Die
Erfindung betrifft ein Elektrodenkappenwechselsystem gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Wechseln einer Elektrodenkappe
mit einem derartigen Wechselsystem nach Patentanspruch 18.The
The invention relates to an electrode cap replacement system according to the preamble
of claim 1 and a method for changing an electrode cap
with such a change system according to claim 18.
Robotisierte
Schweißstationen
und Schweißanlagen,
die beispielsweise in der industriellen Großserienfertigung der Automobilindustrie
zum Widerstandspunktschweißen
eingesetzt werden, weisen Schweißzangen auf, deren freie Enden
mit Schweißelektrodenhaltern
versehen sind, die Elektrodenkappen zum Aufbringen des Schweißstromes und
der Schweißkraft
auf das Bauteil tragen. Die Elektrodenkappen sind während des
Schweißens
einem Verschleiß durch
Abnutzung und Verformung unterworfen, so dass es notwendig ist,
die Elektrodenkappen an einem Elektrodenkappenwechselsystem zu entfernen
und anschließend
durch neue Elektrodenkappen zu ersetzen.Robotized
welding stations
and welding equipment,
For example, in the industrial mass production of the automotive industry
for resistance spot welding
are used, have welding tongs, the free ends
with welding electrode holders
are provided, the electrode caps for applying the welding current and
the welding force
wear on the component. The electrode caps are during the
welding
due to wear
Subject to wear and deformation, so it is necessary
remove the electrode caps on an electrode cap replacement system
and subsequently
replace with new electrode caps.
Aus
der DE 298 15 320
C1 ist beispielsweise ein mit einem Fräswerkzeug zum Nachschneiden
der Elektrodenkappen kombiniertes Elektrodenkappenwechselsystem
bekannt, bei dem die Elektrodenhalter mit Elektrodenkappe axial
in eine Aufnahme eines zylinderförmigen
Trennkopfes eingebracht werden, in der als zylinderförmige Rollen
ausgebildete Klemmelemente zur Aufbringung einer Klemmkraft auf
die Elektrodenkappe vorgesehen sind. Die Rollen sind zum Aufbringen
der Klemmkraft jeweils entlang einer Außenumfangsfläche der
Elektrodenkappe und einer innenliegenden Kurvenbahn des Trennkopfes
geführt,
die derart ausgebildet ist, dass die Rollen bei einer Drehbewegung
des Trennkopfes in Richtung der Elektrodenkappe verschoben werden
und diese fixieren, wobei die Elektrodenkappe durch eine nach dem Klemmen
der Elektrodenkappe fortgeführte
Drehbewegung des Trennkopfes von dem Elektrodenhalter abgedreht
(gelöst)
wird. Der zylinderförmige
Trennkopf wird bei dieser Lösung
von der Antriebseinheit der Nachscheidevorrichtung angetrieben.
Nachteilig bei derartigen Elektrodenkappenwechslern ist, dass die
zylinderförmigen
Rollen als Sonderbauteile mit geringen Fertigungstoleranzen bearbeitet
sein müssen,
um eine sichere Klemmung der Elektrodenkappe zu ermöglichen.
Insbesondere müssen
die Rollen abgelängt
und mit balligen Kuppen versehen werden, um das Einführen der
Elektrodenkappe in die Aufnahme zu erleichtern. Des Weiteren nachteilig
ist, dass eine Antriebseinheit zum Antrieb des Wechselsystems erforderlich
ist, so dass derartige Elektrodenkappenwechselsysteme in der Herstellung
aufwändig
und kostenintensiv sind.From the DE 298 15 320 C1 For example, an electrode cap changing system combined with a milling tool for regrooving the electrode capsules is known, in which the electrode holders with electrode cap are inserted axially into a receptacle of a cylindrical separating head in which clamping elements designed as cylindrical rollers are provided for applying a clamping force to the electrode cap. The rollers are guided for applying the clamping force respectively along an outer peripheral surface of the electrode cap and an inner curved path of the separating head, which is designed such that the rollers are displaced in a rotary movement of the separating head in the direction of the electrode cap and fix it, wherein the electrode cap by a the clamping of the electrode cap continued rotation of the separating head of the electrode holder is turned off (dissolved) is. The cylindrical separating head is driven in this solution by the drive unit of the Nachscheidevorrichtung. A disadvantage of such electrode caps changers is that the cylindrical rollers must be processed as special components with low manufacturing tolerances to allow secure clamping of the electrode cap. In particular, the rollers must be cut to length and provided with crowned crests to facilitate insertion of the electrode cap into the receptacle. A further disadvantage is that a drive unit for driving the exchange system is required, so that such electrode cap replacement systems are complex and expensive to manufacture.
Zur
Vereinfachung der Herstellung ist beispielsweise aus der DE 101 24 243 C1 ein
Elektrodenkappenwechselsystem bekannt, das ohne einen zusätzlichen
Antrieb lediglich durch die Bewegung eines Roboters betrieben wird.
Bei dieser Lösung
werden die Elektrodenhalter mit Elektrodenkappe axial zwischen exzentrisch
gelagerte sektorförmige Klemmbacken
eingebracht, die von der Kraft einer Feder gegen die Elektrodenkappen
vorgespannt sind. Bei einer Drehbewegung des Roboterarms wird die
Elektrodenkappe von den Klemmbacken gehalten und durch eine Relativverdrehung
des Elektrodenhalters durch den Roboterarm von diesem gelöst. Vorteilhaft
bei dieser Lösung
ist, dass die Klemmung und Lösung
der Elektrodenkappe ohne einen zusätzlichen Antrieb lediglich
durch die Bewegung des Roboters erfolgt. Die von dem Elektrodenhalter
abgelöste
Elektrodenkappe wird in den Klemmbacken lose gehalten und beim Einführen des
nächsten
Elektrodenhalters mit Kappe an der anderen Seite ausgeschoben. Nachteilig
bei derartigen Elektrodenkappenwechslern ist, dass die sektorförmigen Klemmbacken
ebenfalls als Sonderbauteile mit geringen Fertigungstoleranzen,
beispielsweise im Feingussverfahren mit einer Nachbearbeitung durch
Fräsen
und Schleifen, bearbeitet sein müssen,
um eine sichere Klemmung der Elektrodenkappe zu ermöglichen. Des
Weiteren nachteilig ist, dass zum Vorspannen der sektorförmigen Klemmbacken
in ihre Grundstellung eine alle Sektorkörper umgreifende Spannfeder erforderlich
ist, so dass ein Federbruch zu einem Ausfall des Elektrodenkappenwechslers
führt.To simplify the production, for example, from DE 101 24 243 C1 an electrode cap replacement system is known, which is operated without an additional drive only by the movement of a robot. In this solution, the electrode holder with electrode cap are inserted axially between eccentrically mounted sector-shaped clamping jaws, which are biased by the force of a spring against the electrode caps. During a rotary movement of the robot arm, the electrode cap is held by the clamping jaws and released from it by a relative rotation of the electrode holder by the robot arm. An advantage of this solution is that the clamping and release of the electrode cap without an additional drive only by the movement of the robot. The detached from the electrode holder electrode cap is loosely held in the jaws and ejected during insertion of the next electrode holder with cap on the other side. A disadvantage of such electrode caps changers is that the sector-shaped clamping jaws must also be processed as special components with low manufacturing tolerances, for example in investment casting with a post-processing by milling and grinding, to allow secure clamping of the electrode cap. A further disadvantage is that for biasing the sector-shaped clamping jaws in their basic position, a tension spring encompassing all sector bodies is required, so that a spring break leads to a failure of the electrode cap changer.
Demgegenüber liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Elektrodenkappenwechselsystem
und ein Verfahren zum Wechseln einer Elektrodenkappe mit einem derartigen
Wechselsystem zu schaffen, bei denen gegenüber herkömmlichen Lösungen eine verbesserte Klemmung
und Lösung
der Elektrodenkappe bei minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand
ermöglicht
ist.In contrast, lies
The invention is based on the object, an electrode cap replacement system
and a method for changing an electrode cap with such
To provide alternating system, in which compared to conventional solutions improved clamping
and solution
the electrode cap with minimal device complexity
allows
is.
Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des Elektrodenkappenwechselsystems durch
die Merkmalskombination des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens
zum Wechseln einer Elektrodenkappe durch die Merkmale des Anspruchs
18 gelöst.These
Task is with respect to the electrode cap replacement system by
the feature combination of claim 1 and in terms of the method
for changing an electrode cap by the features of the claim
18 solved.
Das
erfindungsgemäße Elektrodenkappenwechselsystem
für einen
Schweißroboter
oder Schweißautomaten
verwendet zumindest einen Trennkopf, über den eine zu wechselnde
Elektrodenkappe von einer Schweißzange lösbar ist. Der Trennkopf ist
mit einer Aufnahme für
die Elektrodenkappe versehen, in der Klemmelemente zur Aufbringung
einer Klemmkraft auf die Elektrodenkappe vorgesehen sind, wobei
die Klemmkraft über
eine Drehbewegung eines Roboterarms des Schweißroboters oder eines Handlingroboters
aufgebracht ist. Erfindungsgemäß sind als
Klemmelemente Kugeln vorgesehen, die zum Aufbringen der Klemmkraft
jeweils entlang einer Außenumfangsfläche der
Elektrodenkappe und einer innenliegenden Kurvenbahn des Trennkopfes
geführt sind,
die derart ausgebildet ist, dass die Kugeln bei der Drehbewegung
des Roboterarms eine Radialbewegung zum Klemmen und Lösen der
Elektrodenkappe ausführen.
Aufgrund der als Klemmelemente verwendeten Kugeln, die als Standardelemente
mit hoher Fertigungsgenauigkeit beispielsweise für Kugellager in großen Stückzahlen
Verwendung finden, ermöglicht
die erfindungsgemäße Wechselstation eine
verbesserte Zentrierung und Klemmung der Elektrodenkappen und ist
gegenüber
dem Stand der Technik gemäß der DE 298 15 320 C1 und
der DE 101 24 243
C1 fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellbar.
Die Kugeln ermöglichen
aufgrund der ihnen zugeordneten Kurvenbahn und ihrer Lage in einer
zentralen Elektrodenkappenaufnahme eine Elektrodenkappenklemmung,
auch wenn der Elektrodenkappenhalter nicht exakt mittig in die Aufnahme
eingeführt
wird. Das Lösen
der Elektrodenkappen wird mittels der Kraft des Roboterarms vorgenommen,
so dass gegenüber
dem Stand der Technik gemäß der DE 298 15 320 C1 keine
Antriebseinheit des Wechselsystems erforderlich ist.The electrode cap replacement system according to the invention for a welding robot or automatic welding machine uses at least one separating head, via which an electrode cap to be changed can be detached from a welding tongs. The separation head is provided with a receptacle for the electrode cap, are provided in the clamping elements for applying a clamping force on the electrode cap, wherein the clamping force is applied via a rotary movement of a robot arm of the welding robot or a handling robot. According to the invention, balls are provided as clamping elements which, for applying the clamping force, are respectively guided along an outer peripheral surface of the electrode cap and an inner curved path of the separating head are formed so that the balls during the rotational movement of the robot arm perform a radial movement for clamping and releasing the electrode cap. Due to the balls used as clamping elements, which are used as standard elements with high manufacturing accuracy, for example for ball bearings in large quantities, the changing station according to the invention allows for improved centering and clamping of the electrode caps and is compared to the prior art according to the DE 298 15 320 C1 and the DE 101 24 243 C1 production technology simple and inexpensive to produce. Due to the cam track assigned to them and their position in a central electrode cap receptacle, the balls permit an electrode cap clamping, even if the electrode cap holder is not inserted exactly centered into the receptacle. The detachment of the electrode caps is carried out by means of the force of the robot arm, so that compared to the prior art according to the DE 298 15 320 C1 no drive unit of the exchange system is required.
Als
besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Kurvenbahnen
jeweils als konkav in den Trennkopf eingebrachte Kreisbahnen ausgebildet
sind. Eine derartige Kreisbahn ist fertigungstechnisch, beispielsweise
durch ein Fräs-
oder Schleifverfahren, einfach und kostengünstig in den Trennkopf einbringbar.When
It has proven particularly advantageous if the curved paths
each formed as a concave introduced into the separation head orbits
are. Such a circular path is manufacturing technology, for example
through a milling
or grinding process, easily and inexpensively introduced into the separation head.
Bei
einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
hat der Trennkopf sechs um jeweils etwa 60° zueinander versetzt angeordnete
Kurvenbahnen. Gemäß einem
besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Kurvenbahnen jeweils miteinander verbunden
und bilden einen Innensechsrund aus.at
an embodiment of the invention
has the separation head six arranged offset by about 60 ° to each other
Curved paths. According to one
particularly preferred embodiment
According to the invention, the curved paths are connected to each other
and form a hexalobular.
Die
Kugeln sind in einer Grundstellung vorzugsweise in etwa mittig auf
der Kurvenbahn angeordnet. Dadurch sind beide Drehrichtungen des
Roboterarms zur Klemmung und Lösung
der Elektrodenkappe von dem Elektrodenhalter möglich.The
In a basic position, balls are preferably approximately in the middle
the curved path arranged. As a result, both directions of rotation of the
Robotic arm for clamping and solution
the electrode cap of the electrode holder possible.
Die
Klemmung der Elektrodenkappe in dem Trennkopf erfolgt vorzugsweise
nach einer Drehbewegung des Roboterarms von weniger als etwa 15°. Das heißt, schon
ein relativ geringer Drehwinkel des Roboterarms reicht aus, um eine
ausreichende Klemmung der Elektrodenkappe durch die Kugeln zu erreichen.
Zum Klemmen und Lösen
der Elektrodenkappe von dem Elektrodenhalter führt der Roboter beispielsweise
eine Drehbewegung von insgesamt etwa 30° aus.The
Clamping of the electrode cap in the separation head is preferably carried out
after a rotation of the robot arm of less than about 15 °. That means, yes
a relatively small angle of rotation of the robot arm is sufficient to one
to achieve sufficient clamping of the electrode cap by the balls.
For clamping and releasing
For example, the robot guides the electrode cap from the electrode holder
a rotational movement of a total of about 30 °.
Bei
einem erfindungsgemäß besonders
bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind zumindest zwei, vorzugsweise drei Kugeln benachbart in einer
Kurvenbahn angeordnet. Dadurch wird die Flächenpressung zwischen den Kugeln
und der Kurvenbahn gegenüber
einer Variante mit lediglich einer Kugel verringert, so dass eine
längere
Lebensdauer des Wechselsystems erreicht wird.at
one according to the invention especially
preferred embodiment
are at least two, preferably three balls adjacent in one
Curved track arranged. This will cause the surface pressure between the balls
and the curved path opposite
a variant reduced with only one ball, so that a
longer
Life of the change system is achieved.
Die
Kugeln sind bei einem erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsbeispiel
mittels zumindest eines Mitnehmers, beispielsweise eines Käfigmitnehmers,
in dem Trennkopf beweglich gehalten.The
Balls are in a preferred embodiment according to the invention
by means of at least one driver, for example a cage driver,
kept movable in the separating head.
Bei
einer von der Vertikalen abweichenden Ausrichtung des Trennkopfes
wird ein Verbleiben der zu wechselnden Elektrodenkappe auf der Schweißzange vorzugsweise
dadurch vermieden, dass die Elektrodenkappen durch zumindest einen
in die Aufnahme eintauchenden Kugelschnäpper in dem Trennkopf lösbar gehalten
sind, dessen Federkraft zum Auswerfen der Elektrodenkappe von dem
Roboter überdrückbar ist.at
a deviating from the vertical orientation of the separation head
is a retention of the electrode cap to be changed on the welding tongs preferably
thereby avoiding that the electrode caps by at least one
held in the receptacle ball catch releasably held in the separation head
are whose spring force for ejecting the electrode cap of the
Robot is überdrückbar.
Als
besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn zwei diametral
zueinander angeordnete Kugelschnäpper
im Bereich der Aufnahme vorgesehen sind.When
it has proven particularly advantageous if two diametrically
arranged to each other ball catch
are provided in the field of recording.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Klemmkraft über
eine Drehbewegung eines Roboterarms des Handlingroboters aufgebracht
ist, sind erfindungsgemäß zwei Varianten
möglich.
Bei einer ersten Variante ist das Wechselsystem dauerhaft an dem
Handlingroboter befestigt.According to one
Embodiment,
where the clamping force over
applied a rotary movement of a robot arm of the handling robot
is, according to the invention are two variants
possible.
In a first variant, the change system is permanently attached to the
Attached handling robot.
Gemäß eines
alternativen Ausführungsbeispiels
wird das Wechselsystem von dem Handlingroboter lediglich zum Wechsel
der Elektrodenkappen von einer Ablageplatte aufgenommen und zu der Schweißzange verfahren.
Vorzugsweise trägt
der Handlingroboter ein Verbindungselement, beispielsweise eine
Koppelplatte, zur Aufnahme des Wechselsystems, das zumindest zwei Fixierstifte
aufweist, die mit entsprechenden Ausnehmungen des Wechselsystems
verbindbar sind. Das Verbindungselement ermöglicht eine präzise Koppelung
zwischen Wechselsystem und Roboter mit hoher Wiederholgenauigkeit.
Die Ablageplatte hat vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Enden jeweils
einen Anschlag, um bei der Lade- und Entladeoperation des Handlingroboters
ein Verrutschen des Wechselsystems auf der Ablageplatte zu verhindern.According to one
alternative embodiment
the change system of the handling robot is only to change
taken from the electrode caps of a tray and moved to the welding gun.
Preferably wearing
the handling robot a connecting element, such as a
Coupling plate, to accommodate the exchange system, the at least two pins
having, with corresponding recesses of the exchange system
are connectable. The connecting element allows a precise coupling
between changing system and robot with high repeat accuracy.
The tray preferably has two opposite ends each
a stop to in the loading and unloading operation of the handling robot
prevent slippage of the exchange system on the shelf.
Der
Wechselstation ist zur Aufnahme der neuen Elektrodenkappen vorzugsweise
zumindest ein Elektrodenkappenmagazin zugeordnet. Beispielsweise
sind zwei Einzelmagazine mit um 180° zueinander versetzten Entnahmerichtungen
seitlich an dem Elektrodenkappenwechselsystem vorgesehen. Die Elektrodenkappenmagazine
können
einstückig
ausgebildet sein und eine Ausnehmung zur Aufnahme des Trennkopfes
aufweisen.Of the
Change station is preferable for receiving the new electrode caps
associated with at least one electrode cap magazine. For example
are two single magazines with offset by 180 ° staggered removal directions
provided laterally on the electrode cap exchange system. The electrode cap magazines
can
one piece
be formed and a recess for receiving the separating head
exhibit.
Nach
dem Lösen
der Elektrodenkappe wird der Elektrodenhalter vorzugsweise durch
den Roboterarm in das Elektrodenkappenmagazin zur Aufnahme einer
neuen Elektrodenkappe eingeführt,
wobei nach dem Lösen
der Elektrodenkappe und nach dem Elektrodenkappenmagazin eine Kontrolle
der Ab- bzw. Anwesenheit der Elektrodenkappe erfolgt. Da der Roboter
die Drehbewegung zum Klemmen und Lösen der Elektrodenkappe von
dem Elektrodenhalter und die korrekte Positionierung des Elektrodenhalters
im Elektrodenkappenmagazin sowie die Entnahme der Elektrodenkappe
aus dem Magazin durchführt,
liegt die Verantwortung der Arbeitsausführung beim Roboter.To
the release
the electrode cap is preferably passed through the electrode holder
the robot arm in the electrode cap magazine for receiving a
new electrode cap introduced,
being after loosening
the electrode cap and after the electrode cap magazine a control
the absence or presence of the electrode cap takes place. Because the robot
the rotational movement for clamping and releasing the electrode cap of
the electrode holder and the correct positioning of the electrode holder
in the electrode cap magazine as well as the removal of the electrode cap
from the magazine,
The responsibility of the workmanship lies with the robot.
Bei
einer von der Vertikalen abweichenden Ausrichtung des Elektrodenkappenmagazins
wird ein Nachrücken
der Elektrodenkappen nach der Entnahme einer Elektrodenkappe vorzugsweise
dadurch erreicht, dass die Elektrodenkappen durch die Kraft zumindest
einer Druckfeder in ihre Entnahmeposition vorgespannt sind.at
a deviating from the vertical orientation of the electrode cap magazine
will be a move up
the electrode caps after removing an electrode cap preferably
achieved in that the electrode caps by the force at least
a compression spring are biased in their removal position.
Die
Druckfeder umgreift bei dieser Variante vorzugsweise eine Druckstange,
die über
ein abschnittsweise an die Kontur der Elektrodenkappe angepasstes
Stützelement
an den Elektrodenkappen abgestützt
ist. Aufgrund der Druckstange mit an die Kontur der Elektrodenkappe
angepasstem Querschnitt werden die Elektrodenkappen zentriert in
dem Elektrodenkappenmagazin geführt.
Die Druckfeder ist vorzugsweise an einer mit dem Magazin verbundenen
Stützplatte
abgestützt
und hat einen Anschlag zur Begrenzung der Zustelltiefe. Zum Bestücken des Elektrodenkappenmagazins
mit neuen Elektrodenkappen kann die Druckstange beispielsweise von dem
Arbeiter entgegen der Federkraft gezogen und anschließend das
Elektrodenkappenmagazin befüllt werden.The
Compression spring preferably surrounds a push rod in this variant,
the above
a section adapted to the contour of the electrode cap
support element
supported on the electrode caps
is. Due to the push rod with to the contour of the electrode cap
matched cross section, the electrode caps are centered in
led the electrode cap magazine.
The compression spring is preferably connected to one of the magazine
support plate
supported
and has a stop to limit the infeed depth. For loading the electrode cap magazine
with new electrode caps, the push rod can, for example, from the
Workers pulled against the spring force and then the
Be filled electrode cap magazine.
Zur
Erfassung der Abwesenheit der Elektrodenkappe vor der Aufnahme einer
neuen Elektrodenkappe aus dem Elektrodenkappenmagazin und der Anwesenheit
der Elektrodenkappe nach der Aufnahme einer neuen Elektrodenkappe
aus dem Elektrodenkappenmagazin ist bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zumindest ein Sensor, vorzugsweise ein elektromechanischer
Taster, vorgesehen, der von dem Roboter angefahren wird. Dadurch
kann die Prozesssicherheit der Wechselstation weiter verbessert
werden.to
Detecting the absence of the electrode cap before receiving a
new electrode cap from the electrode cap magazine and the presence
the electrode cap after receiving a new electrode cap
from the electrode cap magazine is in one embodiment
at least one sensor, preferably an electromechanical
Button, provided, which is approached by the robot. Thereby
the process reliability of the change station can be further improved
become.
Die
Kugeln weisen bei einem Elektrodendurchmesser von etwa 16 mm vorzugsweise
einen Durchmesser im Bereich von etwa 4 bis 8 mm, insbesondere von
6 mm und die Kreisbahnen einen Radius von etwa 9 mm auf.The
Balls preferably have an electrode diameter of about 16 mm
a diameter in the range of about 4 to 8 mm, in particular of
6 mm and the circular paths have a radius of about 9 mm.
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Wechseln einer Elektrodenkappe mit einem Elektrodenkappenwechselsystem
wird die zu wechselnde Elektrodenkappe in die Aufnahme des Trennkopfes mittels
eines Roboterarms des Schweißroboters
oder eines Handlingroboters axial eingeführt. Anschließend führt der
Roboterarm des Schweißroboters oder
des Handlingroboters eine Drehbewegung aus, wobei die als Klemmelemente
vorgesehenen Kugeln jeweils entlang einer Außenumfangsfläche der
Elektrodenkappe und einer innenliegenden Kurvenbahn des Trennkopfes
abrollen und eine Radialbewegung zum Klemmen der Elektrodenkappe
durchführen. Durch
eine nach dem Klemmpunkt fortgeführte
Drehbewegung des Roboterarms wird die Elektrodenkappe von dem Elektrodenhalter
abgedreht und dadurch gelöst.at
the method according to the invention
for changing an electrode cap with an electrode cap replacement system
is the electrode cap to be changed in the recording of the separation head means
a robotic arm of the welding robot
or a handling robot inserted axially. Then leads the
Robot arm of the welding robot or
the handling robot from a rotational movement, which as clamping elements
provided balls each along an outer peripheral surface of the
Electrode cap and an inner curved path of the separating head
unroll and a radial movement to clamp the electrode cap
carry out. By
one continued after the terminal point
Rotational movement of the robot arm becomes the electrode cap of the electrode holder
turned off and solved.
Sonstige
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.other
advantageous developments of the invention are the subject of further
Dependent claims.
Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the
The following are preferred embodiments
of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:
1 eine
räumliche
Darstellung eines Elektrodenkappenwechselsystems gemäß eines
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels; 1 a spatial representation of a Elektrodenkappenwechselsystems according to a first embodiment of the invention;
2 eine
Detaildarstellung des Elektrodenkappenwechselsystems aus 1; 2 a detailed view of the electrode cap exchange system 1 ;
3 eine
räumliche
Darstellung des Trennkopfes aus 2 ohne Deckel; 3 a spatial representation of the separation head 2 lidless;
4 eine
Draufsicht auf den Trennkopf aus 3 in seiner
Grundstellung mit eingeführter
Elektrodenkappe; 4 a plan view of the separation head 3 in its basic position with inserted electrode cap;
5 eine
Draufsicht auf den Trennkopf aus 4 in seiner
Klemmstellung. 5 a plan view of the separation head 4 in its clamping position.
6 eine
räumliche
Darstellung eines Elektrodenkappenwechselsystems für einen
Handlingroboter; 6 a spatial representation of a Elektrodenkappenwechselsystems for a handling robot;
7 einen
Längsschnitt
des Wechselsystems mit Koppelplatte aus 6; 7 a longitudinal section of the exchange system with coupling plate 6 ;
8 ein
von dem Handlingroboter aufgenommenes Wechselsystem 1; 8th a pick-up system picked up by the handling robot 1 ;
9 eine
Einzeldarstellung des Wechselsystems aus 6; 9 an individual representation of the exchange system 6 ;
10 eine
schematische Draufsicht auf das Wechselsystem aus 6 und 10 a schematic plan view of the exchange system 6 and
11 eine
Schnittdarstellung des Wechselsystems aus 6. 11 a sectional view of the exchange system 6 ,
1 zeigt
eine räumliche
Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektrodenkappenwechselsystems 1 für einen
Schweißroboter,
von dem lediglich eine Schweißzange 2 dargestellt
ist, die über
einen Roboterarm bewegbar ist. Das Elektrodenkappenwechselsystem 1 besteht
im Wesentlichen aus einem Trennkopf 4, über den zu wechselnde Elektrodenkappen 6 von
einer konischen Elektrodenaufnahme 8 eines Elektrodenhalters 10 der
Schweißzange 2 lösbar sind.
Der Trennkopf 4 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auf einem Ständer 12 mit
im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt angeordnet, der auf seiner
dem Trennkopf 4 gegenüberliegenden Seite
mit einer quadratischen Grundplatte 14 verbunden ist. Zur
Versteifung des Ständers 12 sind
vier um jeweils 90° zueinander
versetzt mit der Grundplatte 14 und dem Ständer 12 verbundene
Stützrippen 16 vorgesehen.
An Seitenflächen 18, 20 des
Ständers 12 ist
jeweils ein Elektrodenkappenmagazin 22, 24 mit
einer schlitzförmigen
Elektrodenkappenaufnahme 26 zur formschlüssigen Aufnahme
neuer Elektrodenkappen 6 angeordnet. Die Magazine 22, 24 weisen
eine um 180° zueinander
versetzte Entnahmerichtung auf, um beide Elektrodenhalter 10 der Schweißzange 2 ohne
eine Drehbewegung des Roboterarmes nach dem Lösen der alten Elektrodenkappen 6 mit
neuen bestücken
zu können.
Die Elektrodenkappen 6 sind durch zwei in die Elektrodenkappenaufnahme 26 eintauchende
Kugelschnäpper 28 in
dem Magazin 22, 24 gehalten, deren Federkraft zur
Entnahme der Elektrodenkappen 6 nach unten von dem Roboter überdrückbar ist.
Zur Vorratskontrolle der Magazine 22, 24 sind
diese jeweils mit einem Sensor 30 versehen, der die drittletzte
Elektrodenkappenposition zur Übermittlung
des Signals „Magazin
befüllen" überwacht. Zur Erfassung der
Abwesenheit der Elektrodenkappe 6 vor der Aufnahme einer
neuen Elektrodenkappe 6 aus dem Elektrodenkappenmagazin 22, 24 und
der Anwesenheit der Elektrodenkappe 6 nach der Aufnahme
einer neuen Elektrodenkappe 6 aus dem Elektrodenkappenmagazin 22, 24 ist
auf einer Stirnfläche 32 des
Ständers 12 ein
als elektromechanischer Taster 34 ausgebildeter Sensor
angeordnet, der von dem Roboter definiert angefahren wird und anhand
der Eintauchtiefe des Tasters 34 die An- und Abwesenheit
einer Elektrodenkappe 6 erkennt und ein für den weiteren
Betrieb des Wechselsystems 1 erforderliches Kontrollsignal erzeugt. 1 shows a spatial representation of a electrode cap replacement system according to the invention 1 for a welding robot, of which only a welding tongs 2 is shown, which is movable via a robot arm. The electrode cap replacement system 1 consists essentially of a separating head 4 , over the electrode caps to be changed 6 from a conical electrode holder 8th an electrode holder 10 the welding gun 2 are solvable. The separation head 4 is in the illustrated embodiment on a stand 12 arranged with a substantially rectangular cross section, on its the separating head 4 opposite side with a square base plate 14 connected is. To stiffen the stand 12 are four offset by 90 ° to each other with the base plate 14 and the stand 12 connected support ribs 16 intended. On side surfaces 18 . 20 of the stand 12 each is an electrode cap magazine 22 . 24 with a slot-shaped electrode cap holder 26 for the positive reception of new electrode caps 6 arranged. The magazines 22 . 24 have a 180 ° staggered removal direction to both electrode holder 10 the welding gun 2 without a rotary movement of the robot arm after loosening the old electrode caps 6 to be able to equip with new ones. The electrode caps 6 are through two in the electrode cap receptacle 26 diving ball-catcher 28 in the magazine 22 . 24 held their spring force to remove the electrode caps 6 downwards by the robot überdrückbar is. For stock control of magazines 22 . 24 These are each with a sensor 30 which monitors the third last electrode cap position for transmitting the "refill magazine" signal to detect the absence of the electrode cap 6 before picking up a new electrode cap 6 from the electrode cap magazine 22 . 24 and the presence of the electrode cap 6 after receiving a new electrode cap 6 from the electrode cap magazine 22 . 24 is on a frontal surface 32 of the stand 12 as an electromechanical button 34 trained sensor which is approached by the robot defined and based on the immersion depth of the probe 34 the presence and absence of an electrode cap 6 recognizes and one for the further operation of the exchange system 1 required control signal generated.
Gemäß 2,
die eine Detaildarstellung des Elektrodenkappenwechselsystems 1 aus 1 zeigt,
hat der Trennkopf 4 einen im Wesentlichen rechteckigen
Grundkörper 36,
der etwa mittig eine Aufnahme 38 aufweist, in der als Kugeln 40 ausgebildete
Klemmelemente zur Aufbringung einer Klemmkraft auf die Elektrodenkappe 6 (siehe 1)
angeordnet sind. Aufgrund der als Klemmelemente verwendeten Kugeln 40,
die als Standardelemente mit hoher Fertigungsgenauigkeit beispielsweise
für Kugellager
in großen
Stückzahlen
Verwendung finden, ist die erfindungsgemäße Wechselstation 1 fertigungstechnisch
einfach und kostengünstig
herstellbar. Der Grundkörper 36 des
Trennkopfs 4 ist beidseitig von Deckeln 42, 44 verschlossen,
die jeweils mittig von einer Aufnahmebohrung 46 durchsetzt sind,
so dass der Trennkopf 4 zur Einführung der Elektrodenkappen 6 in
die Aufnahme 38 beidseitig offen ist. Der Trennkopf 4 ist
mittels Befestigungsschrauben 48 an einer Stirnseite 50 des
Ständers 12 befestigt.According to 2 , which is a detailed representation of the electrode cap replacement system 1 out 1 shows, has the separation head 4 a substantially rectangular body 36 , which is about a recording in the middle 38 in which as balls 40 trained clamping elements for applying a clamping force on the electrode cap 6 (please refer 1 ) are arranged. Due to the balls used as clamping elements 40 , which are used as standard elements with high manufacturing accuracy, for example, for ball bearings in large numbers, is the change station according to the invention 1 production technology simple and inexpensive to produce. The main body 36 of the separation head 4 is on both sides of lids 42 . 44 closed, each in the center of a receiving bore 46 are interspersed, so that the separating head 4 for the introduction of the electrode caps 6 in the recording 38 open on both sides. The separation head 4 is by means of fastening screws 48 on a front side 50 of the stand 12 attached.
Wie 3 zu
entnehmen ist, die eine Darstellung des Trennkopfes 4 aus 2 ohne
die beiden Deckel 42, 44 zeigt, ist in der Aufnahme 38 ein käfigförmiger Mitnehmer 52 angeordnet,
der zur Führung
der Kugeln 40 sechs zwischen diesen angeordnete Axialstege 54 hat,
die an einem Endabschnitt über
einen Ringbund 56 miteinander verbunden sind. Der Mitnehmer 52 ist
zwischen den beiden Deckeln 42, 44 gehalten (siehe 2).
Die Kugeln 40 sind zum Aufbringen der Klemmkraft auf die
Elektrodenkappe 6 (siehe 1) jeweils
entlang einer innenliegenden Kurvenbahn 58 des Trennkopfes 4 geführt. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind jeweils drei Kugeln 40 benachbart in einer Kurvenbahn 58 angeordnet,
so dass die Flächenpressung
zwischen den Kugeln 40 und der Kurvenbahn 58 verringert
ist und eine längere
Lebensdauer des Wechselsystems 1 erreicht wird. Die Oberfläche der
Kurvenbahn 58 ist bis in eine Tiefe von ca. 0,5 mm, beispielsweise
durch Laserhärten,
auf eine Härte
von etwa 62-65 HRC gehärtet. Die Kugeln 40 weisen
bei einem Elektrodenkappendurchmesser von etwa 16 mm einen Durchmesser
von ca. 6 mm und die Kurvenbahnen 58 einen Radius von etwa
9 mm auf.As 3 it can be seen that a representation of the separation head 4 out 2 without the two lids 42 . 44 shows is in the recording 38 a cage-shaped driver 52 arranged to guide the balls 40 six axial webs arranged between them 54 that has an end portion over a waistband 56 connected to each other. The driver 52 is between the two lids 42 . 44 held (see 2 ). The balls 40 are for applying the clamping force to the electrode cap 6 (please refer 1 ) each along an inner curved path 58 of the separation head 4 guided. In the illustrated embodiment, three balls each 40 next to a curved track 58 arranged so that the surface pressure between the balls 40 and the curved path 58 is reduced and longer life of the exchange system 1 is reached. The surface of the curved path 58 is to a depth of about 0.5 mm, for example by laser hardening, to a hardness of about 62 - 65 HRC cured. The balls 40 have a diameter of about 6 mm and the curved paths with an electrode cap diameter of about 16 mm 58 a radius of about 9 mm.
Gemäß 4,
die eine Draufsicht auf den Trennkopf 4 aus 3 in
seiner Grundstellung mit eingeführter
Elektrodenkappe 6 zeigt, sind die Kugeln 40 zum
Aufbringen der Klemmkraft jeweils entlang einer Außenumfangsfläche 60 der
Elektrodenkappe 6 und der Kurvenbahn 58 des Trennkopfes 4 geführt, die
derart ausgebildet ist, dass die Kugeln 40 bei der Drehbewegung
der Schweißzange 2 (siehe 1)
eine Radialbewegung zum Klemmen und Lösen der Elektrodenkappe 6 durchführen. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Kurvenbahnen 58 jeweils als konkav in den Grundkörper 36 des
Trennkopfs 4 eingebrachte Kreisbahnen ausgebildet. Derartige
Kreisbahnen 58 sind fertigungstechnisch, beispielsweise
durch ein Fräs-
oder Schleifverfahren, einfach und kostengünstig in den Trennkopf 4 einbringbar.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
hat der Trennkopf 4 sechs um jeweils 60° zueinander versetzt angeordnete
Kurvenbahnen 58, die jeweils miteinander verbunden sind
und einen Innensechsrund 62 ausbilden. Die Kugeln 40 sind
in der dargestellten Grundstellung des Trennkopfes 4 jeweils
in etwa mittig zu der Kurvenbahn 58 angeordnet, so dass
beide Drehrichtungen zum Klemmen und Lösen der Elektrodenkappe 6 möglich sind.According to 4 , which is a top view of the cutting head 4 out 3 in its basic position with inserted electrode cap 6 shows are the balls 40 for applying the clamping force in each case along an outer peripheral surface 60 the electrode cap 6 and the curved path 58 of the separation head 4 guided, which is designed such that the balls 40 during the rotary movement of the welding gun 2 (please refer 1 ) a radial movement for clamping and releasing the electrode cap 6 carry out. In the illustrated embodiment, the curved paths 58 each as concave in the body 36 of the separation head 4 introduced circular paths formed. Such circular paths 58 are manufacturing technology, for example, by a milling or grinding process, simple and inexpensive in the separation head 4 recoverable. In the illustrated embodiment, the separation head has 4 six mutually offset by 60 ° to each other arranged cam tracks 58 , which are each connected to each other and a hexalobular 62 form. The balls 40 are in the illustrated basic position of the separating head 4 each approximately in the middle of the curved path 58 arranged so that both directions of rotation for clamping and releasing the electrode cap 6 possible are.
Wie
insbesondere 5 zu entnehmen ist, die eine
Draufsicht auf den Trennkopf 4 in seiner Klemmstellung
zeigt, werden die Kugeln 40 bei einer Drehbewegung der
Elektrodenkappe 6 durch die Kurvenbahn 58 nach
innen in Richtung der Außenumfangsfläche 60 der
Elektrodenkappe 6 verschoben und fixieren dadurch die Elektrodenkappe 6 in dem
Trennkopf 4. Mit anderen Worten – durch den sich verengenden
Spalt zwischen der Elektrodenkappe 6 und den Kurvenbahnen 58 verspannen
sich die Kugeln 40 jeweils zwischen der Außenumfangsfläche 60 der
Elektrodenkappe 6 und der Kurvenbahn 58, so dass
die Elektrodenkappe 6 drehfest in dem Trennkopf 4 fixiert
wird. Durch eine fortgeführte
Drehbewegung des Roboterarms wird die drehfest in der Aufnahme gehaltene
Elektrodenkappe 6 von dem Elektrodenhalter 10 (siehe 1)
gelöst.In particular 5 can be seen, which is a plan view of the separation head 4 shows in its clamping position, the balls are 40 during a rotary movement of the electrode cap 6 through the curved path 58 inward toward the outer peripheral surface 60 the electrode cap 6 moved and thereby fix the electrode cap 6 in the separation head 4 , In other words - by the narrowing gap between the electrode cap 6 and the curved paths 58 the balls tighten 40 each between the outer peripheral surface 60 the electrode cap 6 and the curved path 58 so that the electrode cap 6 rotatably in the separation head 4 is fixed. By a continued rotational movement of the robot arm is held rotatably in the recording electrode cap 6 from the electrode holder 10 (please refer 1 ) solved.
Im
Folgenden wird die Funktion des Elektrodenkappenwechselsystems 1 anhand
des ersten Ausführungsbeispiels
beispielhaft erläutert.
Zum Wechseln einer verbrauchten Elektrodenkappe 6 wird
diese mittels des Roboterarms zumindest abschnittsweise in die Aufnahme 38 des
Trennkopfes 4 axial eingeführt. Der Elektrodenhalter 10 mit
Elektrodenkappe 6 kann hierbei von beiden Seiten in den Wechsler 1 eingeführt werden.
Anschließend
führt der
Roboterarm eine Drehbewegung um die Mittelachse der Aufnahme 38 aus,
wobei die Kugeln 40 jeweils entlang der Außenumfangsfläche 60 der
Elektrodenkappe 6 und der ihnen zugeordneten Kurvenbahn 58 des
Trennkopfes 4 abrollen und eine Radialbewegung zum Klemmen
der Elektrodenkappe 6 durchführen. Die Drehrichtung des
Roboterarms ist dabei beliebig. Die Elektrodenkappe 6 ist
hierbei noch auf dem Elektrodenhalter 10 fixiert und folgt
dieser radialen Roboterbewegung, bleibt aber immer in Kontakt mit
den Kugeln 40 und zwingt diese, ihrer Bewegung zu folgen.
Nach einer Drehbewegung des Roboterarms von weniger als etwa 15° erfolgt
gemäß 5 die
Klemmung der Elektrodenkappe 6 in dem Trennkopf 4.
Das heißt,
schon ein relativ geringer Drehwinkel des Roboterarms reicht aus,
um eine Klemmung der Elektrodenkappe 6 durch die Kugeln 40 zu
erreichen. Durch eine nach dem Klemmpunkt fortgeführte Drehbewegung
des Roboterarms wird die Elektrodenkappe 6 von dem Elektrodenhalter 10 abgedreht
(gelöst).
Der Roboterarm führt
beispielsweise eine Gesamtdrehbewegung von etwa 30° zum Klemmen
und Lösen
der Elektrodenkappe aus. Nach dem Lösen der Elektrodenkappe 6 von
dem Elektrodenhalter 10 wird dieser über den Roboterarm aus dem
Trennkopf 4 entfernt, wobei die Elektrodenkappe 6 innerhalb
des Trennkopfes 4 verbleibt. Bei einem nicht dargestellten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit senkrechter Anordnung der Aufnahme 38 kann
die Elektrodenkappe 6 nach unten ausfallen. Nach dem Lösen der
Elektrodenkappe 6 von dem Elektrodenhalter 10 erfolgt
eine Kontrolle der Abwesenheit der Elektrodenkappe 6 mittels
des Tastsensors 34. Anschließend wird der Elektrodenhalter 10 durch
den Roboterarm in das ihm zugeordnete Elektrodenkappenmagazin 22 bzw. 24 zur
Aufnahme einer neuen Elektrodenkappe 6 eingeführt. Nach
der Aufnahme der neuen Elektrodenkappe 6 aus dem Magazin 22, 24 erfolgt
eine Kontrolle der Anwesenheit der Elektrodenkappe 6 mittels
des Tastsensor 34. Befindet sich eine neue Elektrodenkappe 6 auf dem
Elektrodenhalter 10, wird die Schweißzange 2 geschlossen
und die Elektrodenkappe 6 auf den Elektrodenhalter 10 aufgepresst.The following is the function of the electrode cap replacement system 1 explained by way of example with reference to the first embodiment. To change a worn electrode cap 6 this is at least partially into the receptacle by means of the robot arm 38 of the separation head 4 introduced axially. The electrode holder 10 with electrode cap 6 can do this from both sides in the changer 1 be introduced. Subsequently, the robot arm rotates about the central axis of the receptacle 38 out, with the balls 40 each along the outer peripheral surface 60 the electrode cap 6 and the curved path assigned to them 58 of the separation head 4 unroll and a radial movement to clamp the electrode cap 6 carry out. The direction of rotation of the robot arm is arbitrary. The electrode cap 6 is still on the electrode holder 10 fixes and follows this radial robot movement, but always stays in contact with the balls 40 and forces them to follow their movement. After a rotation of the robot arm of less than about 15 ° takes place according to 5 the clamping of the electrode cap 6 in the separation head 4 , That is, even a relatively small angle of rotation of the robot arm is sufficient to clamp the electrode cap 6 through the balls 40 to reach. By a continued after the terminal point rotational movement of the robot arm is the electrode cap 6 from the electrode holder 10 turned off (solved). The robot arm performs, for example, a total rotational movement of about 30 ° for clamping and releasing the electrode cap. After loosening the electrode cap 6 from the electrode holder 10 this is via the robotic arm from the cutting head 4 removed, with the electrode cap 6 within the separation head 4 remains. In an embodiment of the invention not shown with a vertical arrangement of the recording 38 can the electrode cap 6 to fall down. After loosening the electrode cap 6 from the electrode holder 10 a check is made for the absence of the electrode cap 6 by means of the push button sensor 34 , Subsequently, the electrode holder 10 through the robot arm into the electrode cap magazine assigned to it 22 respectively. 24 for receiving a new electrode cap 6 introduced. After taking the new electrode cap 6 from the magazine 22 . 24 a check is made for the presence of the electrode cap 6 by means of the push button sensor 34 , Is there a new electrode cap 6 on the electrode holder 10 , the welding tongs will 2 closed and the electrode cap 6 on the electrode holder 10 pressed.
Dieser
Ablauf wird zum Wechsel der zweiten Elektrodenkappe 6 der
Schweißzange 2 entsprechend
wiederholt, um diese zu entfernen und durch eine neue zu ersetzten.
Wird die nächste
Elektrodenkappe 6 in die Aufnahme 38 eingeführt stößt der Roboterarm
damit automatisch die im Inneren der Wechselvorrichtung 1 verbliebene
Elektrodenkappe 6 mittels der zu wechselnden aus. Aufgrund
der nacheinander gewechselten Elektrodenkappen 6 befindet
sich jederzeit zumindest eine Elektrodenkappe 6 auf der
Schweißzange 2,
so dass ein Austreten von Kühlflüssigkeit
aus dieser weitgehend verhindert ist, da hierbei ein Unterdruck
im Kühlmittelkreislauf
entstehen würde.This process will change the second electrode cap 6 the welding gun 2 accordingly repeated to remove them and replace them with a new one. Will the next electrode cap 6 in the recording 38 The robot arm thus automatically pushes the inside of the changing device 1 remaining electrode cap 6 by means of the to be changed. Due to the successively changed electrode caps 6 there is always at least one electrode cap 6 on the welding tongs 2 , so that leakage of cooling liquid from this is largely prevented, since in this case a negative pressure in the coolant circuit would arise.
6 zeigt
ein insbesondere für
eine stationäre
Schweißzange
(nicht dargestellt) geeignetes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem die Positionierung des Trennkopfes 4 an der stationären Schweißzange und
das Aufbringen der Klemmkraft über
eine Drehbewegung eines Roboterarmes 64 eines Handlingroboters 66 erreicht
wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird das Wechselsystem 1 von dem Handlingroboter 66 lediglich
zum Wechsel der Elektrodenkappe 6 von einer Ablageplatte 68 aufgenommen
und zu der stationären Schweißzange verfahren.
Hierbei wird es bevorzugt, wenn der Handlingroboter 66 neben
dem Lösen
der zu wechselnden Elektrodenkappen 6 ebenfalls die neuen
Elektrodenkappen 6 mittels Elektrodenkappenmagazinen 70, 72 auf
die Elektrodenhalter der stationären
Schweißzange
aufbringt. Der Handlingroboter 66 trägt ein als Koppelplatte 74 ausgebildetes
Verbindungselement zur Aufnahme des Wechselsystems 1, das
zwei etwa fingerförmige
Fixierstifte 76, 78 aufweist, die in entsprechende
stirnseitige Ausnehmungen 80, 82 des Wechselsystems 1 einführbar und
dort festlegbar sind. Zur Erfassung der An- und Abwesenheit des Wechselsystems 1 an
dem Handlingroboter 66 ist ein Sensor 84, beispielsweise ein elektromechanischer
Taster, an der Koppelplatte 74 vorgesehen, der mit einem
L-förmigen
Sensoranschlag 86 auf dem Wechselsystems 1 zusammenwirkt.
Dadurch kann die Prozesssicherheit des Wechselsystems 1 weiter
verbessert werden. Die Koppelplatte 74 ermöglicht eine
präzise
Koppelung zwischen Wechselsystem 1 und Roboterarm 64 mit
hoher Wiederholgenauigkeit. Dies wird im Folgenden anhand 7 näher erläutert, die
einen Längsschnitt des
Wechselsystems 1 und der Koppelplatte 74 zeigt. 6 shows a particularly suitable for a stationary welding gun (not shown) embodiment of the invention, in which the positioning of the separating head 4 on the stationary welding gun and the application of the clamping force via a rotary movement of a robot arm 64 a handling robot 66 is reached. In the illustrated embodiment, the change system 1 from the handling robot 66 only for changing the electrode cap 6 from a shelf 68 taken and moved to the stationary welding gun. In this case, it is preferred if the handling robot 66 in addition to the release of the electrode caps to be changed 6 also the new electrode caps 6 by means of electrode cap magazines 70 . 72 applied to the electrode holder of the stationary welding tongs. The handling robot 66 contributes as a coupling plate 74 trained connecting element for receiving the exchange system 1 , the two about finger-shaped pins 76 . 78 having, in corresponding end-side recesses 80 . 82 of the exchange system 1 insertable and can be fixed there. To record the presence and absence of the change system 1 on the handling robot 66 is a sensor 84 , For example, an electromechanical probe on the coupling plate 74 provided with an L-shaped sensor stop 86 on the change system 1 interacts. This allows the process security of the change system 1 be further improved. The coupling plate 74 allows a precise coupling between change system 1 and robotic arm 64 with high repeat accuracy. This will be explained below 7 explained in more detail, which is a longitudinal section of the exchange system 1 and the coupling plate 74 shows.
Gemäß 7 ist
die Koppelplatte 74 über Kugelschnäpper 90 an
dem Wechselsystem 1 fixierbar. Die Kugelschnäpper 90 sind
in Querbohrungen 89 angeordnet und mit jeweils einer Ringnut 88 der Fixierstifte 76, 78 in
Eingriff bringbar. Die Ablageplatte 68 hat an zwei gegenüberliegenden
Enden jeweils einen Anschlag 92, 94, der sich
im Wesentlichen quer zur Lade- und Entladerichtung erstreckt, so dass
die Anschläge 92, 94 bei
der Lade- und Entladeoperation des Handlingroboters 66 ein
Verrutschen des Wechselsystems 1 auf der Ablageplatte 68 verhindern
und die Federkraft der Kugelschnäpper 90 zum
Einführen
und Lösen
des Wechselsystems 1 von dem Handlingroboter 66 überdruckbar
ist. Die elektrische Kontaktierung des Wechselsystems 1 erfolgt
mittels eines Multikontakt-Steckers 96, wobei die Steckerbuchse 98 versenkt
in einem Grundkörper 102 des
Wechselsystems 1 angeordnet und über ein männliches Steckerteil 100 kontaktierbar
ist, das parallel zu den Fixierstiften 76, 78 aus
der Koppelplatte 74 herausragt. Um das Einführen des
männlichen Steckerteils 100 in
die Steckerbuchse 98 zu erleichtern und die Positionierung
zu verbessern, ist der männliche
Steckerteil 100 bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einer Einführschräge versehen,
die in einen im Wesentlichen zylinderförmige Positionierabschnitt übergeht.According to 7 is the coupling plate 74 about ball catch 90 at the change system 1 fixable. The ball-catch 90 are in cross holes 89 arranged and each with an annular groove 88 the fixing pins 76 . 78 engageable. The shelf 68 has a stop at two opposite ends 92 . 94 which extends substantially transversely to the loading and unloading direction, so that the stops 92 . 94 during the loading and unloading operation of the handling robot 66 a slippage of the exchange system 1 on the shelf 68 prevent and the spring force of the ball catch 90 for inserting and releasing the change system 1 from the handling robot 66 is overprintable. The electrical contacting of the exchange system 1 takes place by means of a multi-contact plug 96 , where the socket 98 sunk in a body 102 of the exchange system 1 arranged and via a male plug part 100 is contactable, parallel to the fixing pins 76 . 78 from the coupling plate 74 protrudes. To insert the male connector part 100 into the socket 98 To facilitate and improve positioning is the male connector part 100 provided in an embodiment, not shown, with an insertion bevel, which merges into a substantially cylindrical positioning section.
Gemäß 8,
die ein von dem Handlingroboter 66 aufgenommenes Wechselsystem 1 zeigt, tauchen
die Kugelschnäpper 90 abschnittsweise
in die Ringnuten 88 der Fixierstifte 76, 78 ein,
so dass das Wechselsystem 1 formschlüssig an der Koppelplatte 74 fixiert
ist. In der dargestellten Verriegelungsposition sind die Fixierstifte 76, 78 im
Wesentlichen vollständig
in die Ausnehmungen 80, 82 des Wechselsystems 1 eingetaucht,
wobei zwischen der Koppelplatte 74 und der Rückseite
des Wechselsystems 1 ein Spalt verbleibt, so dass die Positionierung
des Wechselsystems 1 lediglich durch die fingerförmigen Fixierstifte 76, 78 mit
hoher Genauigkeit erfolgt.According to 8th that one from the handling robot 66 recorded change system 1 shows, the ball-catching dive 90 in sections in the annular grooves 88 the fixing pins 76 . 78 one, so the change system 1 positive fit on the coupling plate 74 is fixed. In the illustrated locking position are the fixing pins 76 . 78 essentially completely in the recesses 80 . 82 of the exchange system 1 immersed, being between the coupling plate 74 and the back of the exchange system 1 a gap remains, allowing the positioning of the exchange system 1 only by the finger-shaped fixing pins 76 . 78 with high accuracy.
Bei
einer nicht dargestellten Variante der Erfindung trägt der Handlingroboter 66 das
Wechselsystem 1 dauerhaft.In a variant of the invention, not shown, the handling robot carries 66 the change system 1 permanent.
Wie
insbesondere 9 zu entnehmen ist, die eine
Einzeldarstellung des Wechselsystems 1 aus 6 zeigt,
sind zwei Elektrodenkappenmagazine 70, 72 mit
um 180° zueinander
versetzten Entnahmerichtungen an dem Grundkörper 102 ausgebildet, der
eine Ausnehmung 104 zur Aufnahme des Trennkopfes 4 aufweist.
Das Nachrücken
der Elektrodenkappen 6 nach der Entnahme einer Elektrodenkappe 6 aus
einem der Elektrodenkappenmagazine 70, 72 wird
lageunabhängig
dadurch erreicht, dass die Elektrodenkappen 6 durch die
Kraft einer Druckfeder 106 gegen die Kugelschnäpper 28 in
ihre Entnahmeposition vorgespannt sind. Dies wird im Folgenden anhand 10 näher erläutert, die
eine schematische Draufsicht des Wechselsystems 1 aus 9 zeigt.In particular 9 it can be seen that an individual presentation of the exchange system 1 out 6 shows are two electrode cap magazines 70 . 72 with offset by 180 ° staggered removal directions on the body 102 formed, which is a recess 104 for receiving the separating head 4 having. The advancement of the electrode caps 6 after removing an electrode cap 6 from one of the electrode cap magazines 70 . 72 is achieved regardless of position, characterized in that the electrode caps 6 by the force of a compression spring 106 against the ball catch 28 are biased in their removal position. This will be explained below 10 explained in more detail, which is a schematic plan view of the exchange system 1 out 9 shows.
Gemäß 10 umgreifen
die Druckfedern 106 jeweils eine zylinderförmige Druckstange 108, die über ein
abschnittsweise an die Kontur der Elektrodenkappe 6 angepasstes
Stützelement 110 an den
Elektrodenkappen 6 abgestützt sind. Aufgrund der Druckstangen 108 mit
an die die Kontur der Elektrodenkappe 6 angepasstem Querschnitt
werden die Elektrodenkappen 6 zentriert in dem Elektrodenkappenmagazin 70, 72 geführt. Die
Druckfedern 106 sind jeweils an mit dem Magazin 70, 72 verbundenen Stützplatten 112 abgestützt und
mit einem Anschlag 114 zur Begrenzung der Zustelltiefe
versehen. Zum Bestücken
des Elektrodenkappenmagazins 70, 72 mit neuen
Elektrodenkappen 6 kann die Druckstange 108 beispielsweise
von dem Arbeiter entgegen der Federkraft gezogen und anschließend das
Elektrodenkappenmagazin 70, 72 befüllt werden.
Die Elektrodenkappen 6 sind nach dem Lösen von dem Elektrodenhalter 10 (siehe 1)
durch in die Elektrodenkappenaufnahme 26 eintauchende Kugelschnäpper 28 in
dem Magazin 70, 72 gehalten, deren Federkraft
zur Entnahme der Elektrodenkappen 6 von dem Handlingroboter 66 überdrückbar ist.According to 10 embrace the compression springs 106 each a cylindrical push rod 108 , which is connected in sections to the contour of the electrode cap 6 adapted support element 110 on the electrode caps 6 are supported. Because of the push rods 108 with to the contour of the electrode cap 6 adapted cross-section become the electrode caps 6 centered in the electrode cap magazine 70 . 72 guided. The compression springs 106 are each on with the magazine 70 . 72 connected support plates 112 supported and with a stop 114 to limit the infeed depth. For loading the electrode cap magazine 70 . 72 with new electrode caps 6 can the push rod 108 for example pulled by the worker against the spring force and then the electrode cap magazine 70 . 72 be filled. The electrode caps 6 are after loosening from the electrode holder 10 (please refer 1 ) through into the electrode cap receptacle 26 diving ball-catcher 28 in the magazine 70 . 72 held their spring force to remove the electrode caps 6 from the handling robot 66 is overwhelming.
11 zeigt
eine Schnittdarstellung des Wechselsystems 1 aus 6,
gemäß der ein
Verbleiben der zu wechselnden Elektrodenkappe 6 auf der
Schweißzange
bei einer von der Vertikalen abweichenden Ausrichtung des Trennkopfes 4 dadurch vermieden
wird, dass die Elektrodenkappe 6 nach dem Lösen von
der stationären
Schweißzange
durch in die Aufnahme 38 eintauchende Kugelschnäpper 116 in
dem Trennkopf 4 lösbar
gehalten sind, deren Federkraft zum Auswerfen der Elektrodenkappe 6 beim
Lösen der
Elektrodenkappe 6 der anderen Zangenseite von dem Handlingroboter 66 überdrückbar ist,
so dass die Elektrodenkappe 6 von der Schweißzange sicher
abgenommen und dann ausgeworfen wird. Als besonders vorteilhaft
hat es sich erwiesen, wenn zwei diametral zueinander angeordnete
Kugelschnäpper 116 im
Bereich der Aufnahme 38 vorgesehen sind. 11 shows a sectional view of the exchange system 1 out 6 , according to the remaining of the electrode cap to be changed 6 on the welding gun with a deviating from the vertical orientation of the separating head 4 This avoids that the electrode cap 6 after loosening the stationary welding tongs through in the receptacle 38 diving ball-catcher 116 in the separation head 4 are releasably held, the spring force for ejecting the electrode cap 6 when loosening the electrode cap 6 the other nipper side of the handling robot 66 is suppressible, so that the electrode cap 6 safely removed from the welding gun and then ejected. It has proved to be particularly advantageous if two ball catches arranged diametrically opposite one another 116 in the field of recording 38 are provided.
Das
erfindungsgemäße Elektrodenkappenwechselsystem 1 ist
nicht auf die beschriebene Anordnung der Kurvenbahnen 58 beschränkt, vielmehr kann
der Trennkopf 4 weniger oder mehr als sechs Kurvenbahnen 58 aufweisen.The electrode cap replacement system according to the invention 1 is not on the described arrangement of the curved paths 58 limited, rather, the separating head 4 less or more than six curved paths 58 exhibit.
Offenbart
ist ein Elektrodenkappenwechselsystem 1 für einen
Schweißroboter
oder Schweißautomaten,
mit zumindest einem Trennkopf 4, über den eine zu wechselnde
Elektrodenkappe 6 von einer Schweißzange 2 lösbar ist,
wobei der Trennkopf 4 eine Aufnahme 38 für die Elektrodenkappe 6 aufweist,
in der Klemmelemente 40 zur Aufbringung einer Klemmkraft
auf die Elektrodenkappe 6 vorgesehen sind, wobei die Klemmkraft über eine
Drehbewegung eines Roboterarms des Schweißroboters oder eines Handlingroboters 66 aufgebracht
ist. Erfindungsgemäß sind als
Klemmelemente Kugeln 40 vorgesehen, die zum Aufbringen
der Klemmkraft jeweils entlang einer Außenumfangsfläche 60 der Elektrodenkappe 6 und
einer Kurvenbahn 58 des Trennkopfes 4 geführt sind,
die derart ausgebildet ist, dass die Kugeln 40 bei der
Drehbewegung des Roboterarms eine Radialbewegung zum Klemmen und
Lösen der
Elektrodenkappe 6 durchführen. Des Weiteren offenbart
ist ein Verfahren zum Wechseln einer Elektrodenkappe 6 mit
einem derartigen Wechselsystem 1.Disclosed is an electrode cap replacement system 1 for a welding robot or welding machine, with at least one separating head 4 , on the an electrode cap to be changed 6 from a welding tongs 2 is releasable, with the separating head 4 a recording 38 for the electrode cap 6 has, in the clamping elements 40 for applying a clamping force to the electrode cap 6 are provided, wherein the clamping force via a rotary movement of a robot arm of the welding robot or a handling robot 66 is applied. According to the invention are as clamping elements balls 40 provided for applying the clamping force respectively along an outer peripheral surface 60 the electrode cap 6 and a curved track 58 of the separation head 4 are guided, which is designed such that the balls 40 during the rotary movement of the robot arm, a radial movement for clamping and releasing the electrode cap 6 carry out. Further disclosed is a method of changing an electrode cap 6 with such a change system 1 ,
-
11
-
ElektrodenkappenwechselsystemComplete electrodes replacement system
-
22
-
Schweißzangewelding gun
-
44
-
Trennkopfseparating head
-
66
-
Elektrodenkappeelectrode cap
-
88th
-
Elektrodenaufnahmeelectrode holder
-
1010
-
Elektrodenhalterelectrode holder
-
1212
-
Ständerstand
-
1414
-
Grundplattebaseplate
-
1616
-
Stützrippensupport ribs
-
1818
-
Seitenflächeside surface
-
2020
-
Seitenflächeside surface
-
2222
-
ElektrodenkappenmagazinElectrode cap magazine
-
2424
-
ElektrodenkappenmagazinElectrode cap magazine
-
2626
-
ElektrodenkappenaufnahmeElectrode cap receiver
-
2828
-
Kugelschnäpperball catch
-
3030
-
Sensorsensor
-
3232
-
Stirnflächeface
-
3434
-
TastsensorTouch sensor
-
3636
-
Grundkörperbody
-
3838
-
Aufnahmeadmission
-
4040
-
KugelBullet
-
4242
-
Deckelcover
-
4444
-
Deckelcover
-
4646
-
Aufnahmebohrunglocation hole
-
4848
-
Befestigungsschraubefixing screw
-
5050
-
Stirnflächeface
-
5252
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Mitnehmertakeaway
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5454
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Axialstegaxial web
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5656
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Ringbundcollar
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5858
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Kurvenbahncam track
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6060
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AußenumfangsflächeOuter circumferential surface
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6262
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InnensechsrundHexalobular
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6464
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Roboterarmrobot arm
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6666
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Handlingroboterhandling robots
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6868
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Ablageplatteshelf
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7070
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ElektrodenkappenmagazinElectrode cap magazine
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7272
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ElektrodenkappenmagazinElectrode cap magazine
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7474
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Koppelplattecoupling plate
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7676
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Fixierstiftlocating pin
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7878
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Fixierstiftlocating pin
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8080
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Ausnehmungrecess
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8282
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Ausnehmungrecess
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8484
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Sensorsensor
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8686
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Anschlagattack
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8888
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Ringnutring groove
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8989
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Querbohrungcross hole
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9090
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Kugelschnäpperball catch
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9292
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Anschlagattack
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9494
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Anschlagattack
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9696
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Multikontakt-SteckerMulti-contact plug
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9898
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Steckerbuchsesocket
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100100
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Steckerteilplug part
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102102
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Grundkörperbody
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104104
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Ausnehmungrecess
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106106
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Druckfedercompression spring
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108108
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Druckstangepushrod
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110110
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Stützelementsupport element
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112112
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Stützplattesupport plate
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114114
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Anschlagattack
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116116
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Kugelschnäpperball catch