DE4010070C1

DE4010070C1 - Tool changing device for welding robot - incorporates detachable joint between transformer and welding head

Info

Publication number: DE4010070C1
Application number: DE19904010070
Authority: DE
Inventors: Andreas 5226 Reichshof De Pitsch; Michael 6078 Neu-Isenburg De Buchauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2010-03-30

Abstract

Tool changer for a welding robot consists of a two-part locking unit (22), lockable by spring force and releasable by a compressed air piston-cylinder (48,50,56) arrangement in an active part of the unit on the robot side. The passive part is on the welding jaws side with a base plate (26) attached to the base plate (24) of the active part via locking hooks (76) which are pivoted towards each other for unlocking the connection. ADVANTAGE - Simplified docking and removal method without requirement for lifting tackle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechseleinrichtung für einen Schweißroboter, dessen Werkzeug von einer am Endteil des Roboters über einen Schweißtransformator als Zwischen glied befestigbaren Widerstandsschweißzange gebildet ist, mit einer Trennstelle für den Werkzeugwechsel, die von zwei durch eine Verriegelungseinheit ausgerichtet gegeneinander ver spannbaren Grundplatten begrenzt ist, an welchen paarweise in Eingriff gelangende Übertragungselemente für den Schweißstrom sowie Kühlwasser, Druckluft und Steuerstrom angeordnet sind.The invention relates to a tool changing device for a welding robot, whose tool is from one at the end part of the robot via a welding transformer as an intermediate member attachable resistance welding gun is formed with a separation point for the tool change, by two through a locking unit aligned against each other ver tensionable base plates is limited, on which in pairs Interfering transmission elements for the welding current as well as cooling water, compressed air and control current are arranged.

Elektrische Widerstandsschweißzangen werden regelmäßig von den Herstellern mit angepaßten Transformatoren ausgerüstet und bilden mit diesen verhältnismäßig schwere Baueinheiten, in denen auch die Leitungsverbindungen für den Sekundärstrom vom Transformator zu den Zangenelektroden in Gestalt flexib ler Leitungsbänder aus Kupferlitze fest installiert sind.Electrical resistance welding guns are regularly used by the manufacturers equipped with adapted transformers and form relatively heavy units with them, in which also the line connections for the secondary current flexible from the transformer to the clamp electrodes Cable straps made of copper braid are permanently installed.

Eine Werkzeugwechseleinrichtung für derartige Widerstands schweißzangen ist dem Prospekt der Firma Karl Kurt Walther GmbH & Co. KG, Wuppertal: "Roboterkopf-Multikupplung" vom 10.07.1984 zu entnehmen. Für das Andocken einer solchen Bau einheit an einen Industrieroboter bedarf es deshalb eines entsprechenden Hebezeugs, das die Schweißzange mit dem Trans formator an den Roboter heranführt und während des Andockens ausgerichtet festhält. Dabei bildet der Transformator in der Regel das zangenseitige Anschlußglied, welches seinerseits die Schweißzange trägt.A tool changing device for such resistance welding guns is the brochure of the company Karl Kurt Walther GmbH & Co. KG, Wuppertal: "Robot head multi-coupling" from 10.07.1984. For docking such a burrow unity with an industrial robot therefore requires one appropriate hoist that the welding gun with the Trans formator to the robot and during docking holds aligned. The transformer in the Rule the pliers-side connector, which in turn the welding gun wears.

Wenngleich hierbei der elektrische Anschluß des Transforma tors an die Stromversorgung durch einfache Primärstrom-Steck verbindungen schnell und problemlos vorgenommen werden kann und auch die übrigen Verbindungen für Druckluft, Kühlwasser und Steuerstrom durch geeignete Kupplungselemente einfach herstellbar sind, ist jeder Zangenwechsel mit erheblichem Ar beits- und Zeitaufwand durch Hebezeugeinsatz verbunden und verhindert ein vorübergehendes Abnehmen der Zange für In standsetzungs- und Wartungsarbeiten. Außerdem braucht man ebenso viele Transformatoren wie Schweißzangen.Although the electrical connection of the Transforma tors to the power supply by simple primary current plug connections can be made quickly and easily and also the other connections for compressed air, cooling water and control current simply by means of suitable coupling elements can be produced, each change of pliers is of considerable ar time and effort connected by using a hoist and prevents temporary removal of the pliers for In repair and maintenance work. You also need as many transformers as welding guns.

Die genannten Nachteile gelten auch für Schweißzangen mit einzeln auswechselbaren Elektrodenarmen gemäß DE-OS 38 29 097. Wenn dort die Schweißzange ausgetauscht werden soll, muß ebenfalls die gesamte, schwere Baueinheit ein schließlich Transformator abgenommen und eine andere derar tige Einheit angedockt werden. Lösbare Kupplungen in den Elektrodenarmen haben den weiteren Nachteil, daß die Kupp lungsglieder nicht nur zur elektrisch sicheren Übertragung des starken Schweißstroms, sondern auch der hohen mechani schen Belastung durch die Zangenkraft mit in der Regel einer seits Druck-, andererseits Zugkraft ausgelegt werden müssen. Man braucht also zwei verschiedene, einzeln nacheinander zu lösende und in Eingriff zu bringende Kupplungen mit unter schiedlichen Kraftrichtungen und deshalb in der Regel auch unterschiedlicher Ausbildung. Wegen der Belastung sowohl durch die Zangenkraft als auch den Sekundärstrom ist ein ma nuelles Ein- und Auskuppeln unmöglich. Man benötigt daher für jeden Elektrodenarm einzeln kraftbetätigte Kupplungseinrich tungen. Schließlich besteht beim Ankuppeln jedesmal wieder die große Schwierigkeit, die Elektroden genau aufeinander auszurichten.The disadvantages mentioned also apply to welding guns individually interchangeable electrode arms according to DE-OS 38 29 097. If the welding gun is replaced there should, the entire, heavy unit must also finally transformer removed and another derar unit can be docked. Detachable couplings in the Electrode arms have the further disadvantage that the coupling not only for electrically safe transmission the strong welding current, but also the high mechani force from the forceps with usually one pressure, on the other hand, pulling force must be designed. So you need two different ones, one after the other releasing and engaging couplings with under different directions of force and therefore usually different education. Because of the burden of both due to the forceps as well as the secondary current is a ma manual coupling and uncoupling impossible. You therefore need for each electrode arm individually powered clutch device exercises. After all, there is always again when coupling the great difficulty of matching the electrodes exactly to align.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, das Andocken und Abnehmen der Schweißzange am Roboter wesentlich zu vereinfachen und zu verkürzen und dabei ohne Hebezeug auszukommen. In contrast, the object of the invention is that Docking and removing the welding gun on Simplify and significantly simplify robots shorten and get along without lifting gear.

Ausgehend von der Überlegung, daß in den meisten Fällen bei verschiedenartigen Schweißzangen die Größe und Leistung des Transformators dieselbe ist oder zumindest sein kann, löst die Erfindung die vorstehende Aufgabe dadurch, daß sich die Trennstelle für den Werkzeugwechsel zwischen dem Schweiß transformator und der Schweißzange befindet.Based on the consideration that in most cases different welding guns the size and performance of the Transformer is the same, or at least can be, triggers the invention the above object in that the Separation point for the tool change between the sweat transformer and the welding gun is located.

Die erfindungsgemäße Werkzeugwechseleinrichtung ermöglicht mit praktisch einem einzigen Handgriff in kürzester Zeit ei nen Wechsel der Schweißzange, deren begrenztes Gewicht ein Manipulieren von Hand gestattet. Dadurch lassen sich auch In standsetzungs- und Wartungsarbeiten außerhalb des Gefahrenbe reichs des Roboters ohne größere Stillstandszeiten ausführen.The tool changing device according to the invention enables with practically a single movement in no time change the welding gun, its limited weight Manipulation allowed. This also allows In repair and maintenance work outside the danger zone of the robot without major downtimes.

Weiterhin gestattet die Erfindung eine wesentliche Kostenre duzierung bei den Schweißzangen, da diese ohne den kostenin tensiven Transformator angeschafft werden können. Im Gegen satz zu einzelnen Kupplungen an den Elektrodenarmen werden die mechanischen und elektrischen Kupplungsglieder an der er findungsgemäß vorgesehenen Trennstelle nicht durch die Zan genkraft belastet.Furthermore, the invention allows a substantial cost reduction in the welding guns, since these without the cost intensive transformer can be purchased. In the opposite individual couplings on the electrode arms the mechanical and electrical coupling links on which he separation point provided according to the invention not by the Zan load.

Nach einem ersten Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt bei der Verriegelungseinheit das Verriegeln ausschließlich durch Federkraft, während für das Lösen Druck luft verwendet wird. Hierzu ist zweckmäßig an der Wechselein richtung ein handbetätigtes Druckluftsteuerventil zum Lösen der Verriegelungseinheit angeordnet.According to a first feature of the advantageous embodiment of the Invention occurs in the locking unit locking only by spring force, while for releasing pressure air is used. It is advisable to do this at the exchange direction a manually operated compressed air control valve for loosening the locking unit arranged.

Nach einem weiteren Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Verriegelungseinheit aus einem ak tiven Teil auf der Roboterseite und einem passiven Teil auf der Zangenseite. Dabei weist der aktive Teil der Verriege lungseinheit vorzugsweise ein quaderförmiges Gehäuse auf, dessen eines Ende am Schweißtransformator befestigbar ist und dessen anderes Ende die eine der beiden Grundplatten trägt, und es ist in dem Gehäuse ein federbelasteter Kolben angeord net, der unter der Federbelastung zwei die Grundplatte axial durchragende Verschlußhaken über ein Kniegelenk in eine Ver riegelungsstellung auseinanderspreizt und bei gesteuerter Be aufschlagung mit Druckluft die Verschlußhaken in eine Entrie gelungsstellung gegeneinander verschwenkt. Entsprechend weist der passive Teil der Verriegelungseinheit zwei an der anderen Grundplatte mit Abstand zueinander befestigte Klötze auf, zwischen denen sich zwei von den Verschlußhaken beim Ausein anderspreizen erfaßbare Riegelbolzen parallel zueinander er strecken. Besonders zweckmäßig ist es weiterhin, wenn die En den der Verschlußhaken schräg nach auswärts abgewinkelt sind und dadurch beim Auseinanderspreizen die Klötze gegen das quaderförmige Gehäuse verspannen. Die eine Grundplatte ist mit ihrer Rückseite vorzugsweise unmittelbar an der Schweiß zange befestigt.According to a further feature on the advantageous embodiment the invention, the locking unit consists of an ak tive part on the robot side and a passive part the pliers side. The active part of the locks unit preferably a cuboid housing, one end of which can be fastened to the welding transformer and the other end of which carries one of the two base plates, and a spring-loaded piston is arranged in the housing net, the two under the spring load the base plate axially outstanding locking hooks over a knee joint in a ver locking position spreads apart and with controlled loading opening the locking hooks with compressed air in an entrance position pivoted against each other. Correspondingly points the passive part of the locking unit two on the other Base plate with spaced blocks between which there are two of the locking hooks when released otherwise spread locking bolts parallel to each other he stretch. It is also particularly expedient if the En the locking hooks are angled outwards at an angle and thereby spreading the blocks against the clamp cuboid housing. Which is a base plate with their back preferably directly on the sweat pliers attached.

Noch ein weiteres Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Grundplatten hauptsächlich rechteckig ausgebildet sind, wobei sich die beiden Teile der Verriegelungseinheit in den Plattenmitten befinden und die Übertragungselemente für den Schweißstrom symmetrisch dazu angeordnet sind.Yet another feature of the advantageous embodiment of the Invention is that the base plates mainly are rectangular, the two parts of the Locking unit in the middle of the plate and the Transmission elements for the welding current symmetrical to it are arranged.

Die Übertragungselemente für den Schweißstrom bestehen vor zugsweise aus Paaren massiver Drehkörper aus Kupfer, die mit Isolierstoffhülsen in Druchbrechungen der Grundplatten einge setzt und mit ihren gegeneinander weisenden Stirnflächen ge geneinander anpreßbar sind, wobei an je einer Stirnfläche an sich bekannte Vielfachkontakt-Lamellenbänder angeordnet sind. Letztere sind zweckmäßig in flachen Nuten an der Stirnfläche aufgenommen. The transmission elements for the welding current exist preferably made of pairs of solid rotating bodies made of copper, which with Insulating sleeves inserted into openings in the base plates sets and ge with their mutually facing end faces are pressed against each other, each on one end face known multi-contact lamellar belts are arranged. The latter are useful in flat grooves on the end face added.

Um einen von der Verspannung der Verriegelungseinrichtung un abhängigen Kontaktdruck zu erhalten, ist in weiterer Ausge staltung der Erfindung der eine Drehkörper eines jeden Dreh körperpaares in seiner Isolierstoffhülse begrenzt axial ver schieblich und durch Federn in Richtung zum anderen Drehkör per belastet.To un from the bracing of the locking device to get dependent contact pressure is further out staltung the invention of a rotating body of each rotation body pair in its insulating sleeve limited axially ver pushable and by springs towards the other rotating body charged by.

Die Übertragungselemente für das Kühlwasser und die Druckluft sind zweckmäßig von herkömmlichen Schlauchkupplungen gebil det, deren Hälften in Durchbrechungen der Grundplatten einge setzt und auf geeignete Weise befestigt sind. Dabei ist es von Vorteil, wenn die verwendeten Schlauchkupplungen wenig stens auf der Roboterseite Ventile enthalten, die beim Auf trennen selbsttätig schließen.The transmission elements for the cooling water and compressed air are useful from conventional hose couplings det whose halves are inserted into openings in the base plates sets and are attached in a suitable manner. It is of advantage if the hose couplings used are little at least on the robot side contain valves that disconnect automatically.

Die Übertragungselemente für den Steuerstrom sind vorzugs weise in einer herkömmlichen Vielkontakt-Kupplung zusammenge faßt, deren Hälften in Druchbrechungen der Grundplatten ein gesetzt und darin auf geeignete Weise befestigt sind.The transmission elements for the control current are preferred as in a conventional multi-contact coupling summarizes their halves in perforations in the base plates set and fastened in a suitable manner.

Schießlich zeichnet sich ein letztes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung durch einen an der roboterseitigen Grundplatte angeordneten Signalgeber zur Überwachung des Einrückzustandes der Werkzeugwechseleinrichtung aus.Finally, there is a final design feature the invention by a on the robot-side base plate arranged signal transmitter for monitoring the engagement state the tool changing device.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenA preferred embodiment of the invention Tool changer is used below in conjunction with the drawing explained in more detail. Show it

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Indu strieroboter zur Handhabung einer elek trischen Widerstandsschweißzange, die mit Hilfe der Werkzeugwechseleinrichtung an einen am Roboter festen Schweißtrans formator lösbar angedockt ist, Fig. 1 shows a schematic representation of a Indu is strieroboter for handling an elec trical resistance welding gun, the formator using the tool changer to a solid on the robot welding Trans releasably docked,

Fig. 2 in etwa halber natürlicher Größe die Werkzeugwechseleinrichtung aus Fig. 1 für sich in der gleichen Seitenansicht, Fig. 2 half life in size about the tool changing device of Fig. 1 is located in the same side view,

Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2, Fig. 3 is a plan view of Fig. 2,

Fig. 4 einen Mittellängsschnitt durch die Werk zeugwechseleinrichtung und deren Verrie gelungseinheit nach Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 4 tool change means comprises a central longitudinal section through the plant and their Verrie gelungseinheit, according to line IV-IV in Fig. 3

Fig. 5 einen außermittigen Längsschnitt durch die Werkzeugwechseleinrichtung nach Linie V-V in Fig. 3 mit der Verriegelungsein heit in Seitenansicht und teilweise im Schnitt, wobei die Kontaktelemente an den Grundplatten weggelassen sind, Fig. 5 is an eccentric longitudinal section through the tool changing device along the line VV in Fig. 3 with the Verriegelungsein integrated in side view and partly in section, wherein the contact elements are omitted in the base plates,

Fig. 6 eine Stirnansicht auf das transformator seitige Ende der Verriegelungseinheit, Fig. 6 is an end view on the transformer side end of the locking unit,

Fig. 7 einen Querschnitt nach Linie VII-VII in Fig. 4 ohne Grundplatte, Fig. 7 is a cross section along line VII-VII in Fig. 4 without a base plate,

Fig. 8 einen Querschnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 4 ebenfalls ohne Grundplatte, Fig. 8 is a cross section along line VIII-VIII in Fig. 4 also without a base plate,

Fig. 9 eine Ansicht der Kontaktseite der robo terseitigen Grundplatte bei aufgetrennter Werkzeugwechseleinrichtung, Fig. 9 is a view of the contact side of the base plate at robo terseitigen of separated tool changing device,

Fig. 10 eine entsprechende Draufsicht auf die Kontaktseite der zangenseitigen Grund platte und Fig. 10 is a corresponding top view of the contact side of the base side pliers and

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eines der Kon taktelementenpaare für die Übertragung des sekundärseitigen Schweißstroms. Fig. 11 is a longitudinal section through one of the con tact element pairs for the transmission of the secondary-side welding current.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Industrieroboter 10, wie er insbesondere im Automobilbau beim Zusammenschweißen der Roh karossen durch elektrische Widerstands-Schweißzangen verwen det wird. Der Roboter 10 ist mit einem Grundgestell 12 orts fest aufgestellt und hat ein an das Werkstück gesteuert heranführbares Endteil 14, an dem ein Schweißtransformator 16 befestigt ist. Dieser trägt eine Widerstands-Schweißzange 18, die in Fig. 1 als Schiebe- oder C-Zange dargestellt ist. Sie kann aber, je nach Verwendungszweck, auch eine Scheren- oder X-Zange sein, und innerhalb dieser beiden Kathegorien kann sich die Zange von anderen Zangen durch weitere Kriterien wie insbesondere Größe, Leistung und Elektrodenform weiter unter scheiden. Fig. 1 shows schematically an industrial robot 10 as it is used in particular in automobile construction when welding the raw bodies by electrical resistance welding guns. The robot 10 is fixed in place with a base frame 12 and has an end part 14 which can be guided to the workpiece in a controlled manner and to which a welding transformer 16 is fastened. This carries a resistance welding gun 18 , which is shown in Fig. 1 as a push or C-gun. However, depending on the intended use, it can also be a pair of scissors or X pliers, and within these two categories the pliers can differ from other pliers by further criteria such as size, power and electrode shape.

Während nun bisher bei einem Zangenwechsel oder bei Ser vicearbeiten an der Zange die gesamte, aus Schweißtransforma tor und Zange bestehende Einheit vom Roboter gelöst wurde, was wegen des großen Gewichts mechanische Hebewerkzeuge erforderte, wird bei dem in Fig. 1 gezeigten Roboter die Schweißzange 18 mit Hilfe einer in ihrer Gesamtheit mit 20 bezeichneten Werkzeugwechseleinrichtung vom Transformator 16 abgenommen, wobei auch gleichzeitig alle Leitungsverbindungen für die Versorgung der Zange mit Schweißstrom, Kühlwasser und Druckluft sowie für die elektrische Steuerung und Überwachung der Zangenbewegungen und Anpreßdrücke aufgetrennt werden.While the entire unit consisting of welding transformer and pliers has now been solved by the robot for a change of tongs or for service work on the tongs, which required mechanical lifting tools because of the great weight, the welding tongs 18 are used in the robot shown in FIG. 1 With the aid of a tool changing device, designated in its entirety by 20 , removed from the transformer 16 , all line connections for the supply of the pliers with welding current, cooling water and compressed air and for the electrical control and monitoring of the pliers movements and contact pressures also being disconnected at the same time.

Wie aus den Fig. 2 bis 5 sowie auch Fig. 9 und 10 ersicht lich ist, besteht die Werkzeugwechseleinrichtung 20 im wesentlichen aus einer zweiteiligen Verriegelungseinheit 22 und zwei mit je einem Teil derselben fest verbundenen Grund platten 24, 26, an denen die Kontaktelemente für die oben er wähnten Leitungsverbindungen angeordnet sind. As is apparent from FIGS . 2 to 5 and also FIGS . 9 and 10, the tool changing device 20 consists essentially of a two-part locking unit 22 and two base plates 24 , 26 , each with a part of the same, on which the contact elements for the above he mentioned line connections are arranged.

Der auf der Roboterseite befindliche Teil der Verriegelungs einheit 22 ist als aktiver Teil ausgebildet und weist ein äußerlich quaderförmiges Gehäuse 28 auf (Fig. 4 und 5), das mit einem Ende in einen rechteckigen Ausschnitt 30 der Grund platte 24 eingreift und an dieser mit zwei Winkeleisen 32 und Schrauben 34 befestigt ist. Am anderen Ende des Gehäuses 28 ist mit Schrauben 36 eine Montageplatte 38 befestigt, welche das Gehäuse 28 nach oben und unten überragt und in den über stehenden Bereichen genormte Lochbilder 40 zum Verschrauben der Verriegelungseinheit 22 am Transformator 16 enthält.The part of the locking unit 22 located on the robot side is designed as an active part and has an externally cuboid housing 28 ( FIGS. 4 and 5) which engages with one end in a rectangular cutout 30 of the base plate 24 and on this with two Angle iron 32 and screws 34 is attached. At the other end of the housing 28 , a mounting plate 38 is fastened with screws 36 , which extends above and below the housing 28 and contains standardized hole patterns 40 in the protruding areas for screwing the locking unit 22 to the transformer 16 .

Die Montageplatte 38 schließt zugleich eine Zylinderbohrung 42 im Gehäuse 28 ab, die an einer mit einer kleineren Bohrung 24 versehenen Wand 46 endet, welche sich bis zum anderen Ende des Gehäuses 28 erstreckt. In der Zylinderbohrung 42 ist ein Kolben 48 verschieblich aufgenommen, an den eine in die Boh rung 44 der Wand 46 ragende büchsenförmige Kolbenstange 50 angeformt ist. Der Kolben 48 und die Kolbenstange 50 sind mit Dichtungsringen 52 bzw. 54 zur Abdichtung gegen die Bohrungen 42, 44 versehen und schließen innerhalb der Zylinderbohrung 42 eine Arbeitskammer 56 ab, in die über ein Anschlußnippel 58 Druckluft zur Verschiebung des Kolben 28 in Richtung zur Montageplatte 38 gegen die Wirkung einer Schraubendruckfeder 60 eingeleitet werden kann, die zwischen dem Boden 62 der büchsenförmigen Kolbenstange 50 und der Montageplatte 38 mit Vorspannung eingesetzt ist. Ein an der Montageplatte 38 ver schraubter zylindrischer Kern 64 sorgt für die Zentrierung der Feder 60 außerhalb der büchsenförmigen Kolbenstange 50, und eine Bohrung 66 im Boden 62 der Kolbenstange 50 entlüftet den Raum zwischen dem Kolben 48 und der Montageplatte 38.The mounting plate 38 also closes a cylinder bore 42 in the housing 28 , which ends at a wall 46 provided with a smaller bore 24 , which extends to the other end of the housing 28 . In the cylinder bore 42 , a piston 48 is slidably received, on the one in the Boh tion 44 of the wall 46 protruding sleeve-shaped piston rod 50 is formed. The piston 48 and the piston rod 50 are provided with sealing rings 52 and 54 for sealing against the bores 42 , 44 and close a working chamber 56 within the cylinder bore 42 , into which compressed air for displacing the piston 28 in the direction of the mounting plate is connected via a connecting nipple 58 38 can be initiated against the action of a helical compression spring 60 , which is inserted between the bottom 62 of the sleeve-shaped piston rod 50 and the mounting plate 38 with prestress. A ver screwed to the mounting plate 38 cylindrical core 64 ensures the centering of the spring 60 outside the sleeve-shaped piston rod 50 , and a bore 66 in the bottom 62 of the piston rod 50 vents the space between the piston 48 and the mounting plate 38th

Die Kolbenstange 50 ist über den Büchsenboden 62 hinaus unter beidseitiger Abflachung verlängert (Fig. 8) und enthält einen senkrechten diametralen Schlitz 68, der von einem Bolzen 70 durchragt wird. Der diametrale Schlitz 68 mündet in ebenso breite Schlitze 72 innerhalb der Wand 46, die von der Bohrung 44 symmetrisch nach oben und unten ausgehen und sich bis zur Ober- bzw. Unterseite des Gehäuses 28 erstrecken. In den Schlitzen 72 sind auf Achsbolzen 74 Verschlußhaken 76 gela gert (Fig. 4), deren schräg nach auswärts abgewinkelte Enden 78 axial aus dem Gehäuse 28 vorstehen.The piston rod 50 is extended beyond the bush base 62 with flattening on both sides ( FIG. 8) and contains a vertical diametrical slot 68 , through which a bolt 70 extends. The diametrical slot 68 opens into equally wide slots 72 within the wall 46 , which extend symmetrically up and down from the bore 44 and extend to the top and bottom of the housing 28 . In the slots 72 74 locking hooks 76 gela gert on axle bolts ( Fig. 4), the ends 78 of which protrude obliquely outwards axially from the housing 28 .

Auf dem Bolzen 70 sind zwei gabelartig ineinander greifende Kniehebel 80, 82 gelagert, deren Enden an den Verschlußhaken 76 zwischen den Achsbolzen 74 und den Hakenenden 78 mittels Gelenkbolzen 84 gelenkig angeschlossen sind. Die Kniehebel 80, 82 bilden ein Kniegelenk, welches die Schraubendruckfeder 60 über die Kolbenstange 50 zu strecken bestrebt ist und wel ches hierbei seinerseits die Verschlußhaken 76 mit großer Kraft voneinander weg zu verschwenken sucht. Wird hingegen Druckluft zur Arbeitskammer 56 geleitet, wird der Kolben 48 mit der Kolbenstange 40 zur Montageplatte 38 hin verschoben, wodurch das Knieglenk 80, 82 einknickt und die Verschlußhaken 76 aufeinander zu verschwenkt werden.On the bolt 70 are two fork-like toggle levers 80 , 82 , the ends of which are articulated to the locking hooks 76 between the axle bolts 74 and the hook ends 78 by means of pivot bolts 84 . The toggle levers 80 , 82 form a knee joint, which the helical compression spring 60 strives to stretch over the piston rod 50 and which, in turn, tries to pivot the locking hooks 76 away from one another with great force. If, on the other hand, compressed air is conducted to the working chamber 56 , the piston 48 is displaced with the piston rod 40 toward the mounting plate 38 , as a result of which the knee joint 80 , 82 buckles and the locking hooks 76 are pivoted toward one another.

Der auf der Zangenseite befindliche Teil der Verriegelungs einheit 22 ist als passiver Teil in der Art einer Falle für die Verschlußhaken 76 ausgebildet und besteht aus zwei im Ab stand zueinander auf die Kontaktseite der Grundplatte 26 mit tels Schrauben 90 und Paßstiften 92 aufgeschraubten Klötzen 94 (Fig. 5, 7 und 10), die durch zwei Riegelbolzen 96 an den Enden miteinander verbunden sind. Wie weiter aus den Fig. 5 und 10 ersichtlich ist, enthält jeder Klotz 94 eine sich in der Grundplatte 26 fortsetzende Zentrierbohrung 98 mit einer Zentrierbuchse 100, in die beim Zusammenfügen der beiden Teile der Verriegelungseinheit 22 je ein an der Stirn seite des Gehäuses 28 befestigter Zentrierstift 102 ein greift. Gleichzeitig greifen bei mit Druckluft beaufschlagter Arbeitskammer 56 die dadurch aufeinander zu verschwenkten Verschlußhaken 76 mit ihren aus dem Gehäuse 28 axial vorste henden Enden 78 in den Abstandsbereich der Klötze 94 zwischen den Riegelbolzen 96 ein und erfassen letztere beim Entlüften der Arbeitskammer 56 mit den schräg verlaufenden Außenkanten 104 der Hakenenden 78 unter der Wirkung der Schraubendruckfe der 60 und des Kniegelenks 80, 82, wodurch die Klötze 94 mit großer Kraft gegen das Gehäuse 28 verspannt werden (Fig. 4). Zum Lösen dieser Verspannung bedarf es dann lediglich der er neuten Zufuhr von Druckluft zur Arbeitskammer 56, um die Ver schlußhaken 76 aufeinander zu zu verschwenken und dadurch die Verriegelung zu lösen.The part of the locking unit 22 located on the pliers side is designed as a passive part in the manner of a trap for the locking hook 76 and consists of two spaced from each other on the contact side of the base plate 26 with screws 90 and dowel pins 92 screwed on blocks 94 ( Fig . 5, 7 and 10) which are connected together by two locking bolts 96 at the ends. As can also be seen from FIGS. 5 and 10, each block 94 contains a centering bore 98 which continues in the base plate 26 and has a centering bush 100 , into which, when the two parts of the locking unit 22 are joined , one each fastened to the end face of the housing 28 Centering pin 102 engages. At the same time, when the working chamber 56 is pressurized with compressed air, the locking hooks 76 thereby pivoted towards one another engage with their ends 78 axially protruding from the housing 28 into the spacing area of the blocks 94 between the locking bolts 96 and capture the latter when venting the working chamber 56 with the inclined outer edges 104 of the hook ends 78 under the action of the screw pressure of the 60 and the knee joint 80 , 82 , as a result of which the blocks 94 are braced against the housing 28 with great force ( FIG. 4). To release this tension, it then only needs the new supply of compressed air to the working chamber 56 in order to pivot the locking hooks 76 towards one another and thereby to release the lock.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, enthält die Grundplatte 26 ober halb und unterhalb der Klötze 94 ein genormtes Lochbild 106 zum Anschrauben der Schweißzange 18. An der Außenseite der Grundplatte 26 ist nahe ihrer Oberkante ein Handgriff 108 mit Schrauben 110 befestigt, an dem beim Lösen der Verriegelung die Grundplatte 26 mit der Schweißzange 18 von Hand erfaßt und weggetragen werden kann.As can be seen from FIG. 10, the base plate 26 contains a standardized hole pattern 106 for screwing on the welding gun 18 above and below the blocks 94 . On the outside of the base plate 26 , a handle 108 is fastened with screws 110 near its upper edge, on which the base plate 26 can be gripped by hand with the welding gun 18 and carried away when the lock is released.

Die Grundplatten 24, 26 besitzen, wie die Fig. 9 und 10 zeigen, Rechteckform mit abgeschrägten Ecken. An den Grund platten 24, 26 sind alle Übertragungselemente für die Versor gung der Schweißzange mit Schweißstrom, Kühlwasser und Druck luft sowie für die Steuerung und Überwachung der Zangenbewe gungen und des Anpreßdruckes angeordnet. Dabei handelt es sich im einzelnen um zwei Kontaktelementenpaare 112 für die Übertragung des sekundärseitigen Schweißstroms vom Transfor mator 16 zu den beiden Schenkeln der Schweißzange 18, zwei Schlauchkupplungen 114 für die Zuleitung von Kühlwasser zu den Schweißelektroden, vier Schlauchkupplungen 116 für die Leitung der Betätigungsdruckluft zum Schweißzylinder der Zange und eine Vielfach-Steckkupplung 118 mit neunzehn Ein zelkontakten für die Übertragung von Steuer- und Rückmel deströmen.The base plates 24 , 26 , as shown in FIGS. 9 and 10, have a rectangular shape with chamfered corners. At the base plates 24 , 26 , all transmission elements for the supply of the welding gun with welding current, cooling water and compressed air as well as for the control and monitoring of the gun movements and the contact pressure are arranged. This is in detail to two contact pairs of elements 112 for the transmission of the secondary-side welding current from the transfor mator 16 to the two arms of the welding gun 18, two hose couplings 114 for the supply of cooling water to the welding electrodes, four hose couplings 116 for leading the actuating pressure air to the welding cylinder the pliers and a multiple plug-in coupling 118 with nineteen individual contacts for the transmission of control and feedback currents.

Die Kontaktelementenpaare 112 sind beiderseits der Verriege lungseinheit 22 symmetrisch zueinander angeordnet und beste hen, wie Fig. 11 zeigt, jeweils aus einem ersten Kontaktteil 120 an der Grundplatte 24 und einem zweiten Kontaktteil 122 an der Grundplatte 26. Die beiden Kontaktteile 120, 122 sind als Drehkörper aus Kupfer hergestellt und weisen mit ebenen Stirnflächen gegeneinander.The pairs of contact elements 112 are arranged on both sides of the locking unit 22 symmetrically to each other and best hen, as shown in FIG. 11, each of a first contact part 120 on the base plate 24 and a second contact part 122 on the base plate 26 . The two contact parts 120 , 122 are made of copper as rotating bodies and face one another with flat end faces.

Das Kontaktteil 120 ist axial verschieblich in einer Isolier stoffhülse 124 aufgenommen, die mit einem kragenförmigen An satz 126 in eine Bohrung der Grundplatte 24 eingesetzt und an dieser durch sechs am Umfang verteilte Schrauben 128 befe stigt ist. Vier Paßschulterschrauben 130 erstrecken sich ver schieblich durch einen Innenflansch 132 der Isolierstoffhülse 124 und sind mit ihren Gewindeenden in Gewindebohrungen eines Flansches 134 am Kontaktteil 120 eingedreht. Von den Paß schulterschrauben 130 durchsetzte Schraubendruckfedern 136 stützen sich mit Vorspannung zwischen dem Innenflansch 132 und dem Flansch 134 ab und üben bei angedockter Schweißzange den erforderlichen Kontaktdruck auf das andere Kontaktteil 122 aus. Das andere Kontaktteil 122 ist mit vier Schrauben 138 unverschieblich in einer Isolierstoffhülse 140 befestigt, die mit einem verjüngten Teil 142 in eine Bohrung der Grund platte 26 eingesetzt und an dieser durch sechs am Umfang ver teilte Schrauben 144 befestigt ist.The contact part 120 is axially displaceably received in an insulating sleeve 124 , which is inserted with a collar-shaped set 126 into a bore in the base plate 24 and is fastened to it by six screws 128 distributed around the circumference. Four shoulder screws 130 extend ver slidably through an inner flange 132 of the insulating sleeve 124 and are screwed with their threaded ends into threaded holes in a flange 134 on the contact part 120 . From the shoulder shoulder screws 130 penetrated helical compression springs 136 are prestressed between the inner flange 132 and the flange 134 and exert the required contact pressure on the other contact part 122 when the welding gun is docked. The other contact part 122 is fixed with four screws 138 immovably in an insulating sleeve 140 which is inserted with a tapered part 142 in a bore of the base plate 26 and is fastened to this by six screws 144 distributed on the circumference ver.

In die ebene Stirnfläche des ersten Kontaktteils 120 sind, beispielsweise drei, parallele flache Nuten 146 eingelassen (Fig. 9), in denen Vielfachkontakt-Lamellenbänder 148 aufge nommen sind. Derartige Lamellenbänder sind im Handel erhält lich und bestehen aus profilierten dünnen Streifen einer ge härteten Kupferlegierung wie beispielsweise Kupferberyllium, in denen durch Stanzung und ggf. Verschränkung eine Vielzahl querverlaufender Dreh- oder Blattfederstege gebildet sind, die für eine Vielzahl von Stromübertragungsstellen zur glat ten Stirnseite des anderen Kontaktteils 122 sorgen. Hierdurch lassen sich kurzzeitig Ströme bis zu beispielsweise 40 kA übertragen. For example, three parallel shallow grooves 146 are in the planar end surface of the first contact member 120, taken in (Fig. 9) in which multiple contact lamellae bands 148 are positioned taken. Such lamellar strips are commercially available and consist of profiled thin strips of a hardened copper alloy such as copper beryllium, in which a plurality of transverse torsion or leaf spring bars are formed by punching and possibly entanglement, which for a variety of power transmission points to the smooth face of the care other contact part 122 . This allows currents of up to 40 kA, for example, to be transmitted for a short time.

Die anderen Stirnenden der Kontaktteile 120, 122 tragen ver jüngte Ansätze 150, 152 mit Gewindebohrungen 154 zum An schrauben (nicht gezeigter) Sekundärstrom-Schweißkabel aus Kupferlitze.The other ends of the contact parts 120 , 122 carry tapered lugs 150 , 152 with threaded holes 154 for screwing on (not shown) secondary current welding cable made of copper braid.

Die zwei Schlauchkupplungen 114 für die Zuleitung von Kühl wasser und die vier Schlauchkupplungen 116 für die Leitung der Betätigungsdruckluft zum Schweißzylinder sind im Ausfüh rungsbeispiel identisch und bestehen aus handelsüblichen Kupplungselementen, die in entsprechende Bohrungen der Grund platten 24, 26 eingesetzt und auf geeignete Weise darin be festigt sind. Dabei sind vorzugsweise solche Kupplungen ver wendet, die auf der Roboterseite Ventile enthalten, welche beim Lösen der Schlauchkupplung von selbst schließen und da durch ein Abströmen des Kühlwassers bzw. der Druckluft ver hindern.The two hose couplings 114 for the supply of cooling water and the four hose couplings 116 for the line of the actuating compressed air to the welding cylinder are identical in the exemplary embodiment and consist of commercially available coupling elements which are inserted into corresponding holes in the base plates 24 , 26 and are suitably inserted therein are consolidated. In this case, such couplings are preferably used that contain valves on the robot side, which close by themselves when the hose coupling is released and prevent them from flowing out of the cooling water or compressed air.

Ebenso ist die Vielfach-Steckkupplung 120 ein handelsübliches Bauteil, dessen Hälften in entsprechenden Bohrungen der Grundplatten 24, 26 auf geeignete Weise befestigt sind.Likewise, the multiple plug-in coupling 120 is a commercially available component, the halves of which are fastened in a suitable manner in corresponding bores in the base plates 24 , 26 .

Ferner trägt die Grundplatte 24, wie aus den Fig. 3 und 9 ersichtlich, einen Signalgeber 156, der mit einer einstellbar an der Grundplatte 26 befestigten Anschlagschraube 158 zusam menwirkt und eine Überwachung des Andockzustandes der Schweißzange 18 am Transformator 16 gestattet.Further, the base plate 24 transmits, as shown in FIGS. 3 and 9, a signal generator 156, the menwirkt together with an adjustably mounted on the base plate 26 stop screw 158 and a monitoring of the Andockzustandes the welding gun 18 allows the transformer sixteenth

An der Außenseite der Grundplatte 24 ist gemäß Fig. 3 ein Handbetätigungsventil 160 angebracht, das an eine (nicht ge zeigte) Druckluftleitung angeschlossen ist und bei seiner Be tätigung der Arbeitskammer 56 in der Verriegelungseinheit 22 Druckluft zum Lösen der Verriegelung zuführt.On the outer side of the base 24, a manual control valve is shown in FIG. 3 mounted 160 (not ge showed) to a compressed air line is connected and its loading of the working chamber 56 actuation in the locking unit 22 of compressed air for releasing the locking supplies.

Claims

1.Tool changing device for a welding robot, the tool of which is formed by a resistance welding gun which can be attached to the end part of the robot via a welding transformer as an intermediate member, with a separating point for the tool change, which is delimited by two base plates aligned by a locking unit, on which in pairs engaging transmission elements for the welding current and cooling water, compressed air and control current are arranged, characterized in that the separation point for the tool change between the welding transformer ( 16 ) and the welding gun ( 18 ).

2. Tool changing device according to claim 1, characterized in that the locking unit ( 22 ) can be locked only by spring force and released by compressed air.

3. Tool changing device according to claim 1, characterized in that a manually operated compressed air control valve ( 160 ) for releasing the locking unit ( 22 ) is arranged on it.

4. Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking unit ( 22 ) consists of an active part on the robot side and a passive part on the pliers side.

5. Tool changing device according to claim 4, characterized in that the active part of the interlocking unit ( 22 ) has a cuboid housing ( 28 ), one end of which can be fastened to the welding transformer ( 16 ) and the other end of which plates one of the two base plates ( 24 ) carries, and that in the housing ( 28 ) a fe der loaded piston ( 48 ) is arranged, under the spring loading two the base plate ( 24 ) axially penetrating locking hook ( 76 ) via a knee joint ( 80 , 82 ) in one The locking position spreads apart and, when controlled by compressed air, the breech hooks ( 76 ) can be pivoted against one another in an unlocking position.

6. Tool changing device according to claim 5, characterized in that the passive part of the interlocking unit ( 22 ) has two on the other base plate ( 26 ) with from each other fixed blocks ( 94 ) between tween two of the locking hooks ( 76 ) locking bolts ( 96 ) which can be detected when spreading apart are arranged parallel to one another.

7. Tool changing device according to claim 6, characterized in that the ends ( 78 ) of the locking hooks are angled obliquely outwards, whereby the blocks ( 94 ) against the quaderför shaped housing ( 28 ) can be braced when spread apart.

8. Tool changing device according to claim 6 or 7, characterized in that the other base plate ( 26 ) can be fastened with its back directly to the welding gun ( 18 ).

9. Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the base plates ( 24 , 26 ) are mainly rectangular, the two parts of the locking unit ( 22 ) being in the center of the plate and the transmission elements ( 112 ) for the welding current symmetrical thereto are arranged.

10. Tool changing device according to claim 9, characterized in that the transmission elements ( 112 ) for the welding current consist of pairs of solid rotating bodies ( 120 , 122 ) made of copper, which with insulating sleeves ( 124 , 140 ) in openings in the base plates ( 24 , 26 ) is inserted and can be pressed against each other with their opposing end faces, with known multi-contact lamellar strips ( 148 ) being arranged on each end face.

11. Tool changing device according to claim 10, characterized in that the multiple contact lamellar belts ( 148 ) in flat grooves ( 146 ) on the end face are men.

12. Tool changing device according to claim 10 or 11, characterized in that the one rotating body ( 120 ) of each rotating body pair ( 120 , 122 ) in its insulating sleeve ( 124 ) limited axially displaceable and by springs ( 136 ) towards the other rotating body ( 122 ) is encumbered.

13. Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission elements ( 114 , 116 ) for the cooling water and the compressed air are formed by conventional hose couplings, the halves of which are set in openings in the base plates ( 24 , 26 ) and in a suitable manner are attached.

14. Tool changing device according to claim 13, characterized ge indicates that the hose couplings we used at least on the robot side, when opening, have valves that close automatically.

15. Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission elements ( 118 ) for the control current are combined in a conventional multi-contact coupling, the halves of which are inserted into openings in the base plates ( 24 , 26 ) and fastened therein.

16. Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized by a on the robot-side base plate ( 24 ) arranged signal transmitter ( 158 ) for monitoring the engagement state of the tool changing device.