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DE2851063A1 - Vorrichtung zur automatischen fuehrung einer schweisspistole laengs einer vorprogrammierten schweissnaht - Google Patents

Vorrichtung zur automatischen fuehrung einer schweisspistole laengs einer vorprogrammierten schweissnaht

Info

Publication number
DE2851063A1
DE2851063A1 DE19782851063 DE2851063A DE2851063A1 DE 2851063 A1 DE2851063 A1 DE 2851063A1 DE 19782851063 DE19782851063 DE 19782851063 DE 2851063 A DE2851063 A DE 2851063A DE 2851063 A1 DE2851063 A1 DE 2851063A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding gun
welding
sliding block
attached
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782851063
Other languages
English (en)
Inventor
Erwin Cloos
Helmut Kring
Manfred Schmidt
Gerhard Schnell
Joachim Thielmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Cloos Schweisstechnik GmbH
Original Assignee
Carl Cloos Schweisstechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Cloos Schweisstechnik GmbH filed Critical Carl Cloos Schweisstechnik GmbH
Priority to DE19782851063 priority Critical patent/DE2851063A1/de
Priority to US06/072,530 priority patent/US4356378A/en
Publication of DE2851063A1 publication Critical patent/DE2851063A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes
    • B23K9/287—Supporting devices for electrode holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/045—Polar coordinate type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Description

Patentanwälte ^Qk 1Π C^
Dipl.-Ing. Helmut Missling ??U0 Lahn-Giess4rTr feM.PH 1978
Dipl.-Ing. Richard Schlee — */■ - Bismarckstrasse 43
Telefon: (0641) 71019
Dipl.-Ing. Arne Missling
Mi/Hg 13.567
Carl Cloos Schweißtechnik GmbH 6342 Haiger
Vorrichtung zur automatischen Führung einer Schweißpistole längs einer programmierten Schweißnaht
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Führung einer Schweißpistole gemäß einem die jeweils gewünschte Schweißnaht kennzeichnenden Programm (Schweißroboter) , bestehend aus einem um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbaren und in der Länge verstellbaren Auslegerarm, aus einer am freien Ende des Auslegerarmes angebrachten und um mindestens zwei zueinander senkrechten Ebenen verstellbaren Halterung für die Befestigung einer Schweißpistole und aus Dekodern zur Messung der Bewegungen der Achsen der genannten Teile und für die Übertragung der Meßwerte in eine zur Vorrichtung gehörende Steuervorrichtung.
Schweißroboter werden vor allem dann eingesetzt, wenn ständig sich wiederholende Schweißnähte geschweißt werden sollen, wenn mit hoher Genauigkeit ständig gleichbleibende Schweißnähte hergestellt werden sollen, oder wenn die Güte der Schweißnähte beim Schweißen erfaßt werden soll, so daß beim Auftreten von abweichenden Schweißdaten die entsprechende Schweißstelle später ermittelt und überprüft werden
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kann, und vor allem dann, wenn unhumane Arbeitsbedingungen vorliegen, z.B. wenn das Schweißstück auf hohe Temperaturen vorgewärmt ist.
Die Schweißroboter werden anfangs für das jeweilige Schweißstück programmiert, d.h. die Schweißkoordinaten der Schweißnähte werden erfaßt und in der Steuereinrichtung des Schweißroboters gespeichert. Die Stellung der Schweißpistole, d.h. die Stellung der Achsen des Roboters, werden über Dekoder zurückgemeldet, die mit den einzelnen Achsen des Schweißroboters gekoppelt sind. Zur Übertragung der Bewegungen auf die Dekoder dienen Ketten und Kettenräder. Mit diesen Elementen ist vor allem dann keine große Genauigkeit in der Übertragung zu erhalten, wenn Reversierbetrieb auftritt. Die Ketten sind im übrigen nicht spielfrei, und das Spiel nimmt durch Abnutzung der Ketten zu. Im vorliegenden Fall macht sich das Spiel besonders bemerkbar, da kleine Bewegungen der Achsen in große Bewegungen umgesetzt werden müssen, damit die mit dem Dekoder erfaßbaren Schritte ausreichend klein werden.
Die Folge ist, daß die Positionen nicht mehr genau angefahren werden, so daß die Schweißnaht neben der ursprünglich programmierten liegt. Des weiteren stellt es ein Problem dar, mit den bekannten Schweißrobotern Schweißnähte auszufüllen und Schweißungen dann vorzunehmen, wenn die zu schweißenden Werkstücke größere Toleranzen aufweisen, d.h. also, wenn die praktisch vorkommende Schweißnaht von dem einen oder anderen Werkstück mehr oder weniger von der programmierten Schweißnaht abweicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schweißroboter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß
1. eine einmal programmierte Schweißnaht mit hoher reproduzierbarer Genauigkeit beliebig oft erstellt werden kann,
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2. eine Nahtauffüllung mit dem Schweißroboter möglich ist und
3. auch große Toleranzen in der Schweißnaht des zu schweissenden Werkstückes vom Schweißroboter selbsttätig ausgeglichen werden können.
Zur Vermeidung der Ungenauigkeiten, die durch die Ankopplung der Dekoder bei den bekannten Schweißrobotern auftreten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zumindest die übertragung der Größe der Schwenkwinkel des Auslegearmes auf die Dekoder über Zahnelemente (Zahnräder, Zahnsegmente, Zahnkränze) erfolgt und daß jeweils eines der zusammenwirkenden Zahnelemente eines Elementenpaares schwenkbar oder verschiebbar gelagert und durch eine Feder belastet ist, die die Zähne des einen Elementes in die Zahnlücken des anderen drückt.
Damit der Schweißroboter größere Toleranzen bei dem zu schweißenden Werkstück ausgleichen kann und zur Auffüllung von Schweißnähten geeignet ist, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß an der Halterung des Auslegearmes ein die Schweißpistole tragender Pendler befestigt ist, der einen Kreuzschlitten aufweist, von dem jeweils der außenliegende Schlitten entweder mit dem Gehäuse oder drehbar mit einem Ende einer Achse verbunden ist, deren anderes Ende drehbar in einen Kulissenstein eingreift, der senkrecht zur Achse verstellbar ist, daß die den Kulissenstein aufnehmende Kulissenführung von einem Motor angetrieben ist, dessen Antriebsachse parallel zu der den Kreuzschlitten mit dem Kulissenstein verbindenden Achse liegt und daß am Kulissenstein oder an dem diesem gegen-0 überliegenden Schlitten die Schweißpistole befestigt ist.
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Der Pendler erteilt der Schweißpistole eine kreisende Bewegung, deren Kreisdurchmesser mit Hilfe des Kulissensteines einstellbar ist. Die Einstellbarkeit ist von einem maximalen Wert bis Null gegeben, so daß der Pendler nicht abgebaut zu werden braucht, falls eine kreisende Bewegung der Schweißpistole nicht gewünscht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mit der Antriebswelle des Motors für die Schweißpistole ein Dekoder gekoppelt, der es gestattet, die jeweilige Stellung der Schweißpistole relativ zum Verlauf der Schweißnaht zu erfassen. Die für die Steuerung der Schweißpistole wesentlichen Stellungen sind die beiden Stellungen, in der sich die Schweißpistole über Mitte der Naht befindet und die beiden anderen Stellungen, an der sich die Schweißpistole in einer Stellung von 90° zur Schweißnaht befindet. In dieser Stellung hat die Schweißpistole den maximalen Abstand zur Schweißmitte. Erfaßt man die Schweißwerte (Schweißstrom oder Schweißspannung), wenn sich die Schweißpistole in ihrer Null-Stellung, d.h. über der Schweißmitte befindet, so kann man die Höhe der Schweißpistole über dem Werkstück anhand eines Soll-Ist-Wert-Vergleiches nachregulieren. Ist z.B. der Schweißstrom verglichen mit dem Sollwert zu niedrig, so wird die Schweißpistole so lange auf das Werkstück zugefahren, bis der Sollwert erreicht ist. Vorteilhaft ist es, die Schweißpistole nicht bei jedem Null-Durchgang nachzuregulieren, sondern eine bestimmte Anzahl von Null-Durchgängen zu erfassen und anhand des gewonnenen Mittelwertes die Nachregulierung vorzunehmen. Weist die Schweißnaht Seiten-0 toleranzen auf, d.h., verläuft diese nicht konform mit der programmierten Schweißnaht, so kann die Schweißpistole in die Null-Position durch Vergleich der Schweiß-Istwerte zu beiden Seiten der Schweißnaht zurückgebracht werden. Man
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kann hier z.B. die Differenz der beiden gewonnenen Ist-Werte bilden und die Verschiebung in der einen oder anderen Richtung solange vornehmen, bis die Differenz Null geworden ist. Die erforderliche Seiten- bzw. Höhenkorrektür der Schweißpistole kann unmittelbar über die Steuereinrichtung des Schweißroboters erfolgen. Dies bedingt jedoch einen nicht unerheblichen Steuerungsaufwand. Um diesen Aufwand zu verringern, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, die Dekoder für die Erfassung der Stellung
"Ό der Achsen des Schweißroboters verschiebbar anzuordnen. Durch die Verschiebung eines oder mehrerer die Achsen des Schweißroboters abtastender Dekoder wird der gleiche Effekt erreicht, als wenn die in der Steuereinheit des Roboters programmierte Schweißnaht anhand der gewonnenen Istwerte neu programmiert worden wäre. Die Verschiebung der Dekoder erfolgt vorteilhaft über Schrittmotore, so daß ein reproduzierbares Einstellen gewährleistet ist.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist das Gehäuse des Pendlers an einem Kreuz-Fahrwerk befestigt, das seinerseits an der Halterung des Roboters befestigt ist und so ausgerichtet und ausgebildet ist, daß eine Verschiebung der Schweißpistole parallel und senkrecht zum aus der Stromdüse austretenden Schweißdraht erfolgen kann. Mit Hilfe dieses Kreuzfahrwerkes ist gleichfalls eine Korrektür der Schweißpistole an gegebene Schweißnahttoleranzen möglich, ohne daß das Programm des Schweißroboters für die Steuerung der Schweißpistole geändert zu werden braucht. Bei Verwendung eines Kreuzfahrwerkes können die Dekoder fest mit den Achsen des Schweißroboters verbunden werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Pendler bzw. das Kreuzfahrwerk an einer Dreheinheit befestigt, deren Drehachse axial zur Stromdüsenbohrung der
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Schweißpistole angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, den Schweißbrenner so zu drehen, daß die Schweißpistole immer senkrecht zur Schweißnaht verläuft und der Kreispendler mit dem Korrekturschlitten immer in die richtige Lage zur Schweißnahtkontur gebracht wird. Ein Verkanten der Schweißpistole zur Schweißnaht wird hierdurch vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schweißroboters,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Pendlereinheit am Auslegerarm,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf den Auslegerarm mit angebautem Dekoder im vergrößerten Maßstab,
Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Pendler gemäß der Erfindung,
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Pendlers mit einer Dreh
einheit und einem Kreuzfahrwerk gemäß der Erfindung und
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Fig. 8 die Bewegung der Spitze der Schweißpistole über der Schweißnaht.
Der in Fig. 1 dargestellte Schweißroboter besteht im wesentlichen aus einem Auslegerarm 6, einem Ständer 7 und einer den Ständer tragenden Grundplatte 8, die auch das Zubehör des Roboters aufnimmt. Der Auslegerarm 6 ist, wie auch in Fig. 3 und 4 dargestellt, um eine im Ständer 7 sitzende Achse 9 schwenkbar. Zum Antrieb dient ein hydraulischer Zylinder 10 mit einer Kolbenstange 11, die an einem Lagerauge 12 des Armes 6 angreift. Auf der Achse 9 sitzt drehbar ein Zahnsegment 13, das mit dem Arm 6 fest verbunden ist. Mit der Achse 9 ist fest ein Flacheisen 14 verbunden. An seinem freien Ende ist ein Hebelarm 15 angelenkt. Er trägt an seinem freien Ende ein Zahnrad 16, dessen Zähne 17 durch eine Feder 18 in die Zähne 19 des Zahnsegmentes 13 gedrückt werden. Die Zähne 17 und 19 sind vorzugsweise als Evolentenzähne ausgebildet, so daß durch die Feder 17 jedes Spiel zwischen den Zähnen 17 und 19 ausgeschaltet werden kann. Mit 20 ist ein Dekoder bezeichnet, der den jeweiligen Schwenkwinkel des Auslegerarmes 6 mißt und die gemessenen Werte an ein im Schaltpult 21 untergebrachtes Steuergerät weitergibt. Dieses vergleicht die gemessenen Werte mit den jeweils vorprogrammierten und bewirkt die Steuerung der Antriebselemente, in diesem Fall also die des Zylinders 10.
Am Ständer 7 des Roboters ist ein Winkeleisen 22 befestigt, an dessen Arm 23 gelenkig ein Schrittmotor 24 befestigt ist. Der Schrittmotor 24 treibt eine Gewindespindel 25 an, die über ein Lagerauge 26 mit dem Gehäuse des Dekoders 20 verbunden ist. Mit Hilfe des Schrittmotores 24 kann die Lage des Dekoders 20 relativ zum Zahnsegment 13 verändert werden, ohne daß eine Bewegung des Zahnsegmentes 13, d.h.
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eine Schwenkung des Auslegerarmes 6 um seine Achse 9 zu erfolgen braucht. Mit Hilfe des Schrittmotores 24 ist es somit möglich, in einfacher Weise Korrekturen durchzuführen^ die durch abweichenden Verlauf der Schweißnähte des Werkstückes erforderlich werden, ohne daß das programmierte Arbeitsprogramm geändert werden muß-.
In den Fig. 1 und 2 sind die Meßstellen des Roboters, an denen die Schwenkbewegungen um dessen Achse abgegriffen werden, mit 1 bis 5 bezeichnet. Alle Meßstellen sind nach dem gleichen Prinzip ausgebildet.
Die Verschwenkung des Auslegerarmes 6 um den Ständer 7 erfolgt mit Hilfe eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 27, der mit Drucköl von einem Hydraulikaggregat 28 versorgt wird.
wie die Fig. 3 und 4 schematisch zeigen, hat der Auslegerarm 6 einen längs verschiebbaren Teil 34, an dessen freiem Ende eine Halterung 35 für die Befestigung einer Schweißpistole 36 befestigt ist. Der Teil 34 gestattet, die Länge des Auslegerarmes 6 zu ändern. Die jeweils gegebene Länge soll mit großer Genauigkeit durch einen Dekoder festgestellt und auf das Steuergerät übertragen" werden, der ähnlich ausgebildet und befestigt ist, wie der Dekoder 20. Hierzu wird in bekannter Weise die Längsbewegung des Teiles 34 in eine Drehbewegung umgesetzt.
Der Teil 34 besteht aus zwei Rohren 37 und 38 und zwei Stangen (nicht dargestellt), die in den Rohren teleskopartig verschiebbar, aber drehfest mit diesen verbunden sind. Die die Schweißpistole aufnehmende Halterung 35 ist zusätzlich über eine senkrecht zum Teil 34 liegende Achse 37 verschwenkbar. Durch diese zusätzliche Achse 37, die parallel zur Achse 9 liegt, ist die Neigung der
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Schweißpistole zum Schweißstück leichter und genauer Einstellbar als mit der Achse 9.
An der Halterung 3 5 ist, wie in Fig. 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, ein die Schweißpistole 36 tragender Pendler 38 befestigt. Die Halterung 35 weist eine Montagefläche 3 9 auf, an der ein Befestigungselement 4 0 angeflanscht ist, das mit seinem anderen Ende mit dem Gehäuse 41 des Pendlers 38 verbunden ist. Der Pendler erteilt der Schweißpistole 3 6 eine kreisförmige Bewegung, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist.
Im Inneren des Gehäuses ist ein Motor 42 mit einem Getriebe 43 befestigt, das zwei Abtriebswellen 44, 45 aufweist. Auf der oberen Abtriebswelle 44 ist ein Dekoder 46 befestigt, dessen Funktion später erläutert werden wird. An der unteren Abtriebswelle 45 ist eine Kulissenführung 47 befestigt, in der ein Kulissenstein 48 verschiebbar ist. Die Verschiebung des Kulissensteines erfolgt mit Hilfe eines Motors 49, der an einer Platte 50 des Gehäuses 41 befestigt ist. Die Stromversorgung des Motors 49 erfolgt über Schleifringe 51 und Stromzuführungen 52, von der nur eine dargestellt ist. Der Kulissenstein 48 ist U-förmig ausgebildet. An seinem unteren Teil 53 ist drehbar eine Achse 54 befestigt, deren anderes Ende in einen Schlitten 55 eines insgesamt mit 56 bezeichneten KreuzSchlittens befestigt ist. Der unterste Schlitten 57 ist fest mit dem Gehäuse 41 verbunden. Die beiden mittleren Schlitten 58, 59 des KreuzSchlittens sind fest miteinander verbunden.
Am Schlitten 55 ist ein Arm 60 befestigt, der eine Klemme 29 mit einer Schraube 30 aufweist, die einen Arm 31 für die Pistolenbefestigung aufnimmt. Am Arm 31 ist die
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Schweißpistole 36 mit Hilfe einer Klemme 32 befestigt.
Durch Verstellen des Kulissensteines 48 in der Kulissenführung 47 wird die Achse 54 mehr oder weniger parallel zur Abtriebsachse 45 des Motors 42 verschoben, so daß die Schweißpistole einen Kreis mit einem mehr oder weniger großen Radius ausführt. Fluchten die Achse 54 und die Abtriebsachse 45 des Motors 42, so reduziert sich der Kreis auf einen Punkt.
Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Fig. 5 dargestellten im wesentlichen dadurch, daß der Pendler 38 nicht direkt am Befestigungselement 40 und an der Halterung 35 befestigt ist, sondern daß zwischen dem Pendler 38 und der Halterung 35 zum einen ein Kreuzfahrwerk 61 angeordnet ist, dessen Schlitten 62 mit dem Gehäuse 41 und dessen Schlitten 63 mit einem Arm verbunden ist. Der Arm 64 ist an einer Platte 65 befestigt, die an dem äußeren Kugellagerring 66 eines Kugellagers 67 befestigt ist. Das Kugellager 67 ist an einer Konsole 68 befestigt. An der Konsole 68 ist weiter ein Getriebemotor 69 befestigt, dessen Abtriebsritzel 70 mit einem auf dem äußeren Kugellagerring 6 6 angebrachten Zahnkranz 71 kämmt. Mit der Welle 72 des Motors 69 ist ein Geber 73 verbunden, mit dessen Hilfe die Winkelstellung der Schweißpistole 36 im Kreispendel relativ zur Konsole 68 und damit zur Halterung 35 festgestellt wird.
Der Kulissenstein 48 in der Kulissenführung 47 wird im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 nicht von einem Stellmotor, sondern über eine Verstellschraube 74 eingestellt. Die Verstellung des Kulissensteines 48 mit einer Einstellschraube wird man immer dann vorsehen, wenn eine Rückstellung der Schweißpistole in die Null-Stellung
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während des Schweißens nicht benötigt wird. Das Kreuzfahrwerk 61 , das eine Verstellung der Schweißpistole in zwei zueinander senkrechten Ebenen gestattet, dient dazu, die Schweißpistole unabhängig von dem Bewegungsablauf des Schweißroboters, der durch die Programmierung festgelegt ist, in Höhe und Seite zu verstellen. Hierdurch wird gewährleistet, daß mit dem Schweißroboter auch Schweißnähte einwandfrei verschweißt werden können, die von der programmierten Schweißnaht abweichen. Die Nachführung des Schweißbrenners erfolgt selbsttätig, und zwar in Abhängigkeit einer die Schweißfuge abtastenden Vorrichtung. Diese Abtastung kann im einfachsten Fall mechanisch erfolgen, vorteilhaft werden jedoch die Istwerte von z.B. der Schweißspannung oder des Schweißstromes mit den SoIlwerten verglichen und in Abhängigkeit der Differenz der Schweißbrenner solange verfahren, bis der Sollwert mit dem Istwert übereinstimmt.
In Fig. 8 ist die Schweißnahtrichtung mit 75 bezeichnet und die kreisförmige Pendelbewegung des Brenners mit 76..
Für eine Korrektur des Schweißbrenners mit Hilfe des Kreuzfahrwerkes 61 wird z.B. der Iststrom in den Punkten 77 und 78 abgefragt. Diese Punkte müssen immer senkrecht zur Schweißnahtrichtung liegen, damit der jeweils maximale Abstand des Schweißbrenners zur Schweißnaht erfaßt wird. Sind die beiden Istwerte gleich, so liegen die beiden Punkte 7 9 und 80 über der Mitte der Schweißnaht. Tritt eine Differenz der Istwerte auf, so sind die Werte 79 und 80 relativ zur Schweißnaht verschoben. In diesem Fall wird das Kreuzfahrwerk solange verschoben, bis die Istwerte in den Punkten 77 und 78 gleich sind. Beim Durchlaufen des Schweißbrenners durch die Punkte 79 und 80 wird gleichfalls der Istwert, z.B. des Schweißstromes, erfaßt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen.
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Ist der Istwert zu hoch, so wird das Kreuzfahrwerk 63 gleichfalls solange verfahren, bis der Istwert mit dem Sollwert übereinstimmt. In den Punkten 79 und 80 erfolgt die Messung für die Höhenkorrektur der Schweißpistole und in den Punkten 77 und 78 die Messung für die Seitenkorrektur. Die Punkte 76 bis 80 werden durch den Dekoder 44 festgelegt. Bei Neigung der Schweißnaht 75 im Vergleich zur Mittelstellung würden, wenn keine Korrektur vorgenommen wird, die Punkte 77 und 78 nicht mehr den größten Abstand zur Schweißnaht 75 aufweisen, so daß das Meßergebnis verfälscht würde. Im Grenzfall könnte es eintreten, daß die Istwerte für die Seitenabtastung über der Mitte der Schweißnaht und die Istwerte für die Höhenabtastung seitlich der Schweißnaht ermittelt werden. Um dies zu verhindern, ist der Pendler drehbar befestigt, wobei die Drehachse der Dreheinheit durch die Bohrung der Stromdüse der Schweißpistole geht. Hierdurch wird erreicht, daß die Schweißpistole immer in einer bestimmten Stelle zur Schweißnaht bewegt wird. Die Bewegung des Pendlers um die Achse 81, d.h. die Stellung der Schweißpistole relativ zur Schweißnaht 75 wird von dem Dekoder 73 ermittelt. Die absolute Stellung der Dreheinheit wird beim anfänglichen Programmieren der Schweißnaht erfaßt.
Wäre eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Dreheinheit nicht vorhanden, so müßte die Steuerung des Roboters die Abfragepunkte für den Dekoder 44 entsprechend der Richtung der Schweißnaht abändern. Dies bedeutet jedoch einen hohen Schaltungsaufwand.
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Claims (12)

  1. Ansprüche;
    1 . Vorrichtung zur automatischen Führung einer Schweißpistole gemäß einem die jeweils gewünschte Schweißnaht kennzeichnenden Programm (Schweißroboter), bestehend aus einem um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbaren und in der Länge verstellbaren Auslegerarm, aus einer am freien Ende des Auslegerarmes angebrachten und in mindestens zwei zueinander senkrechten Ebenen verstellbaren Halterung für die Befestigung einer Schweißpistole und aus Dekodern zur Messung der Bewegungen der Achsen der genannten Teile und für die übertragung der Meßwerte in eine zur Vorrichtung gehörende Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Übertragung der Größe der Schwenkwinkel des Auslegerarmes (6) auf die Dekoder (20) über Zahnelemente (Zahnräder, Zahnsegmente, Zahnkränze) erfolgt und daß jeweils eines der zusammenwirkenden Zahnelemente eines Elementenpaares schwenkbar oder verschiebbar gelagert und durch eine Feder belastet ist, die die Zähne des einen Elementes in die Zahnlücken des anderen drückt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung (35) des Auslegerarmes (6) ein die Schweißpistole (3 6) tragender Pendler (38) befestigt ist, der einen Kreuzschlitten (56) aufweist, von dem jeweils der außenliegende Schlitten (55, 57) entweder mit dem Gehäuse .(41) des Pendlers (38) oder drehbar mit einem Pendel einer Achse (54) verbunden ist, deren anderes Ende drehbar in einen Kulissenstein (48) eingreift, der senkrecht zur Achse (54) verstellbar ist, daß die den Kulissenstein (48) aufnehmende Kulissenführung (47) von einem Motor (42) angetrieben ist, dessen Abtriebswelle parallel zu der den Kreuzschlitten mit dem Kulissenstein verbindenden Achse (54)
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    liegt und daß am Kulissenstein (48) oder an dem dem Kulissenstein gegenüberliegenden Schlitten (55) die Schweißpistole (36) befestigt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulissenstein (48) über einen Stellmotor (49) in der Kulissenführung (47) verstellbar ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung zum Stellmotor (4 9) über Schleifringe (51, 52) erfolgt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Abtriebswelle (45) des Antriebsmotors (42) einstellbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Abtriebswelle (44) des Antriebsmotors (42) ein Dekoder (46) gekuppelt ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (41) des Pendlers (38) an einem Kreuzfahrwerk (61) befestigt ist, das andererseits mit der Halterung (35) verbunden ist und so ausgerichtet und ausgebildet ist, daß eine Verschiebung der Schweißpistole (36) senkrecht und parallel zur Bohrung der Stromdüse der Schweißpistole erfolgen kann.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendler (38) bzw. das Kreuzfahrwerk (61) an einer Dreheinheit (65, 66, 67) befestigt ist, deren Drehachse (81) axial zur Stromdüsenbohrung der Schweißpistole (36) angeordnet ist.
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  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekoder (20) relativ zu den Achsen verschiebbar sind, denen sie zugeordnet sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verschiebung der Dekoder (20) über einen Schrittmotor (24) erfolgt.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnelemente der Dekoder eine Evolentenverzahnung besitzen.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Auslegerarm (6) ein Zahnsegment (13) und mit seiner Schwenkachse (9) ein Arm (14) fest verbunden ist und daß am freien Ende des Armes (14) ein ein Zahnrad (16) tragender und von einer Feder (18) belasteter Hebelarm (15) angelenkt ist.
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DE19782851063 1978-11-25 1978-11-25 Vorrichtung zur automatischen fuehrung einer schweisspistole laengs einer vorprogrammierten schweissnaht Withdrawn DE2851063A1 (de)

Priority Applications (2)

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DE19782851063 DE2851063A1 (de) 1978-11-25 1978-11-25 Vorrichtung zur automatischen fuehrung einer schweisspistole laengs einer vorprogrammierten schweissnaht
US06/072,530 US4356378A (en) 1978-11-25 1979-09-04 Apparatus for automatically guiding a welding gun along a programmed welding seam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782851063 DE2851063A1 (de) 1978-11-25 1978-11-25 Vorrichtung zur automatischen fuehrung einer schweisspistole laengs einer vorprogrammierten schweissnaht

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ID=6055545

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782851063 Withdrawn DE2851063A1 (de) 1978-11-25 1978-11-25 Vorrichtung zur automatischen fuehrung einer schweisspistole laengs einer vorprogrammierten schweissnaht

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