DE2920768A1

DE2920768A1 - Arbeitsautomat fuer industrielle montage- und bearbeitungsvorgaenge u.dgl.

Info

Publication number: DE2920768A1
Application number: DE19792920768
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kojima; Ryuichi Nara; Kenzo Natsume; Shuichi Ogawa; Hirokazu Shimatake; Haruyoshi Takagishi; Shigeru Uchida
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1979-11-29
Also published as: JPS5815277B2; GB2021067A; FR2426547A1; JPS54153478A; GB2021067B; US4273504A; FR2426547B1

Description

TER MEER · MÜLLER · STEfNMEISTER Nissan

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Arbeitsautomaten für industrielle Montage- und Bearbeitungsvorgänge und dgl. gemaß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, insbesondere einen Arbeitsautomaten für Vorgänge, die die Aufbringung eines Druckes erfordern, wie etwa Punktschweißen.

In Automobilfabriken ist es üblich, ein einziges Modell eines Wagens auf einem einzigen Produktionsband herzustellen, da nicht in ausreichendem Maße Mehrzweck-Werkzeugmaschinen existieren, die es ermöglichen, verschiedene Modelle auf demselben Band zu fertigen. Es ist jedoch wünschenswert, verschiedene Modelle von Kraftfahrzeugen auf einer einzige Produktionsstraße wirksam, raumsparend und mit verhältnismäßig geringen Ausrüstungskosten herstellen zu können.

Es ist bereits versucht worden, Arbeitsautomaten zu verwenden, da diese die Möglichkeit bieten, einen Gegenstand entsprechend einem vorgegebenen Muster unter der Steuerung von Befehlsdaten einschließlich Daten für die Werkzeugposition und die Arbeitsgeschwindigkeit in eine bestimmte Position zu bringen.

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Herkömmliche Arbeitsautomaten umfassen ein am Boden montiertes Gehäuse und einen an einem Ende schwenkbaren Hauptarm, der ein Werkzeug am anderen Ende trägt. Bei einigen Arbeitsvorgängen, wie etwa Punktschweißen, wird auf ein Werkstück eine beträchtliche Kraft ausgeübt, und die sich daraus ergebende Reaktionskraft muß durch die gesamte Konstruktion aufgenommen werden. Bei herkömmlichen Arbeitsautomaten bestehen Probleme bei der Aufnahme der Reaktionskräfte, so daß es zu Verformungen kommen kann.

Zur Vermeidung derartiger Verformungen sind etwa beim

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Punktschweißen Arbeitsautomaten bekannt, die obere und untere Arme in X- oder C-Form aufweisen, so daß die Reaktionskraft-Komponenten zwischen dem oberen und dem unteren Arm verteilt werden. Große Werkstücke machen es jedoch erforderlich, daß der Arm bei einer derartigen

Konstruktion sehr weit aus seiner Ruheposition ausgefahren wird, und einige Werkstücke weise eine unregelmässige Oberflächenkontur auf. Die herkömmlichen Maschinen haben sich daher nicht ausreichend bewährt. 10

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Arbeitsautomaten der beschriebenen Art zu schaffen.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Der erfindungsgemäße Arbeitsautomat gestattet die Aufnahme erheblicher Reaktionskräfte, die sich beim Aufbringen von Druck während eines Arbeitsvorganges ergeben.

Erfindungsgemäß sind zwei in senkrechtem Abstand verlaufende, parallele Führungsschienen an einer starren Rahmenkonstruktion vorgesehen. Der Arm des Automaten umfaßt ein Gehäuse, eine äußere und eine innere Welle, die axial als ein Stück beweglich sind und bei denen die innere Welle um ihre Achse drehbar ist, eine waagerechte Schwerkwelle, die drehbar mit einem Ende der inneren Welle verbunden ist und ein Werkzeug hält, und fluidbetätigte Zylinder zur Verschiebung der beweglichen Teile in die gewünschten Positionen. Ein oberes Ende des Armes ist schwenkbar am oberen Ende eines Wagens angebracht, der auf den Führungsschienen gleitet. Ein fluidbetätigter, ausfahrbarer Zylinder liegt zwischen dem unteren Ende des Armes und einer unteren Achse des Wagens. Die Reaktionskraft wird über die Längsachse des Armes übertragen. Ein Teil der übertragenen Kraft gelangt über

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den oberen Schwenkpunkt auf den Wagen und die obere Führungsschiene, und der Rest der Kraft gelangt über den ausfahrbaren Zylinder und die untere Achse des Wagens auf die untere Führungsschiene, und von den Schienen aus wird die Kraft auf die starre Rahmenkonstruktion übertragen.

Das vordere Ende des Armes ist mit einer Bremse oder einer Feststelleinrichtung versehen, die eine Blockierung der waagerechten Welle gestattet, so daß der Aufnahmebereich für das Werkzeug nicht verbogen oder verformt wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. 15

Fig. 1 ist eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Arbeitsautomaten;

Fig. 2 ist eine vergrößerte, teilweise 0 aufgeschnittene Ansicht des

Arms der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht des Armes

der Fig. 1;
25

Fig. 4 zeigt eine Ansicht auf den Arm

der Fig. 2 entsprechend dem Pfeil IV in Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie

V-V in Fig. 2,·

Fig. 6 ist eine Ansicht entsprechend dem

Pfeil VI in Fig. 2; 35

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Fig. 7 ist eine vergrößerte, teilweise . ■ aufgeschnittene Darstellung des

Gelenkbereiches des Armes;

pig« 8 ist eine schematische Darstellung

zur Erläuterung des Arbeitsbereichs des Werkzeugs;

Fig. 9 ist ein schematisches Blockdiagramm eines elektrischen Steuersystems

für den Arbeitsautomaten;

Fig. TO und sind schematische Darstellungen zur 10b Erläuterung des Verlaufes der Reaktionskräfte;

Fig. 11 veranschaulicht die Arbeitweise bei

geneigter Arbeitsfläche;

Fig. 12 zeigt eine Draufsicht einer Gegenelektrode für das Punktschweißen;

Fig. 13A und ' sind Seitenansichten auf die Gegent3B elektrode entsprechend den Pfeilen XIIIA und XIIIB in Fig„ Ü;

Fig. 14 ist eine schematische Darstellung einer Anzahl· von Armen auf entgegengesetzen Seiten einer Produktionsstraße;

Fig. 15 ist eine Draufsicht zu Fig. 14.

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In Fig. 1 sind mit der Bezugsziffer 1 zwei Stützen bezeichnet, die auf einer Grundplatte 1' seitlich eines Kraftfahrzeug-Montagebandes L angeordnet sind, auf das ein Wagenboden F jeweils zum Schweißen aufgelegt wird. Die senkrechten Stützen 1 sind oberhalb der Grundplatte 1' durch einen Querträger 1" verbunden. Zwei senkrecht im Abstand liegende, parallele, obere und untere Führungsschienen 5a und 5b sind in einem verstärkten waagerechten Träger 2 angebracht, der an den senkrechten Stützen 1 befestigt ist. Ein Faden 4 gleitet auf den Führungsschienen 5a,5b. In einem oberen Gelenk 10 des Wagens 4 ist das obere Ende eines Armes 3 gelagert, und zwischen einem unteren Gelenk 12 des Wagens 4 und einem Gelenk 14 des Armes 3 befindet sich ein fluidbetätigter Teleskop-Mechanismus oder Zylinder 11, der den Arm 3 in eine gewünschte Winkelstellung schwenkt und damit einen fluidbetatigten Zylinder 15 eines Schweißkopfes in eine gewünschte Position an dem Werkstück F bringt. Der Arm 3 wird ebenfalls entlang den Führungsschienen bewegt, so daß er die optimale Arbeitsposition einnehmen kann. Mit FT ist eine Ausbuchtung an dem Wagenboden F bezeichnet, die einen nach unten offenen Kanal bildet, und E bezeichnet eine Gegen- oder Stützelektrode für die Punktschweißung, die auf einem Isolator G auf einem Ge-

25. stell J montiert ist. Mit der Gegenelektrode E ist ein Schweißkabel R- verbunden, das von einem Transformator T ausgeht, und das zweite Schweißkabel EL verläuft von dem Transformator zu einer Schweißelektrode 60 des Schweißkopfes, die durch den Zylinder 50 gehalten wird.

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Fig. 2 bis 7 zeigen Einzelheiten des Armes 3 des erfindungsgemäßen Automaten in der Form einer Punktschweißmaschine. Gemäß Fig. 2 bis 4 umfaßt der Wagen 4 zwei Schenkel 4a,4b,_t die gleitend die Schienen 5a,5b. erfassen, und einen Ansatz 7, an dem die Kolbenstange 6b eines fluidbetätigten Zylinders 6 (Fig. 3) befestigt ist, dessen Zylindergehäuse 6a mit dem Träger 2 in Verbindung steht

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und eine Verschiebung des Armes 3 entlang den Führungsschienen gestattet. Ein Positions-Kodierer 8 (Fig. 2) ist an dem Träger 2 befestigt und tastet die Postion des Wagens ab durch Umwandlung der waagerechten Verschiebung des Wagens 4 in Bezug auf einen Bezugspunkt in eine Winkelposition einer Detektor-Welle 8b mit Hilfe eines Kettenrades 8a und einer nicht gezeigten Kette. Die Anordnung und Ausführung des Kettenrades 8a und der Kette entsprechen der Darstellung der Fig. 6 und sollen später näher erläutert werden.

Der Wagen 4 ist weiterhin mit zwei Jochgliedern 4c versehen, die eine drehbare Welle 10 abstützen, auf der Flansche 9a,9b eines Arm-Gehäuses 9 montiert sind (Fig.

3). Die Winkelposition des Armes 3 wird durch einen Positions-Kodierer 15 abgetastet, der eine Detektor-Welle 15a aufweist, die über einen Zahnriemen 17 und ein auf der Welle 10 befestigtes Zahnrad 16 mit der Welle 10 verbunden ist.

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Das Gehäuse 9 umfaßt gemäß Fig. 2 ein Lager 18, das drehbar eine Keilwelle 19 sowie eine innere zylindrische Welle 21 und eine äußere zylindrische Welle 23 abstützt, die koaxial in Bezug auf die Keilwelle 19 angeordnet sind.

Am rückwärtigen Ende der Keilwelle 19 ist ein Kegelrad 24 befestigt, das mit einem weiteren Kegelrad 26 kämmt, das auf einer Welle 25 befestigt ist, die sich im rechten Winkel zu der Keilwelle 19 erstreckt, so daß die Keilwelle durch die Welle 25 antreibbar ist. Ein fluidbetätigter Zylinder 28 ist an dem Gehäuse 9 befestigt und dient zum Antreiben der Welle 25. Der Zylinder 28 ist durch ein strichpunktiert angedeutetes Gehäuse 27 eingeschlossen. Der Zylinder 28 weist zwei entgegengesetzt ausfahrbare Kolbenstangen 28a auf, deren Enden jeweils mit einem Ende einer Kette oder eines Zahnriemens 32 verbunden sind, deren einer um das Zahnrad 29 auf der Welle 25 und deren anderer um ein Zahnrad 31 herumgelegt sind,

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das drehbar auf einer Achse 30 gelagert ist, die sich im vorderen Endbereich des Gehäuses 9 befindet. Die hin- und hergehende Bewegung der Kolbenstangen 28a in entgegengesetzte Richtungen wird auf die Welle 25 über die Anordnung aus Zahnriemen und Zahnrad übertragen. Mit 33 ist ein Positions-Kodierer bezeichnet, der die Winkelposition der Welle 25 abtastet und damit die Winkelposition des Zylinders 50 erfaßt. Dies geschieht über die Drehung einer Detektor-Welle 33a mit Hilfe einer Kette oder eines Zahnriemens 35, der mit einem Zahnrad 34 auf der Welle 25 und einem weiteren Zahnrad 36 auf der Welle 33a in Eingriff steht. Der obere Endbereich der Keilwelle 19 steht in gleitendem Keileingriff mit einer Nabe 20, die über einen Keil 20a mit einer Hülse 21a an der inneren Welle 21 verbunden ist. Wenn die Keilwelle 19 gedreht wird, wird die innere Welle 21 ebenfalls innerhalb einer Buchse 22 gedreht und bewegt sich in Axialrichtung zusammen mit der äußeren Welle 23. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die äußere Welle 23 mit im Gegensatz einander gegenüberliegenden Gleitstücken 37 versehen, die einen Winkelabstand vom 90° zueinander aufweisen und in gleitendem Eingriff mit Gleitstücken 38 stehen, die in den inneren Wänden des Gehäuses 9 befestigt sind. Der äußere Zylinder 23 ist daher nicht um seine Längsachse drehbar. Die vorderen Enden der inneren und äußeren Welle erstrecken sich über die vordere Stirnwand des Gehäuses 9 hinaus. Das Ende der inneren Welle 21 ist an einer Spindel 39 befestigt (Fig. 2) und das Ende der äußeren Welle 23 ist an einem Verbindungsarm 41 angebracht, der an einer Kolbenstange 40a eines Zylinders 40 befestigt ist (Fig. 4). Das Gehäuse 40b des Zylinders 40 ist an dem Gehäuse 9 über einen Arm 42 befestigt, so daß der Zylinder 40 parallel zu der Längsachse der inneren und äußeren Welle 21,23 liegt. Der Zylinder 40 bewirkt daher, daß der Verbindungsarm 41 und die innere und äußere Welle 21,23 axial verschoben werden und damit den Zylinder 50 des Schweißkopfes vorrücken und zurückziehen. Die Axialposition des Zylinders

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50 wird durch einen Positions-Kodierer 43 abgetastet, der in Fig. 2 und 6 gezeigt ist. Der Kodierer 43 wandelt die Axialbewegung der äußeren Welle 23 in eine Drehung einer Detektorwelle 43a über eine Kette oder einen Zahnriemen 47, ein Zahnrad 45 und ein Zahnrad 46 um. Das Zahnrad 45 ist auf der Welle 44 befestigt, die im Gehäuse 9 gelagert ist, und das Zahnrad 46 befindet sich auf der Detektorwelle 43a.

Die Spindel 39, die am vorderen Ende der inneren Welle 21 befestigt ist, ist durch ein Gehäuse 49 umgeben und trägt ein Kegelrad 55, das mit einem Kegelrad 54 kämmt, das auf einer waagerechten Welle 51 befestigt ist, die in dem Gehäuse 49 gelagert ist. Dadurch wird ein Gelenk 48 für den Arm gebildet, wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist. Der Werkzeughalter oder Zylinder 50 ist an der Welle 51 befestigt, so daß bei Drehung der inneren Welle 21 der Zylinder 50 in einer senkrechten Ebene geschwenkt wird. Eine elektromagnetische Bremse 58 ist in dem Gehäuse 49 angeordnet und legt die Welle 51 in ihrer jeweiligen Position durch Reibung zwischen inneren Scheiben 56a, die auf der Welle 51 befestigt sind, und äußeren Scheiben 56, die an dem Gehäuse 49 befestigt sind, fest, wenn ein Elektromagnet 57 erregt wird.

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Der Zylinder 50 ist mit Luftzufuhr-Schläuchen 59a und 59b versehen, die mit einer steuerbaren Luftdruckwelle verbunden sind. Am Ende der Kolbenstange 50a des Zylinders 50 befindet sich der Schweißelektroden-Halter 60, der eine Elektrode 60a trägt und dem Werkstück Schweißstrom von dem Transformator T über ein Kabel 61 zuführt. Zwei Schläuche 62, die mit dem Schweißelektroden-Halter 60 verbunden sind, dienen zur Zufuhr und zur Ableitung von Kühlwasser. Wenn der Automat zum Aufdrehen von Muttern oder zum Bohren verwendet werden soll, werden der Zylinder 50 und der Schweißelektroden-rHalter 60 insgesamt durch ein geeignetes Werkzeug durch Lösen einer

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Schraubverbindung 50b ersetzt.

Die fluidbetätigten Zylinder 6,11,28 und 40 sind mit Fluidzufuhrleitungen zur hydraulischen Steuerung und Verschiebung der Kolbenstangen verbunden. Mit 63 ist in Fig. 4 eine Manschette oder Abdeckung bezeichnet, die das Eintreten von Schmutz und Staub verhindert.

Die Elektrode 60a kann auf die beschriebene Weise durch hydraulische Steuerung der Zylinder 6,11,28 und 40 in jede beliebige Stellung verschoben werden. Der Zylinder 6 (Fig. 3) bewirkt durch Ausfahren der Kolbenstange 6b, daß der Wagen 4 entlang den Führungsschienen 5a,5b verschoben wird. Der Zylinder 11 (Fig. 2) steuert die Winkelposition des Armes 3. Gemäß Fig. 8 kann der Arm 3 eine Winkelstellung über einen Winkel θ entsprechend der axialen Länge der Kolbenstange des Zylinders 11 einnehmen. Der Zylinder 28 (Fig. 2) dreht das Zahnrad 29 und die Welle 25 über den Zahnring 32, und diese Drehung wird über die Kegelräder 26,24, die Keilwelle 19, die innere Welle 21, die Spindel 39, das Kegelrad 55 und das Kegelrad 54 auf die Welle 51 übertragen, die eine Schwenkung des Zylinders 50 um den Winkel θ₂ ermöglicht. Daher kann die Elektrode 60a eine gewünschte Position innerhalb eines durch die Punkte a,b,c und d in Fig. begrenzten Feldes einnehmen. Im übrigen bewirkt der hydraulisch gesteuerte Zylinder 40 (Fig. 3 und 4), daß der Verbindungsarm 41 und damit das Gelenk-Gehäuse 49 axial in Bezug auf das Gehäuse 9 vorgeschoben und zurückgezogen werden, so daß die Elektrode 6 0a eine Distanz 1 abdekken kann und somit eine gewünschte Position innerhalb des erweiterten Bereiches der Punkte a,e,f,g,h und d einnimmt. Zu dieser Zeit bewegen sich die innere und die äußere Welle 21,23 ebenfalls axial als Einheit mit dem Gleitstück 37, das entlang den Platten oder Gleitstücken 38 des Gehäuses 9 gleitet, so daß die äußere Welle 23 nicht um ihre Achse gedreht werden kann. Der Zylinder

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übt einen Druck auf die Elektrode 60a gegen die Oberfläche des Werkstücks F aus, so daß Druckkontakt zwischen beiden entsteht.

Die Elektrode 60a kann wiederholt und automatisch an genau festgelegte Positionen eines Werkstücks gebracht werden, wobei ein vorgegebenes, in einem Computer gespeichertes Programm verwendet werden kann.

Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm der Steuereinheit des Automaten. Die Kodierer 8,15,33 und 43 geben Positionsdaten an die zugehörigen, fluidbetätigten Zylinder über eine Rückkopplungs-Steuerschleife ab. Mit 63' ist eine zentrale Prozessoreinheit bezeichnet, der die Steuerdaten S zugeführt werden. Die Kodierer 8,15,33 und 43 liefern Positionsdaten an zugehörige Niveauverschieber, die mit einem Analog-Digital-Wandler 70 in Verbindung stehen. Dieser liefert Digital-Positionssignale an den Eingang eines Digital-Komparators 65 einerseits und einen Kernspeicher 64 andererseits. Das Steuersystem erhält zunächst den Befehl, die Positionsdaten durch Zufuhr eines Satzes von Eingangsdaten an den Kernspeicher 64 zu speichern. Entsprechend den Eingangsdaten werden die Zylinder 6,11,28 und 40 betätigt, und dies führt dazu, daß die zugehörigen Kodierer die tatsächlichen Positionsdaten erzeugen. Die tatsächlichen Positionsdaten werden über die Niveauverschieber an den Analog-Digital-Wandler 70 abgegeben und dem Komparator 65 zugeführt, wo die Eingangssignale mit den in einem Datenregister 71_f das durch den Kernspeicher 64 beaufschlagt wird, gespeicherten Daten verglichen werden. Der Komparator liefert ein Signal, das eine Abweichung der Position des jeweiligen Zylinders von der gewünschten Position anzeigt, und liefert dieses Signal weiterhin, bis die Abweichung auf Null reduziert ist. Wenn dies der Fall ist, repräsentieren die Digital-Signale des Wandlers 70 die gewünschten Positionen, und sie werden an den Kernspeicher 64 ge-

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liefert und in diesem gespeichert und dienen als Instruktionsdaten für eine bestimmte Arbeitsposition/ mit denen die Kodierersignale verglichen werden, bei dem weiteren Schweißvorgang. Dieses Verfahren wird für jeden Schweißpunkt wiederholt, so daß eine Anzahl von Instruktionsdaten gespeichert werden und eine Reihe von Schweißvorgängen an dem Wagenboden F durchgeführt wird.

Nachdem die Elektrode 60a automatisch in eine gewünschte Position gebracht worden ist, wird dem Zylinder 50 ein Arbeitsfluid zugeführt, so daß ein Druck auf die ■ Elektrode 60a und damit auf die Oberfläche des Werkstücks F ausgeübt werden kann. Ein elektrischer Strom läuft sodann zwischen der Elektrode 60a und einer Gegenelektrode unterhalb des Werkstücks und bewirkt die Punktschweißung. Die Reaktionskraft, die auf die Elektrode 6 0a einwirkt, wird gemäß Fig. 10a und 10b auf den Zylinder 50, die Welle 51, den Verbindungsarm 41 und dem Zylinder 40 und von diesem auf das Gehäuse 9 übertragen. Die auf diese Weise auf das Gehäuse 9 übergegangene Reaktionskraft gelangt von dem Gehäuse 9 über die obere Welle 10 und die Führungsschiene 5a einerseits und das untere Gelenk 12 und die Führungsschiene 5b andererseits auf den verstärkten Träger 2. Daher ist es nicht notwendig, die Reaktionskraft allein mit dem Gehäuse 9 aufzunehmen. Auf diese Weise ergibt sich eine Stabilisierung der Maschine, so daß die Möglichkeit geschaffen wird, Punktschweißung mit einem Automaten durchzuführen, wie es bisher nicht der Fall war.

Wenn die Oberfläche des Werkstücks F nicht senkrecht zu der Elektrode 60a liegt, wie in Fig. 11 gezeigt ist, wie es etwa bei unregelmäßigen Oberflächen eines Werkstücks der Fall ist, bewirkt die Welle 51 des Gelenks in Verbindung mit der elektromagnetischen Bremse 58, daß die Elektrode 6 0a nicht über die Oberfläche des Werkstücks glei-

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tet, und die äußere Welle 23 kann sich angesichts der Gleitstücke 37 nicht drehen, so daß die Elektrode 60a nicht um ihre Achse gedreht wird.

Wenn unterschiedliche Bodenplatten auf derselben Montagestrecke punktgeschweißt werden sollen, können die Schweißpunkte in ihrer Position und Größe bei den unterschiedlichen Typen unterschiedlich ausfallen. In diesem Falle ist es notwendig, die Gegenelektrode entsprechend den unterschiedlichen Wagenböden zu ändern. Fig. 12 und 13 zeigen eine Gegenelektrode 98, die für diesen Zweck geeignet ist. Mit 85 ist ein Gestell und mit 86 ein Elektrodenträger bezeichnet, der mit einer waagerechten Welle 87 drehbar ist. Auf dem Elektrodenträger 86 befinden sich in Winkelabständen Gegenelektroden 88 und 89, deren seitliche Ansicht in Fig. 13A und 13B gezeigt ist. Der Elektrodenträger 86 ist gegenüber den Elektroden 88 und 89 durch Isolatoren 88b und 89b isoliert. Diese Gegenelektroden 88 und 89 weisen spezielle Konturen auf, die den unterschiedlichen Konturen verschiedener Wagenböden angepaßt sind, und jede Elektrode ist so angeordnet, daß sie gegen die untere Oberfläche des Tunnelbereichs des Wagenbodens anliegen kann. Mit 90 ist ein Hydraulik-Zylinder bezeichnet, der eine Kolbenstange 90a aufweist, deren oberes Ende schwenkbar mit einem Arm 91 verbunden ist, der auf der Welle 87 befestigt ist. Ein Zylindergehäuse 90b ist mit dem unteren Ende schwenkbar üb,er einen Arm 93 an einer Grundplatte 94 befestigt. Wenn die Kolbenstange 90a ausgefahren wird, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, dreht sich der Träger 86 im Uhrzeigersinn, so daß die Elektrode 88 nach oben gebracht wird, und wenn die Kolbenstange zurückgezogen wird, dreht sich der Träger in die gestrichelt angedeutete Position, so daß die Elektrode 89 nach oben gelangt. Die Bezugsziffern 95,96 und 97 bezeichnen Distanzstücke zur Bestimmung der Position des Trägers. Wie bereits in Fig. 1 gezeigt wird, ist eines der Senkundär-Kabel des Transformators mit der

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Elektrode 88 oder 89 verbunden, während das andere Kabel mit der Schweißelektrode in Verbindung steht.

Fig. 14 zeigt eine Gegenelektrode 98 zwischen senkrechten Stützen 1 und 2, Schweiß-Armen 3 und 3¹ an entsprechenden senkrechten Stützen. Die Gegenelektrode umfaßt unterschiedliche Gegenelektroden 88 und 89, und die Schweiß-Arme tragen unterschiedliche Elektroden 60a, 60a¹ entsprechend unterschiedlichen Typen des Wagenbodens, so daß es möglich ist, Punktschweißvorgänge bei verschiedenen Wagentypen in derselben Montagelinie durchzuführen.

Fig. 15 zeigt ein Beispiel, bei dem ebenfalls zwei Schweiß-Arme 3",3'" vorgesehen sind, so daß gleichzeitige Punktschweißvorgänge an demselben Wagenboden entlang der Längsrichtung möglich sind.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung auf eine Verwendung des Arbeitsautomaten als Schweißmaschine Bezug genommen wird, ist die Erfindung insoweit nicht beschränkt. Andere Arbeitsvorgänge erfordern lediglich ein einfaches Austauschen der Schweißelektrode durch ein geeignetes Werkzeug. Beispielsweise können die Führungsschienen direkt am Boden befestigt sein, so daß die Reaktionskraft durch den Boden aufgenommen und die Festigkeit weiter verbessert wird.

Der Arbeitsautomat gestattet es, ein Werkzeug in eine beliebige Position zu bewegen, und er kann daher als Mehrzweck-Werkzeugmaschine zur Handhabung und Bearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Formen und Grossen auf derselben Montagestrecke verwendet werden. Angesichts der festen Schienen zur Aufnahme der Reaktionskräfte, die auf das Werkzeug ausgeübt werden, kann eine Verformung von Teilen des Automaten verhindert werden.

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Claims

PATENTANWÄLTE TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld Triftstraße 4 Siekerwall 7 PG23-79001 St/ri NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan Arbeitsautomat für industrielle Montage- und Bearbeitungsvorgänge und dergleichen PRIORITÄT: 22. Mai 1978, Japan, No. 53-60727 PATENTANSPRÜCHE

1. ) Arbeitsautomat für industrielle Montage- und Bearbeitungsvorgänge und dergleichen, mit einem beweglich an einer Arbeitsposition angeordneten, ein Werkzeug tragenden Arm, gekennzeichnet durch zwei in senkrechtem Abstand liegenden, parallele, obere und untere Führungsschienen (5a,5b), die an einer Trägerkonstruktion (1,1") befestigt sind und einen verschiebbaren Wagen (4) aufnehmen, welcher Wagen (4) den Arm (3) trägt, der mit einem Gehäuse (9) am oberen En-

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de schwenkbar im oberen Bereich (10) des Wagens (4) angrenzend an die obere Führungsschiene (5a) befestigt ist und eine äußere zylindrische Welle (23) , die in dem Gehäuse (9) entlang ihrer Längsachse verschiebbar ist, sowie eine innere Welle (21) innerhalb der äußeren Welle (23), die um ihre Längsachse drehbar und axial mit der äußeren Welle verschiebbar ist, einen ersten, fluidbetätigten Axialantrieb (40) an dem Gehäuse zur Axialverschiebung der äußeren und inneren Welle (23,21), einen zweiten, fluidbetätigten Axialantrieb (28) zur Drehung der inneren Welle (21) und ein Gelenk (48) zur Aufnahme eines Werkzeugs umfaßt, welches Gelenk axial . mit der Axialverschiebung der äußeren und inneren Welle verschiebbar und senkrecht mit der inneren, Welle schwenkbar ist, und durch einen dritten, fluidbetätigten Axialantrieb (11), der schwenkbar zwischen einem unteren Schwenkpunkt des Wagens (4) angrenzend an die untere Führungsschiene (5b) und einen unteren Endbereich (14) des Gehäuses (9) angeordnet ist und ein Verschwenken 0 des Gehäuses (9) in verschiedene Winkelpositionen gestattet.

2. Arbeitsautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (48) ein Gehäuse (49) in Verbindung mit der äußeren Welle (23) , einen Werkzeughalter (50), der um eine waagerechte Achse mit der inneren Welle (21) drehbar ist, und einen Antrieb (54, 55) zur übertragung der Drehbewegung der inneren Welle auf den Werkzeughalter umfaßt.

3. Arbeitsauton at nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Verriegelungseinrichtung (58) zur Festlegung des Werkzeughalters (50).

4. Arbeitsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerkonstruktion senkrechte Stützen (1), die sich am Boden

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(1¹) abstützen und einen waagerechten Querträger (1") zwischen den oberen Enden der senkrechten Stützen umfaßt.

5. Arbeitsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet/ daß das Gehäuse (9) zwei einander gegenüberliegende erste Gleitstücke (38), die an dem Gehäuse befestigt sind, umfaßt, und daß an der äußeren Welle (23,2) einander gegenüberliegende Gleitstücke (37) in Berührung mit den ersten Gleitstücken befestigt sind.

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