DE102005021330B3

DE102005021330B3 - Electric press welding process for multi-part workpieces involves placing parts in transportable workpiece holder outside welding machine and inserting tool plates

Info

Publication number: DE102005021330B3
Application number: DE200510021330
Authority: DE
Inventors: Günther Reverchon; Steffen Achatz
Original assignee: CONNTRONIC PROZESS und AUTOMAT; CONNTRONIC PROZESS- und AUTOMATISIERUNGSTECHNIK GmbH
Current assignee: CONNTRONIC PROZESS und AUTOMAT; CONNTRONIC PROZESS- und AUTOMATISIERUNGSTECHNIK GmbH
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-05

Abstract

The welding process for multi-part workpieces (6) involves using at least one welding machine (2) with an adjustable electrodes (4, 5). The workpiece parts (7, 8) are placed in a transportable workpiece holder with at least two movable electrically conduct to tool plates. With the holder closed, they are taken into the welding machine between the electrodes. After welding, the holder is removed and unloaded.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrischen Pressschweißen von mehrteiligen Werkstücken mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.The The invention relates to a method and a device for electrical pressure welding of multipart workpieces having the features in the preamble of the method and apparatus main claim.

Aus der Praxis ist es bekannt, beim elektrischen Widerstandspressschweißen die Werkstücke in entsprechende Aufnahmen an den zustellbaren und mit dem Schweißstrom beschickbaren Elektroden einer Schweißmaschine anzulegen. Diese Zuführung der einzelnen Werkstückteile und die Entnahme der geschweißten Fertigteile erfolgen manuell. Das Werkstückhandling dauert dabei länger als der eigentliche Schweißprozess, der z.B. beim elektrischen Impulsschweißen, insbesondere beim Kondensator-Entladungsschweißen, sehr kurz ist.Out In practice, it is known in electric resistance pressure welding the Workpieces in appropriate recordings on the undeliverable and can be loaded with the welding current Electrodes of a welding machine to apply. This feeder the individual workpiece parts and the removal of the welded Finished parts are done manually. Workpiece handling takes longer than the workpiece handling actual welding process, the e.g. in electric pulse welding, especially in capacitor discharge welding, very is short.

Die DE 26 38 064 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Widerstands-Pressschweißen von Kleinbauteilen unter Verwendung von Schweißelektroden und Hilfselektroden, die vom Schweißstrom durchflossen werden. Die Hilfselektroden schalten eine der beiden Schweißelektroden in den Sekundär-Stromkreis des Schweißtransformators und ermöglichen am Schweißautomaten eine einseitige Stromzufuhr zu beiden Schweißelektroden. Die Hilfselektroden haben keinen direkten Kontakt mit den Werkstückteilen. Die dienen auch nicht als Werkzeugschalen eines Haltewerkzeugs.The DE 26 38 064 A1 discloses a device for resistance pressure welding of small components using welding electrodes and auxiliary electrodes, through which the welding current flows. The auxiliary electrodes switch one of the two welding electrodes into the secondary circuit of the welding transformer and enable the automatic welding machine to provide one-sided power supply to both welding electrodes. The auxiliary electrodes have no direct contact with the workpiece parts. They also do not serve as tool shells of a holding tool.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein besseres Verfahren nebst Vorrichtung zum Pressschweißen aufzuzeigen.It It is an object of the present invention to provide a better process Apparatus for pressure welding show.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.The Invention solves this task with the features in the method and device main claim.

Der Einsatz eines transportablen Haltewerkzeugs, das außerhalb der Schweißmaschine mit den Werkstückteilen bestückt werden kann, beschleunigt die Gesamtdauer des Schweißprozesses erheblich und führt zu einer deutlichen Leistungssteigerung. Das Haltewerkzeug überträgt mit seinem elektrisch leitenden Werkzeugschalen den von den Elektroden zugeführten Strom und wird hierdurch zu einem mobilen Bestandteil der Schweißmaschine. Das Haltewerkzeug kann mehrfach vorhanden sein, so dass die Bestückung und Entleerung von Haltewerkzeugen sowie der eigentliche Schweißvorgang voneinander entkoppelt sind und einander zeitlich überlappen können. Die Bestückung und Entleerung des Haltewerkzeugs außerhalb der Schweißmaschine ist außerdem einfacher und komfortabler. Insbesondere steht hierfür mehr Platz und Bewegungsfreiheit zur Verfügung.Of the Use of a portable holding tool outside the welding machine with the workpiece parts stocked can accelerate the overall duration of the welding process considerably and leads to a significant increase in performance. The holding tool transmits with his electrically conductive tool shells the current supplied by the electrodes and thereby becomes a mobile component of the welding machine. The holding tool can be present several times, so that the assembly and Emptying of holding tools and the actual welding process are decoupled from each other and overlap in time can. The equipment and emptying the holding tool outside the welding machine is also easier and more comfortable. In particular, this is more space and freedom of movement.

Die Handhabung des Haltewerkzeugs nebst Bestückung und Entladung kann manuell erfolgen. Das transportable und ggf. mehrfach vorhandene Haltewerkzeug erlaubt aber auch eine maschinelle Handhabung und eine dementsprechende Leistungssteigerung. Durch eine Vollautomatisierung können Arbeitskosten eingespart werden.The Handling of the holding tool together with assembly and unloading can be done manually respectively. The transportable and possibly multiple existing holding tool But also allows a machine handling and a corresponding Performance increase. Fully automated labor costs be saved.

Durch eine geeignete elektrische Isolierung kann bei einer maschinellen Handhabung das Haltewerkzeug während des Schweißprozesses in der Schweißmaschine von der Handhabungseinrichtung festgehalten werden. Dies führt zu einer weiteren Beschleunigung und Vereinfachung der Handhabung. Ein An- und Abkuppeln des Werkstückträgers von der Handhabungseinrichtung ist entbehrlich.By A suitable electrical insulation can be used in a machine Handling the holding tool during of the welding process in the welding machine be held by the handling device. This leads to a further acceleration and simplification of handling. An appendix and uncoupling the workpiece carrier from the Handling device is unnecessary.

Das Haltewerkzeug kann mit einer integrierten oder zugeordneten Schließeinrichtung kombiniert werden, die ein Schließen der Werkzeugschalen nach der Bestückung bewirkt und die Werkzeugschalen während der weiteren Handhabung bis zur Entladung zusammenhält. Durch geeignete Führungen können die eingelegten Werkstückteile in ihrer schweißgerechten Lage zueinander positioniert und fixiert werden.The Holding tool can with an integrated or associated locking device after closing the tool shells after the equipment causes and the tool shells during further handling holds together until unloading. By suitable guides, the inserted workpiece parts in her sweaty Position can be positioned and fixed to each other.

Die Werkzeugschalen können formschlüssige Aufnahmen für die Werkstückteile haben, welche einerseits für den notwendigen Halt und sie prozessgerechte Position der Werkstückteile und andererseits für den stromführenden Kontakt und die Kraftübertragung beim Zusammenpressen zwischen den Elektroden sorgen. Durch eine geeignete Formanpassung der Werkstückaufnahmen kann ein vollflächiger strom- und kraftleitender Kontakt zu den Werkstückteilen hergestellt werden. Die Einlegetiefe der Werkstückaufnahmen ist dabei so bemessen, dass in Schließstellung die Werkzeugschalen voneinander distanziert sind, so dass der Schweißstrom ausschließlich über die Kontaktbereiche der Werkstückteile fließt und für deren Verschweißung sorgt.The Tool shells can positive Recordings for the workpiece parts have, on the one hand for the necessary stop and process-oriented position of the workpiece parts and on the other hand for the current-carrying Contact and the power transmission when compressing between the electrodes. By a suitable form adaptation of the workpiece holders can be a full-surface current and force-conducting contact with the workpiece parts are produced. The insertion depth of the workpiece holders is dimensioned so that in the closed position the tool shells distanced from each other, so that the welding current exclusively on the Contact areas of the workpiece parts flows and for their welding provides.

Das beanspruchte Verfahren und die Vorrichtung eignen sich besonders für das elektrische Impulsschweißen, insbesondere das Kondensator-Entladungsschweißen. Die wesentlich verkürzten Handhabungszeiten reduzieren die Gesamtzeit des Prozesses und erhöhen die Wirtschaftlichkeit, die Einsatzbereiche und auch die Verfügbarkeit dieser Schweißtechnik. Eine besondere Eignung besteht hierbei für schalenförmige Werkstückteile, die an ihrem offenen Schalenrändern passgenau in Kontakt gebracht und verschweißt werden können. Insbesondere ist es möglich, an den Schalenrändern eine umlaufende Schweißnaht und speziell auch eine Dichtschweißung herzustellen. Dies ist besonders im Behälterbau von Vorteil.The claimed method and the device are particularly suitable for the electric pulse welding, in particular the capacitor discharge welding. The significantly reduced handling times reduce the overall time of the process and increase the cost-effectiveness, the areas of application and also the availability of this welding technology. A particular suitability here is for cupped workpiece parts that can be accurately brought into contact and welded at their open shell edges. In particular, it is possible at the shell edges a circumferential weld and especially a seal to produce welding. This is particularly advantageous in container construction.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In the dependent claims are further advantageous embodiments of the invention indicated.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:The The invention is for example and schematically in the drawings shown. In detail show:

1: eine Draufsicht auf eine Schweißzelle mit einer Schweißmaschine, mehreren Haltewerkzeugen und einer Handhabungseinrichtung, 1 FIG. 2: a plan view of a welding cell with a welding machine, a plurality of holding tools and a handling device, FIG.

2: eine Draufsicht auf eine Variante der Schweißzelle von 1 mit vier Robotern, 2 : A plan view of a variant of the welding cell of 1 with four robots,

3: eine perspektivische Ansicht einer Schweißmaschine mit einem Roboter und einem Haltewerkzeug in Zuführstellung, 3 FIG. 3: a perspective view of a welding machine with a robot and a holding tool in the feed position, FIG.

4 und 5: verschiedene perspektivische Ansichten der Werkzeugschalen eines Haltewerkzeugs, 4 and 5 : various perspective views of the tool shells of a holding tool,

6 und 7: verschiedene perspektivische Ansichten des Haltewerkzeugs mit einer Schließeinrichtung. 6 and 7 : various perspective views of the holding tool with a locking device.

1 zeigt in der Draufsicht eine Vorrichtung zum elektrischen Pressschweißen von mehrteiligen Werkstücken (6), die in der gezeigten Ausführungsform als Schweißzelle ausgebildet ist. Die Schweißzelle kann alternativ Bestandteil einer größeren Schweißanlage sein. In der gezeigten Ausführungsform ist die Schweißzelle (1) voll automatisiert. Sie kann alternativ teilweise manuell betrieben werden. 1 shows in plan view a device for electrical pressure welding of multi-part workpieces ( 6 ), which is formed in the embodiment shown as a welding cell. The welding cell may alternatively be part of a larger welding system. In the embodiment shown, the welding cell ( 1 ) fully automated. It can alternatively be operated partly manually.

In der Schweißzelle (1) ist mindestens eine elektrische Schweißmaschine (2) zur Ausführung des elektrischen Pressschweißprozesses angeordnet. Sie besitzt mindestens zwei unter Kraft zustellbare Elektroden (4,5), die in einem Gestell (3) mit einer Zustelleinrichtung (nicht dargestellt) gelagert sind. Die Schweißmaschine (2) umfasst ferner mindestens eine geeignete Schweißstromquelle sowie eine Prozesssteuerung (beide nicht dargestellt). Der Pressbereich an den Elektroden (4,5) ist von ein oder mehreren, vorzugsweise von zwei Seiten her zugänglich. In der gezeigten Ausführungsform werden die Elektroden vertikal aufeinander zubewegt und zusammen gepresst.In the welding cell ( 1 ) is at least one electric welding machine ( 2 ) arranged to perform the electric pressure welding process. It has at least two force-deliverable electrodes ( 4 . 5 ), which are in a frame ( 3 ) are mounted with an infeed device (not shown). The welding machine ( 2 ) further includes at least one suitable welding power source and process control (both not shown). The pressing area on the electrodes ( 4 . 5 ) is accessible from one or more, preferably from two sides. In the embodiment shown, the electrodes are moved vertically toward each other and pressed together.

Der Pressschweißprozess kann unterschiedlich ausgebildet sein. Es handelt sich vorzugsweise um einen elektrischen Widerstands-Pressschweißprozess, insbesondere ein Impulsschweißverfahren. Besonders bevorzugt ist das elektrische Kondensator-Entladungsschweißverfahren, bei dem eine Kondensatoranordnung elektrisch aufgeladen wird und beim Entladevorgang über einen Schwingkreis einen Impulsstrom über die Elektroden (4,5) fließen lässt.The pressure welding process can be designed differently. It is preferably an electrical resistance pressure welding process, in particular a pulse welding process. Particularly preferred is the electric capacitor discharge welding method, in which a capacitor arrangement is electrically charged and during the discharge process via a resonant circuit a pulse current across the electrodes ( 4 . 5 ).

Die Schweißzelle (1) dient zum elektrischen Pressschweißen von ein oder mehreren Werkstücken (6), die in 1 und 2 als Fertigteile dargestellt sind und die aus zwei oder mehr miteinander zu verschweißenden Werkstückteilen (7,8) bestehen. Für die Werkstückteile (7,8) oder das sogenannte Halbzeug sind je nach Zellenausgestaltung ein, zwei oder mehr Werkstückzuführungen (24) vorhanden. Die Fertigteile (6) können von zwei beidseits der Schweißmaschine (2) angeordneten Fertigteilabfuhren (26) abtransportiert werden.The welding cell ( 1 ) is used for electrical pressure welding of one or more workpieces ( 6 ), in the 1 and 2 are shown as finished parts and from two or more to be welded together workpiece parts ( 7 . 8th ) consist. For the workpiece parts ( 7 . 8th ) or the so-called semi-finished product are one, two or more workpiece feeders (depending on the cell configuration) ( 24 ) available. The finished parts ( 6 ) can be made from two sides of the welding machine ( 2 ) arranged prefabricated parts ( 26 ) are transported away.

Die Werkstückteile (7,8) werden außerhalb der Schweißmaschine (2) in einem transportablen Haltewerkzeug (9) eingelegt, das mindestens zwei relativ zueinander bewegliche und elektrische leitende Werkzeugschalen (10,11) aufweist. 4 bis 7 zeigen diese Anordnung. Das Haltewerkzeug (9) kann mittels einer Schließeinrichtung (14) eingeschlossen werden, wobei die Werkzeugschalen (10,11) aufeinander zubewegt werden und die Werkstückteile (7,8) zwischen sich halten. Das geschlossene Haltewerkzeug (9) kann in die Schweißmaschine (2) eingeführt und zwischen die zurückgezogenen Elektroden (4,5) eingebracht werden. Anschließend werden die Elektroden (4,5) für den Schweißprozess gegeneinander zugestellt und an die Werkzeugschalen (10,11) angepresst, wobei sie auch die Werkstückteile (7,8) zusammendrücken. Der Schweißstrom wird über die Elektroden (4,5) und die Werkzeugschalen (10,11) durch die Werkstückteile (7,8) geleitet. An den Kontaktstellen der Werkstückteile (7,8) entsteht durch den dortigen Übergangswiderstand eine Stromkonzentration, welche zu einer Plastifizierung oder zu einem Teigigwerden und zu einer Schweißverbindung an den Kontaktstellen führt. Anschließend kann das Haltewerkzeug (9) nach der Stromabschaltung und dem Rückzug der Elektroden (4,5) wieder entnommen und nach dem Entladen des Fertigteils (6) erneut bestückt werden.The workpiece parts ( 7 . 8th ) are outside the welding machine ( 2 ) in a portable holding tool ( 9 ), the at least two relatively movable and electrically conductive tool shells ( 10 . 11 ) having. 4 to 7 show this arrangement. The holding tool ( 9 ) can by means of a locking device ( 14 ), the tool shells ( 10 . 11 ) are moved towards each other and the workpiece parts ( 7 . 8th ) between them. The closed holding tool ( 9 ) can enter the welding machine ( 2 ) and between the withdrawn electrodes ( 4 . 5 ) are introduced. Then the electrodes ( 4 . 5 ) for the welding process against each other and to the tool shells ( 10 . 11 ), whereby it also the workpiece parts ( 7 . 8th ) compress. The welding current is transmitted via the electrodes ( 4 . 5 ) and the tool shells ( 10 . 11 ) through the workpiece parts ( 7 . 8th ). At the contact points of the workpiece parts ( 7 . 8th ) is caused by the local contact resistance, a current concentration, which leads to a plasticization or Teigigwerden and to a welded joint at the contact points. Then the holding tool ( 9 ) after power-off and retraction of the electrodes ( 4 . 5 ) and after unloading the finished part ( 6 ) are re-equipped.

Die Bestückung des Haltewerkzeugs (9) kann manuell oder maschinell mittels einer Bestückungseinrichtung (25) erfolgen. Letztere kann an die Werkstückzuführung (24) angeschlossen sein. Die Handhabung des Haltewerkzeugs (9) kann ebenfalls manuell oder maschinell geschehen, wobei auch der Schließvorgang manuell durchgeführt werden kann. Anstatt der vorerwähnten mechanischen Schließeinrichtung (14) kann ein manuell betätigbarer Verschluss vorhanden sein, der die Werkzeugschalen (10,11) in Schließstellung zusammenhält und ggf. auch unter einem gewissen Spanndruck hält.The assembly of the holding tool ( 9 ) can be manually or mechanically by means of a loading device ( 25 ) respectively. The latter can be connected to the workpiece feed ( 24 ). The handling of the holding tool ( 9 ) can also be done manually or by machine, whereby the closing process can be performed manually. Instead of the aforesaid mechanical locking device ( 14 ) may be a manually operable closure, the tool shells ( 10 . 11 ) holds together in the closed position and possibly holds under a certain clamping pressure.

In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform ist eine maschinelle Handhabungseinrichtung (18) vorgesehen. Diese kann ein oder mehrere mehrachsige Manipulatoren (19,20,21,22) aufweisen, wobei vorzugsweise zwei oder mehr Manipulatoren (19,20,21,22) paarweise beidseits der Schweißmaschine (2) angeordnet sind. Die Manipulatoren (19,20,21,22) können beliebig ausgebildet sein und beliebig viele rotatorische und/oder translatorische Bewegungsachsen haben. In der gezeigten Ausführungsform sind sie als Industrieroboter, vorzugsweise als sechsachsige Gelenkarmroboter, ausgebildet. Die Manipulatoren (19,20,21,22) halten jeweils mit ihrer Manipulator- oder Roboterhand (23) ein Haltewerkzeug (9) mittel eines elektrisch isolierten Anschlusses (17). Alternativ können an einer Roboterhand (23) auch mehrere Haltewerkzeuge (9) angeordnet sein.In the illustrated and preferred Ausfüh is a mechanical handling device ( 18 ) intended. This can be one or more multi-axis manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ), preferably two or more manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) in pairs on both sides of the welding machine ( 2 ) are arranged. The manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) can be configured as desired and have any number of rotational and / or translational motion axes. In the embodiment shown they are designed as industrial robots, preferably as six-axis articulated-arm robots. The manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) hold each with their manipulator or robot hand ( 23 ) a holding tool ( 9 ) means of an electrically isolated connection ( 17 ). Alternatively, on a robot hand ( 23 ) also several holding tools ( 9 ) can be arranged.

In der gezeigten Ausführungsform von 1 sind zwei Roboter (19,21) beidseits der Schweißmaschine (2) angeordnet, wobei jedem Roboter (19,21) jeweils eine Bestückungseinrichtung (22) und eine Fertigteilabfuhr (26) zugeordnet sind. Bei dieser Ausführung ist eine einzelne Werkstückzuführung (24) vorhanden.In the embodiment shown of 1 are two robots ( 19 . 21 ) on both sides of the welding machine ( 2 ), each robot ( 19 . 21 ) each a loading device ( 22 ) and a prefabricated part removal ( 26 ) assigned. In this embodiment, a single workpiece feed ( 24 ) available.

In der Variante von 2 sind beidseits der Schweißmaschine (2) jeweils zwei Roboter (19,20) und (21,22) angeordnet, wobei jedem dieser Roboterpaare eine eigene Werkstückzuführung (24) und eine eigene Bestückungseinrichtung (25) nebst einer Fertigteilabfuhr (26) zugeordnet ist. In beiden Ausführungsformen bedienen die Manipulatoren oder Roboter (19,20,21,22) abwechselnd die Schweißmaschine (2) und bringen ein bestücktes Haltewerkzeug (9) zwischen die Elektroden (4,5). Während des Schweißprozesses können die Haltewerkzeuge (9) dank des elektrisch isolierten Anschlusses (17) mit der Roboterhand (23) verbunden bleiben. Nach dem Schweißprozess werden die Haltewerkzeuge (9) entnommen, geöffnet und auf geeignete Weise auf die Fertigteilabfuhr (26) entladen. Je nach Art der Werkstücke (6) fallen diese von allein aus dem geöffneten Haltewerkzeug (9). Alternativ können sie durch eine Entladevorrichtung, z.B. einen integrierten Ausstoßer (nicht dargestellt) ausgeworfen und an die Fertigteilabfuhr (26) übergeben werden.In the variant of 2 are on both sides of the welding machine ( 2 ) two robots each ( 19 . 20 ) and ( 21 . 22 ), wherein each of these robot pairs has its own workpiece feed ( 24 ) and its own equipment ( 25 ) and a prefabricated part removal ( 26 ) assigned. In both embodiments, the manipulators or robots ( 19 . 20 . 21 . 22 ) alternately the welding machine ( 2 ) and bring a populated holding tool ( 9 ) between the electrodes ( 4 . 5 ). During the welding process, the holding tools ( 9 ) thanks to the electrically isolated connection ( 17 ) with the robot hand ( 23 ) remain connected. After the welding process, the holding tools ( 9 ), opened and suitably adapted to the prefilled 26 ) unload. Depending on the type of workpieces ( 6 ) they fall off of their own from the open holding tool ( 9 ). Alternatively, they may be ejected by an unloading device, eg an integrated ejector (not shown), and sent to the prefabricated part discharge (FIG. 26 ) be handed over.

In beiden gezeigten Ausführungsformen von 1 und 2 sind die Be- und Entladezeiten des Haltewerkzeugs (9) von den eigentlichen Schweißzeiten entkoppelt. Wenn sich ein Haltewerkzeug (9) in der Schweißmaschine (2) befindet, können in der gleichen Zeit ein oder mehrere andere Haltewerkzeuge (9) bestückt oder entladen werden. Die Auslegung der Handhabungseinrichtung (8) kann auch von der Kapazität der Schweißmaschine (2) und der Dauer des Schweißprozesses abhängen. Bei der Variante von 1 kann die Schweißzeit ungefähr die gleiche Länge wie die Bestückungs- und Entladezeit einschließlich der Transport- und Bewegungszeiten der Roboter (19,21) sein. In der leistungsfähigeren Variante von 2 ist die Schweißmaschine (2) schneller, so dass während der Bestückungs-Transport- und Entladezeit eines Haltewerkzeugs (9) drei Schweißprozesses an anderen Haltewerkzeugen (9) durchgeführt werden können. Die vier Roboter (19,20,21,22) bedienen zyklisch abwechselnd die Schweißmaschine (2), wobei bei jedem Roboterpaar (19,20) und (21,22) die Bestückungs- und Entladezeiten überlappen können.In both embodiments shown of 1 and 2 are the loading and unloading times of the holding tool ( 9 ) decoupled from the actual welding times. When a holding tool ( 9 ) in the welding machine ( 2 ), at the same time one or more other holding tools ( 9 ) are loaded or unloaded. The design of the handling device ( 8th ) can also depend on the capacity of the welding machine ( 2 ) and the duration of the welding process. In the variant of 1 the welding time can be approximately the same length as the loading and unloading time including the transport and travel times of the robots ( 19 . 21 ) be. In the more powerful variant of 2 is the welding machine ( 2 ) faster, so that during the loading transport and unloading time of a holding tool ( 9 ) three welding process on other holding tools ( 9 ) can be performed. The four robots ( 19 . 20 . 21 . 22 ) operate cyclically alternately the welding machine ( 2 ), with each robot pair ( 19 . 20 ) and ( 21 . 22 ) can overlap the loading and unloading times.

Wie 4 bis 7 verdeutlichen, werden die Werkstückteile (7,8) in formschlüssige, verstellbare Werkstückaufnahmen (12) der Werkzeugschalen (10,11) gelegt. Die Werkstückaufnahmen (12) sind in ihrer Formgebung an die Außenform der zugehörigen Werkzeugteile (7,8) angepasst. Vorzugsweise besteht eine vollflächige Formanpassung. Die Einlegetiefe der Werkstückaufnahme (12) ist dabei kleiner als die zugeordnete Werkstückhöhe, so dass die Werkstücke ein wenig über die Oberfläche der in den Werkzeugschalen vorzugsweise bündig eingelassenen Werkstückaufnahmen (12) vorstehen. Durch diesen Überstand werden beim Zusammenpressen in der Schweißmaschine (2) die Werkzeugschalen (10,11) in Zustellrichtung gegenseitig distanziert und elektrisch isoliert. Der Schweißstrom fließt über die ebenfalls elektrisch leitenden Werkstückaufnahmen (12) und die Werkstückteile (7,8). Der Stromübergang findet dabei vorzugsweise nur an den Kontaktstellen der Werkstückteile (7,8) statt, wobei Nebenschlüsse vermieden werden.As 4 to 7 clarify, the workpiece parts ( 7 . 8th ) in positive, adjustable workpiece holders ( 12 ) of the tool shells ( 10 . 11 ) placed. The workpiece holders ( 12 ) are in their shape to the outer shape of the associated tool parts ( 7 . 8th ) customized. Preferably, there is a full-surface shape adaptation. The insertion depth of the workpiece holder ( 12 ) is smaller than the associated workpiece height, so that the workpieces a little over the surface of the tool shells preferably flush mounted workpiece holders ( 12 ) protrude. This supernatant, when compressed in the welding machine ( 2 ) the tool shells ( 10 . 11 ) in the direction of delivery and electrically isolated each other. The welding current flows through the likewise electrically conductive workpiece holders ( 12 ) and the workpiece parts ( 7 . 8th ). The current transition preferably takes place only at the contact points of the workpiece parts ( 7 . 8th ), shunts being avoided.

Die Werkstückteile (7,8) können eine beliebige und bezüglich der Schweißstelle komplementäre Formgebung haben. Insbesondere können die Werkstückteile (7,8) eine Schalenform besitzen, wobei die Schweißverbindung an den freien Schalenrändern erfolgt und ein Hohlteil, z.B. ein Rohr, ein geschlossener Behälter oder dergleichen gebildet wird. Die Verschweißung findet an den Schalenrändern statt, wobei die Schweißstellen je nach Formgebung der Schalenränder stellenweise oder umlaufend vorhanden sein können. Insbesondere lässt sich mit der beschriebenen Schweißtechnik eine umlaufende und dichte Schweißnaht zur Herstellung dichter Hohlkörper, insbesondere Behälter, schaffen.The workpiece parts ( 7 . 8th ) can have any desired and complementary with respect to the weld shape. In particular, the workpiece parts ( 7 . 8th ) have a shell shape, wherein the welded connection takes place at the free shell edges and a hollow part, for example a pipe, a closed container or the like is formed. The welding takes place at the shell edges, the welds depending on the shape of the shell edges may be present in places or circumferentially. In particular, with the described welding technique, a circumferential and sealed weld seam for producing dense hollow bodies, in particular containers, can be created.

Die Werkstückteile (7,8) können durch die Formanpassung in den Werkstückaufnahmen (12) per Reibschluss oder über eine Clipsverbindung gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich können kleine Halter, z.B. bewegliche Haltenasen oder dergleichen in den Werkstückaufnahmen (12) integriert sein, welche die Werkstückteile (7,8) nach dem Einlegen formschlüssig festhalten.The workpiece parts ( 7 . 8th ) can be adjusted by the shape adaptation in the workpiece holders ( 12 ) are held by friction or via a clip connection. Alternatively or additionally, small holders, eg movable holding lugs or the like in the workpiece holders ( 12 ), which integrates the workpiece parts ( 7 . 8th ) hold in a positive fit after insertion.

Die Werkstückschalen (10,11) (10,11) sind in ihrer äußeren Formgebung an die Gestalt der Elektroden (4,5) angepasst, um für eine geeignete Kraft- und Stromübertragung zu sorgen. Die Werkzeugschalen (10,11) können nur im Bereich der Werkstückaufnahmen (12) elektrisch leitend oder ansonsten elektrisch isolierend ausgebildet sein. Eine elektrische Isolation kann alternativ oder zusätzlich auch zu den Halterungen oder Lagerstellen der relativ zueinander beweglichen Werkzeugschalen (10,11) bestehen. Auch der Anschluss (17) kann eine elektrische Isolierung aufweisen.The workpiece shells ( 10 . 11 ) ( 10 . 11 ) are in their outer shape to the shape of the Elek electrodes ( 4 . 5 ) to provide suitable power and power transmission. The tool shells ( 10 . 11 ) can only be used in the area of workpiece holders ( 12 ) be electrically conductive or otherwise electrically insulating. An electrical insulation can alternatively or additionally also to the holders or bearing points of the relatively movable tool shells ( 10 . 11 ) consist. Also the connection ( 17 ) may have electrical insulation.

In 6 und 7 ist die eingangs erwähnte Schließeinrichtung (14) dargestellt. Sie ist rückseitig über den besagten Anschluss (17) mit der Roboterhand (23) lösbar oder fest verbunden. Ggf. ist hier eine Wechselkupplung vorhanden, um die Haltewerkzeuge (9) bei Bedarf abgeben und austauschen zu können.In 6 and 7 is the closing device mentioned at the beginning ( 14 ). It is on the back over the said connection ( 17 ) with the robot hand ( 23 ) releasably or firmly connected. Possibly. Here is an exchange coupling available to the holding tools ( 9 ) can deliver and exchange if necessary.

Die Schließeinrichtung (14) besitzt eine Führung (15) für die Werkzeugschalen (10,11), die z.B. in der gezeigten Weise als doppelte Führungsschienen in Schwalbenschwanz-Ausführung ausgebildet ist. In diesem Fall ist eine relative Linearbewegung der Werkzeugschalen (10,11) vorgesehen. Alternativ kann eine Schwenklagerung und entsprechende Führung vorhanden sein. Daneben sind auch weitere Varianten in der konstruktiven Ausführung und Kinematik der Führung (15) und der Lagerung möglich. Die Schließeinrichtung (14) weist ferner mindestens einen Antrieb (16) auf, mit dem die Werkzeugschalen (10,11) relativ zueinander entlang der Führung (15) bewegt werden können. Der Antrieb (16) kann in den Endlagen eine Sperrfunktion haben oder mit entsprechenden Zusatzeinrichtungen versehen sein, um die Werkzeugschalen (10,11) in der Öffnungs- und Schließstellung arretieren zu können. Zusätzlich zur Führung (15) können Werkzeugschalen (10,11) auch eine eigene Führung (13) in Form von Indices und Aufnahmebohrungen haben, mit denen die gegenseitige Werkzeugschalenposition in Schließstellung automatisch eingestellt und gehalten wird. Auf diese Weise ist auch die erforderliche gegenseitige Positionierung der Werkstückteile (7,8) mit der entsprechenden Präzision gegeben. Die zusätzliche Führung (13) ist elektrisch isoliert.The locking device ( 14 ) has a leadership ( 15 ) for the tool shells ( 10 . 11 ), which is formed, for example, in the manner shown as double guide rails in dovetail design. In this case, a relative linear movement of the tool shells ( 10 . 11 ) intended. Alternatively, a pivot bearing and corresponding guide may be present. In addition, other variants in the structural design and kinematics of the leadership ( 15 ) and storage possible. The locking device ( 14 ) further comprises at least one drive ( 16 ), with which the tool shells ( 10 . 11 ) relative to each other along the guide ( 15 ) can be moved. The drive ( 16 ) may have a blocking function in the end positions or be provided with corresponding additional devices in order to hold the tool shells ( 10 . 11 ) in the open and closed position to lock. In addition to the leadership ( 15 ) tool shells ( 10 . 11 ) also own leadership ( 13 ) in the form of indices and receiving bores, with which the mutual tool tray position in the closed position is automatically adjusted and maintained. In this way, the required mutual positioning of the workpiece parts ( 7 . 8th ) with the appropriate precision. The additional guide ( 13 ) is electrically isolated.

Die Schließeinrichtung (14) wird vom Manipulator (19,20,21,22) betätigt und ferngesteuert. Eine Fernsteuerung besteht auch für eine eventuelle in ein oder beide Werkzeugschalen (10,11) integrierte Ausstoßeinrichtung, mit der das Fertigteil (6) aus dem geöffneten Haltewerkzeug (9) entladen wird. Die Schließeinrichtung (14) kann z.B. über die siebte Roboterachse angesteuert werden. Die Ausstoßeinrichtung kann über eine Folgesteuerung in der Schließeinrichtung (14) in der Abhängigkeit von der Werkzeugschalenbewegung gesteuert werden.The locking device ( 14 ) is handled by the manipulator ( 19 . 20 . 21 . 22 ) and remotely controlled. A remote control also exists for a possible in one or both tool shells ( 10 . 11 ) integrated ejection device, with which the finished part ( 6 ) from the open holding tool ( 9 ) is unloaded. The locking device ( 14 ) can be controlled via the seventh robot axis, for example. The ejection device can be connected via a sequential control in the closing device (FIG. 14 ) are controlled in dependence on the tool tray movement.

Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Zum einen können mehrere Haltewerkzeuge (9) gemeinsam an einer Roboterhand (23) angeordnet sein. Wenn die Elektroden (4,5) entsprechend groß sind, können alle Haltewerkzeuge (9) gemeinsam in die Schweißmaschine (2) eingebracht und zusammengedrückt sowie mit Schweißstrom beaufschlagt werden. Anstelle der gezeigten Roboter können andere Arten von Manipulatoren Verwendung finden, die auch weniger Achsen aufweisen. Variabel ist ferner die Gestaltung der Werkzeugschalen (10,11) und der Werkstückaufnahmen (12), wobei letztere von der Art, Form, Zahl und Größe der zu verschweißenden Werkstückteile (7,8) abhängen und mit diesen variieren. Ein Haltewerkzeug (9) kann außerdem mehr als zwei Werkzeugschalen (10,11) aufweisen, was z.B. zur Bildung von Mehrfach-Verschweißungen für größere Werkstücke vorteilhaft ist. Variabel ist ferner die konstruktive Ausgestaltung und Anordnung der Werkstückzuführung, Bestückungseinrichtung und Fertigteilabfuhr.Modifications of the described embodiments are possible in various ways. On the one hand, several holding tools ( 9 ) together on a robot hand ( 23 ) can be arranged. When the electrodes ( 4 . 5 ) are correspondingly large, all holding tools ( 9 ) together in the welding machine ( 2 ) are introduced and compressed and subjected to welding current. Instead of the shown robots, other types of manipulators may be used which also have fewer axes. Variable is also the design of the tool shells ( 10 . 11 ) and the workpiece holders ( 12 ), the latter of the type, shape, number and size of the workpiece parts to be welded ( 7 . 8th ) and vary with them. A holding tool ( 9 ) can also contain more than two tool shells ( 10 . 11 ), which is advantageous, for example, for forming multiple welds for larger workpieces. Variable is also the structural design and arrangement of the workpiece feed, placement and prefabricated removal.

11: Schweißanlage, SchweißzelleWelding system, welding cell
22: Schweißmaschinewelding machine
33: Gestellframe
44: Elektrodeelectrode
55: Elektrodeelectrode
66: Werkstück, FertigteilWorkpiece, finished part
77: Werkstückteil, HalbzeugWorkpiece part, Workpiece
88th: Werkstückteil, HalbzeugWorkpiece part, Workpiece
99: Haltewerkzeug, WerkzeugHolding tool Tool
1010: Werkzeugschale, HalbschaleTool tray, half shell
1111: Werkzeugschale, HalbschaleTool tray, half shell
1212: WerkstückaufnahmeWorkpiece holder
1313: Führung, IndexLeadership, index
1414: Schließeinrichtungclosing device
1515: Führung HalbschalenGuide half shells
1616: Antriebdrive
1717: Anschlussconnection
1818: Handhabungseinrichtunghandling device
1919: Manipulator, RoboterManipulator, robot
2020: Manipulator, RoboterManipulator, robot
2121: Manipulator, RoboterManipulator, robot
2222: Manipulator, RoboterManipulator, robot
2323: Roboterhandrobotic hand
2424: WerkstückzuführungWorkpiece feed
2525: Bestückungseinrichtungmounter
2626: FertigteilabfuhrPrecast dissipation

Claims

Method for electrical pressure welding of multipart workpieces ( 6 ) by means of at least one of deliverable electrodes ( 4 . 5 ) equipped welding machine ( 2 ), characterized in that the workpiece parts ( 7 . 8th ) outside the welding machine ( 2 ) into a portable holding tool ( 9 ) with at least two relative to each other movable and electrically conductive tool shells ( 10 . 11 ) and with the closed holding tool ( 9 ) in the welding machine ( 2 ) between the electrodes ( 4 . 5 ), wherein after welding the holding tool ( 9 ) is removed again and unloaded.

Method according to claim 1, characterized in that the holding tool ( 9 ) with a loading device ( 25 ) with workpiece parts ( 7 . 8th ) is fitted.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the workpiece parts ( 7 . 8th ) in positive workpiece holders ( 12 ) of the tool shells ( 10 . 11 ) be placed.

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the holding tool ( 9 ) with a handling device ( 18 ) is handled and moved by machine.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the holding tool ( 9 ) with the handling device ( 18 ) remains connected during welding.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the holding tool ( 9 ) after welding from the handling device ( 18 ) or unloading device.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the holding tool ( 9 ) with a closing device ( 14 ) is opened and closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the tool shells ( 10 . 11 ) in the holding tool ( 9 ) in the closed position mutually guided (13).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the holding tool ( 9 ) with a multi-axis manipulator ( 19 . 20 . 21 . 22 ) is handled and moved.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the closing device ( 14 ) from the manipulator ( 2 ) is carried and operated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) at least one holding tool ( 9 ) and alternately the welding machine ( 2 ) respectively.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the welding machine ( 2 ) an electric pulse welding, in particular a capacitor discharge welding, is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that cupped workpiece parts ( 7 . 8th ) are placed on each other with their shell edges and welded at least partially.

A method according to claim 13, characterized in that the cup-shaped workpiece parts ( 7 . 8th ) are tightly welded at their shell edges with a circumferential weld.

Device for electric pressure welding of multipart workpieces ( 6 ) by means of at least one of deliverable electrodes ( 4 . 5 ) equipped welding machine ( 2 ), characterized in that at least one transportable holding tool ( 9 ) with at least two relatively movable and electrically conductive tool shells ( 10 . 11 ) for receiving and welding the workpiece parts ( 7 . 8th ) is provided.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the tool shells ( 10 . 11 ) positive workpiece holders ( 12 ) exhibit.

Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that the workpiece holders ( 12 ) have an insertion depth which is smaller than the workpiece height.

Device according to claim 15, 16 or 17, characterized in that the holding tool ( 9 ) a controllable locking device ( 14 ) for the tool shells ( 10 . 11 ) having.

Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the closing device ( 14 ) a guided tour ( 15 ) and an actuator ( 16 ) for the tool shells ( 10 . 11 ) having.

Device according to one of claims 15 to 19, characterized in that the tool shells ( 10 . 11 ) an additional mutual leadership ( 13 ) exhibit.

Device according to one of claims 15 to 20, characterized in that the welding machine ( 2 ) two or more of the outer shape of the tool shells ( 10 . 11 ) adapted electrodes ( 4 . 5 ) having.

Device according to one of claims 15 to 21, characterized in that the welding machine ( 2 ) as an electric pulse welding machine, in particular as a capacitor discharge welding machine is formed.

Device according to one of claims 15 to 22, characterized in that in addition to the welding machine ( 2 ) at least one loading device ( 25 ) for at least one holding tool ( 9 ) is arranged.

Device according to one of claims 15 to 23, characterized in that in addition to the welding machine ( 2 ) at least one workpiece feed ( 24 ) for the workpiece parts ( 7 . 8th ) and at least one prefabricated part removal ( 26 ) are arranged.

Device according to one of claims 15 to 24, characterized in that in addition to the welding machine ( 2 ) a handling device ( 18 ) for one or more holding tools ( 9 ) is arranged.

Device according to one of claims 15 to 25, characterized in that the holding tool ( 9 ) an electrically isolated connection ( 17 ) for permanent connection with the handling device ( 18 ) during welding.

Device according to one of claims 15 to 26, characterized in that the handling device ( 18 ) one or more multi-axis manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) having.

Device according to one of claims 15 to 27, characterized in that two or more manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) in pairs on both sides of a welding machine ( 2 ) are arranged.

Device according to one of claims 15 to 28, characterized in that the manipulators ( 19 . 20 . 21 . 22 ) are designed as industrial robots, preferably as six-axis articulated arm robots.