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DE3605099A1 - Method of exchanging the electrode caps of robot spot welding tongs - Google Patents

Method of exchanging the electrode caps of robot spot welding tongs

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DE3605099A1
DE3605099A1 DE19863605099 DE3605099A DE3605099A1 DE 3605099 A1 DE3605099 A1 DE 3605099A1 DE 19863605099 DE19863605099 DE 19863605099 DE 3605099 A DE3605099 A DE 3605099A DE 3605099 A1 DE3605099 A1 DE 3605099A1
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Germany
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electrode
guide body
ring spanner
ring
cams
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DE19863605099
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Andreas Pitsch
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REMA SCHWEISSTECHNIK
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REMA SCHWEISSTECHNIK
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    • 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
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30—Features relating to electrodes
    • B23K11/3072—Devices for exchanging or removing electrodes or electrode tips

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

Provided for seizing the electrode shank (8) and the electrode cap (7) are two eccentric ring spanners (3, 4), the box ends (5, 6) of which are arranged one above the other in a guide body (1), and the levers (9, 10) of which are connected in an articulated manner at their ends to the piston rod (11) and the housing (12) respectively of a lifting cylinder (13). The piston movement of the lifting cylinder (13) can be controlled as a function of the insertion of an electrode into the box ends (5, 6) of the ring spanners (3, 4). Provided in the area of movement of the welding tongs is a magazine (20) with spare electrode caps (21); it is preferably arranged on a fastening arm (2) which also carries the guide body (1). For the purpose of lifting the electrode cap, one cam plate each with lateral cam profiles is provided on the top side of the box end of the ring spanner allocated to it and on the side opposite it of the guide body. The cam profiles slide on one another when the ring spanner is turned. The box end is displaceably arranged in the guide body in the axial direction in accordance with the height of the cam profiles against the pressure of a disc spring. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswechseln der Elektrodenkappen einer Roboter-Punktschweißzange.The invention relates to a device for replacement the electrode caps of a robot spot welding gun.

Die Elektrodenkappen von Punktschweißzangen unterliegen dem Verschleiß und müssen daher nach einer bestimmten Anzahl von Schweißungen bzw. bei einer Konstantstrom- Regelung nach Überschreiten einer bestimmten Stromstärke ausgewechselt werden. Dies geschieht bisher mittels geeigneter Werkzeuge von Hand.The electrode caps of spot welding guns are subject to the wear and therefore must according to a certain Number of welds or with a constant current Regulation after exceeding a certain current to be replaced. So far, this has been done using suitable tools by hand.

Bei automatisierten Fertigungsstraßen, bei denen die Punktschweißzangen von Robotern bedient werden, besteht das Bedürfnis, auch das Auswechseln der Elektrodenkappen dem Roboter zuzuweisen, um die Stillstandszeiten möglichst kurz zu halten.In automated production lines where the Spot welding guns are operated by robots the need to also replace the electrode caps assign the robot to the downtime to keep it as short as possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels deren ein entsprechend programmierter Roboter die Elektrodenkappen seiner Punktschweißzange(n) selbsttätig auswechseln kann.The invention has for its object a To create a device by means of which a corresponding programmed robot the electrode caps of his Spot welding gun (s) can replace itself.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is achieved in a device according to the Preamble of claim 1 by its characterizing Features solved.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß die durch das Auswechseln der Elektrodenkappen bedingten Ausfallzeiten des Roboters auf ein Minimum gesenkt werden. Dies ergibt sich daraus, daß einerseits ein erforderlicher Kappenwechsel zu jedem Zeitpunkt selbsttätig erfolgen kann, ohne daß auf ein Eingreifen des Wartungspersonals gewartet werden muß, und daß andererseits der Auswechselungsvorgang sehr schnell vor sich geht. The advantage achieved with the invention is especially in that by replacing the Electrode caps caused downtime of the robot can be reduced to a minimum. This results from that on the one hand a necessary cap change to everyone Time can be done automatically without a Intervention by the maintenance personnel must be maintained, and that on the other hand the exchange process is very much going on quickly.  

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit vorteilhaften Ausgestaltungen, die sich aus den Unteransprüchen ergeben, in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is with advantageous embodiments resulting from the Subordinate claims result, shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Ansicht von oben, Fig. 1 shows a device according to the invention in top view,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Führungskörper der Vorrichtung, Fig. 2 is a vertical section through the guide body of the device,

Fig. 3 eine Kurvenscheibe im Schnitt und Fig. 3 is a cam in section and

Fig. 4 dieselbe Kurvenscheibe in der Ansicht von oben. Fig. 4 the same cam in the view from above.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Führungskörper (1), der an einem Befestigungsarm (2) angeordnet ist, ferner aus zwei Exzenter-Ringschlüsseln (3) und (4), deren ringförmige Aufnahmen (5) bzw. (6) in dem Führungskörper (1) übereinander angeordnet und deren Hebel (9) und (10) an ihren Enden mit der Kolbenstange (11) bzw. dem Gehäuse (12) eines Hubzylinders (13) gelenkig verbunden sind. Die im Führungskörper zuunterst angeordnete Aufnahme (5) dient bei eingeführter Elektrode zum Ergreifen der Elektrodenkappe (7), die darüber angeordnete Aufnahme (6) zum Ergreifen des Elektrodenschafts (8).The device according to the invention essentially consists of a guide body ( 1 ), which is arranged on a fastening arm ( 2 ), and also of two eccentric ring spanners ( 3 ) and ( 4 ), the annular receptacles ( 5 ) and ( 6 ) of which Guide body ( 1 ) arranged one above the other and the levers ( 9 ) and ( 10 ) of which are articulated at their ends to the piston rod ( 11 ) or the housing ( 12 ) of a lifting cylinder ( 13 ). When the electrode is inserted, the receptacle ( 5 ) arranged at the bottom serves to grip the electrode cap ( 7 ), the receptacle ( 6 ) arranged above it to grip the electrode shaft ( 8 ).

Zum Auswechseln der Elektrodenkappe (7) führt der nicht dargestellte Roboter die Schweißzange derart über die Vorrichtung, daß sich die betreffende Elektrode senkrecht über den Aufnahmen (5) und (6) befindet. Sodann wird die Schweißzange abgesenkt, bis sich der Elektrodenschaft (8) in der Aufnahme (6) und die Elektrodenkappe (7) in der Aufnahme (5) befinden; dabei ist der Kolben des Hubzylinders (13) eingefahren, so daß die Aufnahmen (5) und (6) voll geöffnet sind. To replace the electrode cap ( 7 ), the robot, not shown, guides the welding gun over the device in such a way that the electrode in question is located vertically above the receptacles ( 5 ) and ( 6 ). The welding gun is then lowered until the electrode shaft ( 8 ) is in the receptacle ( 6 ) and the electrode cap ( 7 ) is in the receptacle ( 5 ); the piston of the lifting cylinder ( 13 ) is retracted so that the receptacles ( 5 ) and ( 6 ) are fully open.

Nunmehr erhält der Hubzylinder (13) den Steuerbefehl zum Ausfahren seines Kolbens, wodurch die Hebel (9) und (10) der Ringschlüssel (3) und (4) gegenläufig gedreht werden und sich ihre Exzenter an die Elektrodenkappe (7) bzw. den Elektrodenschaft (8) anlegen. Dabei ist es erwünscht, zuerst den Elektrodenschaft (8) zu ergreifen und in seiner Lage festzuhalten, damit er nicht gegenüber dem Elektrodenhalter der Punktschweißzange gedreht und dadurch gelockert wird. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß zwischen dem Hebel (10) des dem Elektrodenschaft (8) zugeordneten Ringschlüssels (4) und dem Befestigungsarm (2) eine Druckfeder (14) und auf der gegenüberliegenden Seite des Befestigungsarms (2) ein Anschlag (15) für den Hebel (9) des anderen Ringschlüssels (3) vorgesehen. Da die Ringschlüssel (3) und (4) zusammen mit dem Hubzylinder (13) gewissermaßen schwimmend aufgehängt sind, bewirkt die Druckfeder (15), daß bei Beginn des Ausfahrens des Kolbens des Hubzylinders (13) zunächst nur der Hebel (10) des oberen Ringschlüssels (4) gegenüber seiner Aufnahme (6) gedreht wird und dabei den Elektrodenschaft (8) ergreift und in seiner Lage festhält.Now the lifting cylinder ( 13 ) receives the control command to extend its piston, whereby the levers ( 9 ) and ( 10 ) of the ring spanners ( 3 ) and ( 4 ) are turned in opposite directions and their eccentrics on the electrode cap ( 7 ) or the electrode shaft ( 8 ) put on. It is desirable to first grasp the electrode shaft ( 8 ) and hold it in place so that it is not rotated relative to the electrode holder of the spot welding gun and thereby loosened. For this purpose, according to the invention between the lever ( 10 ) of the ring spanner ( 4 ) assigned to the electrode shaft ( 8 ) and the fastening arm ( 2 ) there is a compression spring ( 14 ) and on the opposite side of the fastening arm ( 2 ) a stop ( 15 ) for the Lever ( 9 ) of the other ring spanner ( 3 ) is provided. Since the ring spanners ( 3 ) and ( 4 ) together with the lifting cylinder ( 13 ) are suspended to a certain extent in a floating manner, the compression spring ( 15 ) has the effect that when the piston of the lifting cylinder ( 13 ) begins to extend, only the lever ( 10 ) of the upper one Ring spanner ( 4 ) is rotated relative to its receptacle ( 6 ) and grips the electrode shaft ( 8 ) and holds it in place.

Um zu vermeiden, daß sich bei Beginn der Drehbewegung des Hebels (10) dessen Aufnahme (6) mitdreht, beispielsweise bei Elektroden geringeren Durchmessers, ist erfindungsgemäß zwischen ihrer einen Längsseite und dem Führungskörper (1) eine Druckfeder (16), vorzugsweise in Gestalt einer Blatt- oder einer Stabfeder, angeordnet.In order to avoid that the lever (10) rotates the housing (6) at the start of the rotational movement, such as electrodes with a smaller diameter is, according to the invention between its one longitudinal side and the guide body (1) a compression spring (16), preferably in the form of a Leaf or a bar spring, arranged.

Sobald der Ringschlüssel (4) den Elektrodenschaft fest ergriffen hat, legt sich bei weiterer Betätigung des Kolbens des Hubzylinders (13) der andere Ringschlüssel (3) um die Elektrodenkappe (7) und verdreht diese gegenüber dem Elektrodenschaft (8). Um dabei ein Abziehen der Elektrodenkappe (7) von dem Elektrodenschaft (8) zu erreichen, ist erfindungsgemäß an der Oberseite der Aufnahme (5) und an der ihr gegenüber liegenden Seite des Führungskörpers (1) je eine ringförmige Kurvenscheibe (17) angeordnet, wobei die beiden Kurvenscheiben (17) auf den einander zugewandten Seiten Nocken (18) aufweisen. Beim Drehen des Ringschlüssels (3) gleiten die Nocken (10) aufeinander, wodurch die Aufnahme (5) gegen den Druck einer Tellerfeder (19) nach unten gedrückt wird, so daß die Elektrodenkappe (7) vom Elektrodenschaft (8) abgezogen wird.As soon as the ring spanner ( 4 ) has firmly gripped the electrode shaft, when the piston of the lifting cylinder ( 13 ) is actuated further, the other ring spanner ( 3 ) is placed around the electrode cap ( 7 ) and rotated with respect to the electrode shaft ( 8 ). In order to pull off the electrode cap ( 7 ) from the electrode shaft ( 8 ), an annular cam ( 17 ) is arranged on the top of the receptacle ( 5 ) and on the opposite side of the guide body ( 1 ) the two cams ( 17 ) have cams ( 18 ) on the mutually facing sides. When turning the ring spanner ( 3 ), the cams ( 10 ) slide on each other, whereby the receptacle ( 5 ) is pressed down against the pressure of a plate spring ( 19 ) so that the electrode cap ( 7 ) is pulled off the electrode shaft ( 8 ).

Anschließend wird der Hubzylinder (11) umgesteuert, das heißt, der Kolben wird eingefahren. Dadurch werden beide Ringschlüssel (3) und (4) gedreht und in ihre Ausgangslage zurückbewegt, so daß der Elektrodenschaft (8) und die Elektrodenkappe (7) freigegeben werden; letztere fällt in einen nicht dargestellten Auffangbehälter. Sodann zieht der Roboter die Elektrode aus den Aufnahmen (5) und (6) heraus und führt sie derart über das am Befestigungsarm (2) angeordnete Magazin (20) mit Ersatz-Elektrodenkappen (21), daß sich der Elektrodenschaft (8) über der ersten anstehenden Ersatz-Elektrodenkappe (21) befindet. Dann senkt der Roboter die Elektrode ab, bis sich der Elektrodenschaft (8) in die Ersatz-Elektrodenkappe (21) einschiebt. Als nächstes schließt der Roboter die Schweißzange, so daß die Elektroden aufeinander drücken und damit die Ersatz- Elektrodenkappe (21) auf dem Elektrodenschaft (8) festgedrückt wird. Anschließend wird die Schweißzange wieder geöffnet, aus dem Magazin herausgefahren, um 180° gedreht und mit der anderen Elektrode in die Aufnahmen (5) und (6) der Ringschlüssel (3) und (4) eingebracht, um auch deren Elektrodenkappe in der beschriebenen Weise zu wechseln. The lifting cylinder ( 11 ) is then reversed, that is, the piston is retracted. As a result, both ring spanners ( 3 ) and ( 4 ) are rotated and moved back into their starting position, so that the electrode shaft ( 8 ) and the electrode cap ( 7 ) are released; the latter falls into a collecting container, not shown. Then the robot pulls the electrode out of the receptacles ( 5 ) and ( 6 ) and guides them over the magazine ( 20 ) arranged on the fastening arm ( 2 ) with replacement electrode caps ( 21 ) in such a way that the electrode shaft ( 8 ) over the first pending replacement electrode cap ( 21 ). The robot then lowers the electrode until the electrode shaft ( 8 ) is inserted into the replacement electrode cap ( 21 ). Next, the robot closes the welding gun so that the electrodes press against each other and thus the replacement electrode cap ( 21 ) is pressed onto the electrode shaft ( 8 ). The welding gun is then opened again, moved out of the magazine, rotated through 180 ° and inserted with the other electrode into the receptacles ( 5 ) and ( 6 ) of the ring spanners ( 3 ) and ( 4 ), and also their electrode cap in the manner described switch.

Das Magazin (20) kann mit dem Kontakt eines Signals versehen sein, das dem Wartungspersonal anzeigt, daß der Vorrat an Ersatz-Elektrodenkappen (21) zur Neige geht.The magazine ( 20 ) can be provided with the contact of a signal which indicates to the maintenance personnel that the supply of replacement electrode caps ( 21 ) is running out.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Auswechseln der Elektrodenkappen einer Roboter-Punktschweißzange, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ergreifen der Elektrodenkappe (7) und des Elektrodenschafts (8) je ein an sich bekannter Exzenter-Ringschlüssel (3, 4) vorgesehen ist, daß die ringförmigen Aufnahmen (5, 6) beider Ringschlüssel in einem von einem Befestigungsarm (2) getragenen Führungskörper (1) übereinander angeordnet und deren Hebel (9, 10) an ihren Enden mit der Kolbenstange (11) bzw. dem Gehäuse (12) eines Hubzylinders (13) gelenkig verbunden sind, wobei die Kolbenbewegung des Hubzylinders (13) in Abhängigkeit von der Einbringung einer Elektrode in die Aufnahmen (5, 6) der Ringschlüssel (3, 4) steuerbar ist, und daß ferner im Bewegungsbereich der Schweißzange ein Magazin (20) für Ersatz-Elektrodenkappen (21) vorgesehen und vorzugsweise am Befestigungsarm (2) des Führungskörpers (1) angeordnet ist.1. Device for replacing the electrode caps of a robot spot welding gun, characterized in that a gripping ring wrench ( 3 , 4 ), known per se, is provided for gripping the electrode cap ( 7 ) and the electrode shank ( 8 ) that the annular receptacles ( 5 , 6 ) both ring spanners are arranged one above the other in a guide body ( 1 ) carried by a fastening arm ( 2 ) and their levers ( 9 , 10 ) at their ends with the piston rod ( 11 ) or the housing ( 12 ) of a lifting cylinder ( 13 ) are articulated, the piston movement of the lifting cylinder ( 13 ) depending on the insertion of an electrode in the receptacles ( 5 , 6 ) of the ring spanner ( 3 , 4 ) being controllable, and that in the range of motion of the welding gun a magazine ( 20 ) for Replacement electrode caps ( 21 ) are provided and are preferably arranged on the fastening arm ( 2 ) of the guide body ( 1 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungsarm (2) und dem Hebel (10) des dem Elektrodenschaft (8) zugeordneten Ringschlüssels (4) eine Druckfeder (14) vorgesehen ist und daß der Befestigungsarm (2) auf seiner dem Hebel (9) des anderen Ringschlüssels (3) zugewandten Seite einen Anschlag (15) für diesen Hebel (9) aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that between the fastening arm ( 2 ) and the lever ( 10 ) of the electrode shaft ( 8 ) associated ring spanner ( 4 ) a compression spring ( 14 ) is provided and that the fastening arm ( 2 ) on it the lever ( 9 ) of the other ring spanner ( 3 ) facing side has a stop ( 15 ) for this lever ( 9 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Längsseite der Aufnahme (6) des dem Elektrodenschaft (8) zugeordneten Ringschlüssels (4) und dem Führungskörper (1) eine Druckfeder (14), vorzugsweise in Gestalt einer Blatt- oder Stabfeder, angeordnet ist. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that between a longitudinal side of the receptacle ( 6 ) of the electrode shaft ( 8 ) associated ring spanner ( 4 ) and the guide body ( 1 ) a compression spring ( 14 ), preferably in the form of a leaf or bar spring , is arranged. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite der ringförmigen Aufnahme (5) des der Elektrodenkappe (7) zugeordneten Ringschlüssels (3) und auf der ihr gegenüber liegenden Seite des Führungskörpers (1) je eine ringförmige Kurvenscheibe (17) angeordnet ist, daß die beiden Kurvenscheiben (17) auf den einander zugewandten Seiten Nocken (18) aufweisen, die beim Drehen des Ringschlüssels (3) aufeinander gleiten, und daß die Aufnahme (5) in dem Führungskörper (1) in axialer Richtung entsprechend der Höhe der Nocken (18) der Kurvenscheiben (17) gegen den Druck einer Feder (19), vorzugsweise einer Tellerfeder, verschiebbar angeordnet ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the top of the annular receptacle ( 5 ) of the electrode cap ( 7 ) associated ring spanner ( 3 ) and on the opposite side of the guide body ( 1 ) each have an annular cam ( 17 ) is arranged that the two cams ( 17 ) on the mutually facing sides have cams ( 18 ) which slide when the ring spanner ( 3 ) is turned, and that the receptacle ( 5 ) in the guide body ( 1 ) in the axial direction is displaceably arranged in accordance with the height of the cams ( 18 ) of the cams ( 17 ) against the pressure of a spring ( 19 ), preferably a plate spring.
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