DE1938739U

DE1938739U - Maschine zur durchfuehrung von elektrischen punktschweissungen oder projektionsschweissungen.

Info

Publication number: DE1938739U
Application number: DE1966C0014265
Authority: DE
Inventors: Luigi Caprioglio
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-07-08
Filing date: 1966-03-11
Publication date: 1966-05-18
Also published as: GB1126373A

Description

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Luigi Caprioglio, Ing_o, Cascine Vica, Via Barge

(Italien)

Maschine zur Durchführung von elektrischen Punktschweissungen oder Pro jektionsschweissungen

Die Neuerung bezieht sich auf eine Maschine zur Durchführung von elektrischen Punktschweissungen oder Projektionsschweissungen und bezweckt die Schaffung einer Maschine, die nach einem vorgewählten Programm eine Eeihe von Schweissungen an einem Werkstück durchzuführen gestattet, Die Maschine soll hierbei an die verschiedenartigsten Arbeitsprogratnme gut anpassbar sein, um ihre Verwendungsmöglichkeit innerhalb des Betriebes zu erhöhen,.

Nach der Neuerung kennzeichnet sich eine derartige Maschine durch einen Tisch zum Aufspannen zu schweissender Werkstücke, wenigstens einen Schweisskopf mit

Schweiselektroden, der mindesten~s in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen längs Führungen durch Antriebe "beweglich ist und durch eine Programmiereinrichtung, die Einstellorgane steuert und in Abhängigkeit Ton aufgegebenen Informationen die automatische Durchführung aller erforderlichen Schweissungen am Werkstück bestimmte

Weitere Merkmale der Neuerung ergeben sich aus den Ansprüchen,, In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele von Maschinen gemäss der Neuerung dargestellt,, In der Zeichnung ist

Mg«, 1 eine Draufsicht auf eine Maschine nach der

Neuerung,

Figo 2 eine Seitenansicht zu Fig„ 1, Fig_o 3 eine Ansicht von vorn zu Fig. 1, Fig„ 4 eine perspektivische Darstellung einer

zweiten Ausführungsform der Maschine, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Maschine, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Maschine, Fig» 7 eine teilweise geschnittene Ansicht eines

Schweisskopfes,

Fig, 8 eine Seitenansicht eines zangenförmigen Schweisswerkzeuges,

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Figo 9 eine Seitenansicht einer anderen Ausführ ungs form eines zangenartigen Schweisswerkzeuges und

Fig«IO eine perspektivische Darstellung einer

abgewandelten Bauform eines Schweisskopfes,

Die Maschine gemäss FIg₀ 1 bis 3 hat einen

Tisch 1 zum Aufspannen der Werkstücke, der auf einem Fundament 2 ruht« Mit dem Fundament sind seitlich zwei Ständer 3 und 4 verbunden, die zusammen mit einem Haupt 5 ein Portal bilden,, Das Haupt 5 stellt eine Längsführung dar, auf der über Wälzlager;:, Gleitschienen oder Schlitten aus Kunststoff ein Wagen 6 beweglich angeordnet ist, dessen Verschiebung durch einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, z„B, mit doppelt wirkenden, gegebenenfalls teleskopartigen Zylindern, durch einen mechanischen Antrieb in Form eines Schraubengetriebes, eines Kugelschraubengetriebes, eines Zahnstangentriebes oder eines Kettenantriebes erfolgte Zum Antrieb dient ein Motor 7s der auf einen der Ständer 4 montiert ist» Dieser Motor kann ein Elektromotor, vorzugsweise ein selbstbremsender Zweiphasenmotor, oder, in vielen Fallen vorzugsweise, ein hydraulischer Motor sein, dessen hohes Verhältnis zwischen Drehmoment und Trägheitsmoment ein rasches und genaues Anhalten des Wagens in der erwünschten Stellung sowie eine leichte stufenlose Regelung der Geschwindigkeit durch Fördermengenregelung gestattet»

Der in Längsrichtung Terschiebliche Wagen 6 trägt zwei Querführungen 8, die mit Abstand voneinander parallel angeordnet sind«, Längs der Querführungen 8 ist ein Schlitten 11 verschieblictu Im Ausführungsbeispiel sind die Querführungen 8 am freien Ende über eine Stütze an einer Schiene 10 am Vorderrand des Tisches 1 angestützt₀ Der in Längsrichtung der Maschine verschiebbare Wagen erhält auf diese Weise die Form eines Portals, das als Tragwerk für besonders schwere Schweisskapfe, die eine bedeutende Schweisskraft auszuüben in der Lage sind, geeignet iat_#

Der Schlitten 11 ist auf den Querführungen mittels eines Antriebes verschiebbar«, Dieser Antrieb kann wie der Antrieb für den in Längsrichtung beweglichen Wagen ausgebildet sein,, Hierbei ist es, wenn ein mechanischer Antrieb verwendet wird, zweckmässig, den Motor an dem Ständer 3 oder 4 zu montieren und die Bewegung zu dem in Längsrichtung verschiebbaren Wagen über eine Welle 12 zu übertragen, wodurch das Trägheitsmoment des Schlittens herabgesetzt wird«

Auf dem in Querrichtung zur Maschine verschiebbaren Schlitten 11 sind hydraulische oder pneumatische Zylinder vorgesehen, um Elektroden 13 eine senkrechte Beistellbewegung auf das zu bearbeitende Werkstück zu erteilen,, Der Schweißstrom wird den Elektroden 13 über Leitungen

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zugeleitet, die in der hohlen Kolbenstange des in dem Zylinder gleitenden Kolbens liegen«, Die elektrischen Leitungen 14 können aloer auch, direkt zu den Elektroden führen, wie dies in Fig_e 2 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Wie üblich, können die biegsamen Leitungen 14 über elastische Organs aufgehängt oder sich selbst tragend angeordnet sein«, Die Übertragung der elektrischen Energie kann in besonderen Fällen auch über Kupferschienen unter Anwendung eines Blockierungssystems an den Schweißstellen erfolgen.,

In besonderen Fällen, beispielsweise wenn mit der Schweissmaschine in nur einer Mhe liegende Schweißserien ausgeführt werden sollen, genügt es, die Maschine mit einem Wagen auszustatten, wobei die Elektroden nur entlang einer Geraden bewegt werden«

Falls im Gegensatz zum dargestellten Fall ein anderes Schweißsystem als ein solches mit zwei Elektroden verwendet wird, beispielsweise mit einem einzigen Punkt mit Rückweg über den Tisch, kann letzterer aus gut leitendem, antimagnetischen Metall ausgebildet sein, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, wobei elektrische oder magnetische Systeme für den Ausgleich der durch die Verschiebung der Elektrode auf dem Tisch 1 verursachten Induktivitätsschwankungen des Stromkreises vorgesehen werden» Die Speisung erfolgt in an sich bekannter Weise von der STiederspannungs-Sekundärwicklung eines Schweisstransformators

mit den ifbliclien Zeit- and Leistungsregeleinrichtungen» In besonderen Fällen kann der Transformator auf den Wagen 6 oder den Schlitten 11 montiert sein_o

Die beschriebene Anordnung ermöglicht es,

durch Verschiebung des Wagens 6 und des Schlittens 11 auf den jeweiligen Führungen die Elektroden 13 in jede beliebige Arbeitsstellung in Bezug zum Tisch 1 zu bringen^ Gemäss einem wesentlichen Merkmal der Neuerung ist der Maschine eine Programmiereinrichtung 15 zugeordnet und mit dieser über ein Mehrfachkabel 16 verbunden, so dass eine Reihe von eingestellten Informationen die Steuerung der Maschine bewirkt, insbesondere die Längsverschiebung des Wagens 6, die Querverschiebung des Schlittens 11, die Beistellung der Elektroder 13? sowie die Stärke und Dauer des Schweissvorganges_ö Die Maschine kann daher alle an den verschiedensten Stellen eines auf dem Tisch 1 befindlichen Werkstückes erforderlichen Schweissarbeiten automatisch und genau durchführen Die Programmiereinrichtung kann von beliebiger Ausführung sein und ihre Merkmale bilden keinen Teil der Neuerung* Die Neu* erung besteht vielmehr in der Kombination einer Programmiereinrichtung mit einer Schweissmaschine der beschriebenen Art 5, um deren Betrieb vollkommen automatisch zu gestalten,,

Die Programmiereinrichtung arbeitet mit einem geeigneten System zur Ermittlung der Stellung eines jeden beweglichen Teiles äer Maschine zusammen, um den Stillstand

äer "beweglichen Teile "bei Erreichen ihrer vorbestimmten Lage zu "bewirken, oäer im Falle der Anwendung eines weiter entwickelten Einstellungssystems, um eine vorbestimmte Stellung einzunehmen,» Das System zum Ermitteln der Stellung der "beweglichen Teile kann seinerseits unterschiedlich ausgebildet sein» Hern Fachmann stehen hierfür zwahlreiche Lösungen zur Verfügung» In Figo 1 ist rein schematisch eine derartige Einrichtung mit 17 "bezeichnet, die die Ermittlung der Stellung der Wagen mittels Mikroschalterfühler und beweglicher Nocken "bewirkt.

Bei Verwendung einer Doppelelektrode 3.3 ist es möglich, letztere um eine senkrechte Achse schwenkbar auszubilden, um im geeigneten Augenblick die Schweissvorgänge zu Unterbrechern Auch diese Drehbewegung wird vorzugsweise von der Programmiereinrichtung gesteuerte

Der Tisch 1 weist wie üblich Einrichtungen zur Befestigung der Werkstücke auf, z,B» schwalbenschwanz:?örmige Nuten 18 (Fig_o 4)° Wie weiterhin aus Figo 4 ersichtlich ist, kann der Tisch auf dem Fundament 2 mittels Stützen 19 höhenverstellbar montiert sein, um die Maschine Werkstücken verschiedener Höhe anpassen zu können»

Wie Figo 4 weiterhin zeigt, können die Querführungen 8 freitragend an dem in Längsrichtung verschiebbaren Wagen 6 befestigt sein, so dass eine Konsole gebildet wird, die von dem Haupt 5 des Portals getragen wird» Diese

Anordnung ermöglicht die Befestigung von Werkstücken auf dem Tisch 1, die über den vorderen Tischrand hinausstehen» Es ist überdies zu "beachten, dass auf Grund des Portals aus den Ständern 3 und 4 und dem Haupt 5 das £uf dem Tisch aufgespannte Werkstückt sowohl vorn als auch rückwärts oder rechts oder links ü"ber den Tisch vorstehen kann, so dass auch Werkstücke mit bedeutenden Abmessungen auf der Maschine bearbeitet werden können»

Gemäss Figo 5 ist der Tisch 1 auf dem Fundament 2 in Querrichtung beweglich montiert und läuft durch das vorerwähnte Portal 3j4*5» Auf diese Weise können Werkstücke von bedeutenden Querabmessungen ohne Umspannen auf dem Tisch in mehreren Gängen bearbeitet werden» Auch die Querbewegung des Tisches 1 kann von der Programmiereinrichtung gesteuert werden, so dass die Maschine zuerst alle Punktsehweissungen, die beispielsweise in der einen Hälfte des Werkstückes erforderlich sind,und sodann alle Schweissungen in der zweiten Hälfte des Werkstückes durchgeführt werden, welch letztere natürlich nach einem anderen Programm als dem der ersten Hälfte erfolgen können» Diese naturgemäss nur langsame Bewegung des Tisches 1 dient jedoch nicht der Einstellung der einzelnen Schweißstellen,, Diese Einstellung erfolgt, wie bereits ausgeführt, ausschliesslich durch die Verschiebung von Wagen und Schlitten» Bei der ersterwähnten Bewegung handelt es sich vielmehr lediglich um eine Hilfsbewegung,um verschiedene Bereiche des Werkstückes in die Bearbeitungszone

zu bringen« Wahlweise kann dieselbe Arbeitsweise dazu "benutzt werden, zwei identische Werkstücke auf den beiden Tischhälften aufzuspannen und beide nach dem gleichen Programm nacheinander zu bearbeiten» Während das eine Stück bearbeitet wird, kann das andere zuvor bearbeitete Stück abgespannt und dafür ein neues anschliessend zu bearbeitendes Werkstück aufgespannt werden» Auf diese Weise wird die Arbeitsleistung der Maschine wesentlich besser ausgenutzt ο

Auch bei einer Maschine mit feststehendem Tisch kann man in dieser vorteilhaften Weise arbeiten, wenn das Aufspannen mehrerer unter sich gleicher Werkstücke auf dem Tisch 1 möglich ist« In diesem Falle wiederholt die Programmiereinrichtung ein bestimmtes Programm, nachdem die Umstellung des Schweisskopfes zu einem anderen Werkstück erfolgt ist. In gleicher Weise kann die Programmiereinrichtung auch dann arbeiten, wenn das zu bearbeitende Werkstück zwei aufeinanderfolgende Hälften besitzt, die genau die gleiche Bearbeitung erfordern,, Das hier Gesagte gilt natürlich >auch dann, wenn es sich darum handelt, die Durchführung des Programms mehrmals zu wiederholer Die im Zusammenhang mit dem in Querrichtung

verschiebbaren Tisö'h 1 gemäss Figo 5 gemachten Ausführungen gelten in gleicher Weise für den in Längsrichtung verschiebbaren Tisch 1 gemäss Fig₀ 6, der die Bearbeitung von Werk-

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stücken grosser Lä-nge oder von in Längsrichtung aufeinander= folgend aufgespannten Werkstücken ermöglicht,*

Wie Figo 5 zeigt, können die Querführungen 8 für den Schlitten 11 anstatt mit dem Wagen 6 verbunden zu sein, auch mit dem Schlitten 11 fest verbunden werden und dann gleitend im Wagen 6 gelagert sein_e

Bisher wurde lediglich von einem in Längsrichtung verschiebbaren Wagen 6 gesprochen, es ist jedoch möglich, auch zwei oder mehr Wagen 6 und entsprechende Querführungen 8 sowie Schlitten 11 vorzusehen, um an mehreren Stellen gleichzeitig arbeiten zu können» Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die durchzuführenden Schweissvorgänge identisch sind, weil sie dann durch ein Programm gemeinsam gesteuert werden können₀

Die Fig» 7 zeigt im Einzelnen eine Ausführungsform eines in Querrichtung verschiebbaren Schlittens 11 zur Halterung der Elektroden 13« Ein Rahmen 20 läuft über Rollen 21 auf den Querführungen 8 und trägt den Schweisskopf 11, der um eine senkrechte Achse drehbar ist, um eine Unterbrechung der von den zwei Elektroden 13 durchgeführte! Schweissvorgänge zu ermöglichen» Der Schweisskopf 11 hat zwei hydraulische oder pneumatische Zylinder für Kolben 22, an denen durchgehende Kolbenstangen 23 befestigt sind, die an ihrem unteren Ende über Futter 23a Elektroden 13 und an ihrem oberen Ende Klemmen 24 zum Anschluss der elektrischen Leitungen tragen,, Federn 25 gleichen das Gewicht dieser

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"beweglichen Teile aus« Anstatt zweier hydraulischer oder pneumatischer Zylinder mit zugehörigen Kolben >kann natürlich auch nur ein einziger Zylinder mit Kolben vorgesehen sein«,

Die Elektroden können bei der senkrechten Einstellung bis zur Anlage ge^en das Werkstück gebracht werden oder in einem bestimmten Abstand zu diesem angehalten werden. Letzteres wird zweckmässig von der Programmiereinrichtung gesteuert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn andere Schweisswerkzeuge als die bisher erwähnten benutzt werden_s beispielsweise zangenartige Schweisswerkzeuge, die aneinandergelegte Teile der zu bearbeitenden Werkstücke einklemmen, um sie zu verschweissen»

Ein derartiges,für die manuelle Anwendung an sich bekanntes zangenartiges Schweisswerkzeug ist in Figo dargestellt» Es ist von einer Stange 23 getragen, deren Höhenlage in dem Schweisskopf einstellbar ist«, Der Schweisskopf kann die in Figo 7 dargestellte Form haben und zwei annähernd symmetrische Backen 26 aufweisen, die vorzugsweise pneumatisch oder hydraulisch zueinander beweglich sind und an den Enden die Elektroden 13 tragen₀ Mit einem solchen Schweisswerkzeug ist es möglich, senkrechte Flansche 27 von auf dem Tisch 1 aufgespannten Werkstücken zu verschweissen. Die Einstellung der Elektroden erfolgt auf die Höhe, in welcher die Schweissarbeiten durchgeführt werden sollen,,

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Um horizontal in Abstand vom Tisch l liegende Plansche miteinander verschweissen zu können, wie etwa die Plansche 28 in Pig» 9, wird ein zangenförmiges Schweisswerkzeug verwendet, das einen von der "beweglichen Stange 23 getragenen Körper mit einem konsolartigen Ansatz 29 besitzt« Die zweite Elektrode 13 wird von einer Stange gehalten, die von einem Smeumatischen oder hydraulischen Zylinder 31 betätigt' wird, so dass die gebildete Zange zum Schweissen geschlossen werden kann» In diesem falle wird das zangenförmige Schweisswerkzeug zuerst in der Senkrechten eingestellt, sodann seitlich waagerecht verschoben, bis es die zu verschweissenden Plansche umfasst, worauf die Schweissung unter G-egeneinand erbewegen der Elektroden 13 durchgeführt wird ο

Da es möglich ist, dass an ein und demselben Werkstück Punktschweissungen mit gewöhnlichen Elektroden und solche mit zang'enförmigen Schweisswerkzeugen durchgeführt werden müssen, sieht die Neuerung, wie aus Pig„ 10 ersichtlich ist, einen aus zwei unabhängig voneinander höhenverstellbaren Teile 11a und 11b unterteilten Schweisskopf 11 vor. Der Teil 11a hat an senkrechten Stangen 23 sitzende Elektroden 13a und der andere Teil 11b ein zangenförmiges Schweisselement 26„ Natürlich wird in diesem Palle auch die wahlweise Betätigung der einen oder der anderen der beiden Teile 11a und 11b des Schweisskopfes von der Programmiereinrichtung gesteuert, so dass die Maschine

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automatisch die verschiedensten erforderlichen Schweissarbeiten durchführen kann₀

Jeder Schweisskopf kann anstatt einer Elektrode oder eines Elektrodenpaares auch eine grössere Anzahl von Elektroden tragen, um gleichzeitig eine bestimmte Anzahl von Schweissungen durchzufuhren, wobei in einem solchen Falle natürlich eine getrennte Speisung der verschiedenen Elektroden oder Elektrodenpaare, die zur gleichzeitigen Arbeit bestimmt sind, vorzusehen ist₀

Claims

Schutza.nspr-U.che

I» Maschine zur Durchführung von elektrischen Punktsehweissungen oder Projektionsschweissungen, gekennzeichnet durch einen Tisch (l) zum Aufspannen s±h zu schweissender Werkstücke, wenigstens einen Schweisskopf (ll) mit Schweisselektroden (13)? welcher mindestens in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen längs Führungen (5>8) durch Antriebe (7) beweglich ist und durch eine Programmiereinrichtung (15)» welche Einstellorgane steueret mnd in Abhängigkeit von aufgegebenen Informationen die automatische Durchführung aller erforderlichen Schweissungen am Werkstück bestimmt«

2₀ Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Tisck (l) mit dem Fundament (2) der Maschine fest verbunden ist»

3» Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (l) auf dem Fundament (2) der Maschine höhenverstellbar (19) angeordnet ist«,

4o Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (l) auf dem Fundament (2) der Maschine in Längs- oder Querrichtung bewegbar angeordnet ist.

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5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (l) Spanneinrichtungen, wie schwalbenschwanzförmige Nuten (18) o«dgl„ für die zu "bearbeitenden Werkstücke oder entsprechende Werkstückhalter aufweist,,

6„ Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (2) zwei Ständer (3>4) trägt, die durch ein in Längsrichtung der Maschine liegendes Haupt (5) unter Bildung eines Portals miteinander verbunden sind, und dass wenigstens ein Wagen (6) längs des Hauptes verschiebbar ist, der den in Querrichtung zur Maschine bewegbaren Schweisskopf (ll) trägt»

7« Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (7) für die Längs- und Querbewegung des Schweisskopfes (ll) an den Ständern (4) angeordnet sind und vorzugsweise elektrisch oder hydraulisch ausgebildet sind,

8o Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in Längsrichtung verschiebbare Wagen (6) mit einem den Schweisskopf (ll) tragenden in Querrichtung verschiebbaren Schlitten (ll) über Querführungen (8) verbunden ist, die mit dem Wagen oder Schlitten verbunden sind und in Bezug zum Schlitten oder Wagen verschiebbar sind_o

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9o Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweisskopf (ll) auf dem in Querrichtung verschiebbaren Schlitten um eine senkrechte Achse drehbar ist und die Drehbewegungen des Schweisskopfes von der Programmiereinrichtung (15) gesteuert sind»

1Oe Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweisskopf (ll) lediglich längs einer geradlinigen Bahn beweglich ist«

Ho Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweisskopf (ll) ausser in zwei senkrecht zueinander stehenden Eichtungen auch in der dritten Achse senkrecht bewegbar ist, so dass der Schweisskopf durch die Programmiereinrichtung gesteuert an jedem beliebigen Punkt innerhalb eines bestimmten Raumes bewegbar ist,

12a Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweisskopf (ll) ein zangenförmiges Schweisswerkzeug (26) trägt, dessen Zangen von der Programmiereinrichtung (15) gesteuert sind.

13. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweisskopf aus zwei Teilen (Ha₅Hb) besteht, deren jeder Schweisswerkzeuge (I3a$26,13b) verschiedener Art trägt.

14c Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schweisskopfe mit den entsprechenden Führungen vorgesehen sind, die gleichzeitig

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auf mahrere Werkstücke oder mehrere Abschnitte ein- and desselben Werkstückes einstellbar sind«

15ο Maschine nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, dass die Programmiereinrichtung (15) für jeden Schweissvorgang auch die Intensität und Zeitdauer des chweisstromes steuerte

16, Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ihr zugeordnete Programmiereinrichtung (15) die Wiederholung ein- und desselben Programms in wenigstens zwei verschiedenen Zonen des Bearbeitungsfeldes auf verschiedenen Werkstücken oder auf verschiedenen Zonen eines Werkstückes steuert.