungen der Schweißpistole
zwischen den Punkten, wo die Schweißarbeitsabläufe durch die Schweißpistole
ausgeführt
werden sollen, die Positionierung der Schweißpistole, die Freigabemenge
der Schweißpistole,
die Beschleunigung und Verlangsamung der Schweißpistole und Ähnliches
wurden zuvor einem Robotersteuergerät beigebracht oder darin programmiert;
und deshalb kann ein Punktschweißarbeitsablauf unter Verwendung
der Schweißpistole ausgeführt werden,
indem die so programmierten Steuerelemente der Schweißpistole
reproduziert werden.
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Wenn
die Schweißpistole
von dem Robotersteuergerät
betrieben wird, um sie zu einem Schweißpunkt zu bewegen und eine
Schweißposition
zwischen den Elektrodenspitzen eingefügt wird, dann wird der Elektromotor
M durch einen Befehl von dem Robotersteuergerät gesteuert und die Kugelgewindespindel 10 wird
dadurch gedreht. Infolgedessen wird der Mutternblock N entlang einer
linearen Führung übertragen,
die zwei Werkstücke
werden durch die und zwischen der Elektrodenspitze auf der beweglichen
Seite und der Elektrodenspitze auf der starren Seite gehalten, der
für das
Schweißen
notwendige Druck wird auf die zwei Werkstücke angewendet, und ein Schweißstrom wird
zwischen den zwei Elektroden hindurch geleitet, um dadurch die Schweißpunkte
der zwei Werkstücke
zu erwärmen und
sie miteinander zu verbinden.
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Diese
Schweißarbeitsabläufe werden
unter der Steuerung des Programms, das auf der Roboterseite gespeichert
ist, nacheinander kontinuierlich bei jedem Schweißpunkt ausgeführt, und
während
dieser Schweißarbeitsabläufe werden
der Roboterarbeitsablauf und der Elektrodenöffnungs- und Elektrodenschließungsarbeitsablauf
durch die Schweißpistole
werden in einer kurzen Schweißzeit
wirkungsvoll ausgeführt,
da die Welle auf der Roboterseite und eine der Wellen auf der Pistolenseite
synchron gesteuert werden.
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Und
wenn viele Arten von Werkstücken
in derselben Fertigungsstraße
hergestellt werden, zum Beispiel wenn Spezifikationen, wie die maximalen Drücke, die
Vorderseitenabmessungen, Maximalöffnungshübe und Ähnliches
sich verändern,
weil die Werkstoff- und Blechstärke
der Werkstücke
oder die Formen, Größen und
Schweißpositionen
der Werkstücke
sich verändern,
werden in Übereinstimmung damit
die Formen und Größen eines
Pistolenarms und/oder einer Punkthalterung ebenso wie Einheiten unterschiedlicher
Größen, wie
eine Antriebseinheit (einschließlich
der Wahl der Kapazität
des Elektromotors), eine Schweißeinheit
und Ähnliches
aus einer Vielzahl von Typen von Einheiten entsprechend den Verwendungszwecken
gewählt
und dann wieder zusammengefügt,
wodurch eine Schweißpistole
aufgebaut werden kann, welche die dann erforderlichen Schweißbedingungen
und die Werkstück-Beeinflussungsbedingungen
erfüllen
kann.
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Wie
vordem beschrieben, können
nach einem Verfahren, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, anstelle
eines Druckantriebs, der im Innenteil des Pistolenhauptkörpers integral
damit ausgebildet wird, standardisierte Einheitsteile, wie ein Pistolenarm, eine
Antriebseinheit, ein Schweißtransformator,
eine Anpassungseinheit, eine Pistolenhalterung und Ähnliches
mit einer gemeinsamen Basis montiert und entfernt werden, die als
deren Bezugspunkt verwendet wird; und deshalb können diese Einheitsteile den Funktionen
der Schweißpistole
entsprechend bei Bedarf leichter wieder zusammengefügt werden.
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Nach
einer Vorrichtung der Erfindung können außerdem verschiedene Standardeinheiten
zu Fertigteilen, wie einer Antriebseinheit und Ähnlichem, mit der gemeinsamen
Basis als deren Bezugspunkt zusammengefügt werden.
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Da
die Anpassungseinheit außerdem
mit der gemeinsamen Basis als deren Bezugspunkt montiert werden
kann, kann nach der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie ein Pistolenarm,
ein Schweißtransformator
und Ähnliches,
die Anpassungseinheit bei Bedarf montiert und entfernt werden, was
die Herstellung des Schweißapparats
mit reduziertem Gewicht und reduzierter Größe ermöglicht.
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Und
die Verwendung der gemeinsamen Basis, die aus einem Aluminium-Systemwerkstoff
ausgebildet ist, kann nach der Erfindung die Reduzierung des Gewichts
der gemeinsamen Basis fördern und
dadurch die Gewichtsbelastung erleichtern, die durch das Robotergelenk übertragen
werden soll, was es möglich
macht die Lebensdauer des Robotergelenks zu verlängern.
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Ferner
ist der Pistolenarm nach der Erfindung direkt mit dem Ausgangsanschluss
des Schweißtransformators
verbunden, um dadurch eine Sekundärschiene in einer Schweißpistole
dieses Typs weglassen zu können.
Das kann nicht nur die Anzahl der Teile und die Anzahl der Arbeitsstunden reduzieren,
die für
das Zusammenfügen
der Schweißpistole
notwendig sind, sondern auch das Gewicht der Schweißpistole.