RS59305B1 - Zglobni robot koji nosi glavu za elektrootporno zavarivanje sa elektrodama smeštenim na istoj strani; odgovarajući postupak elektrootpornog zavarivanja na komponenti koja se zavaruje - Google Patents

Description

OPIS

OBLAST TEHNIKE

[0001] Predstavljeni pronalazak odnosi se na oblast glava za elektrootporno zavarivanje sa elektrodama smeštenim na istoj strani, posebno na zglobni robot i postupak izvođenja elektrootpornog zavarivanja na komponenti koja se zavaruje prema preambuli patentnih zahteva 1 i 21 respektivno (pogledati, na primer, DE 102008 047 800 A1).

[0002] U dokumentu DE 102008 047 800 A1. Slični tipovi glave za zavarivanje opisani su na primer u dokumentima US 2012006 78 51 A1 i KR 20140117141 A.

[0003] Tipovi glava za zavarivanje koji su prethodno navedeni se, na primer, koriste za zavarivanje karoserija motornih vozila, dok konvencionalni pištolji za zavarivanje nisu pogodni za upotrebu zbog toga što jedna od dve elektrode zavarivačkog pištolja nije prilagođena da dosegne područje koje se zavaruje i/ili zbog toga što je poželjno da se izbegne pritiskanje elektrode za zavarivanje na površinu karoserije motornog vozila, koja onda ostavlja vidljivi trag na završenom motornom vozilu.

PREDMET PRONALASKA

[0004] Cilj predstavljenog pronalaska je obezbeđenje zglobnog robota koji pokreće nosi glavu za zavarivanje gore navedenog tipa, koji obezbeđuje dobar kvalitet zavarivanja, uz pouzdano i jednostavno upravljanje pritiskom pomoću kojeg elektrode za zavarivanje deluju na komponente koje se zavaruju.

[0005] Dalji cilj pronalaska je obezbeđenje zglobnog robota koji pokreće nosi glavu za zavarivanje gore navedenog tipa, koja ima kompaktne dimenzije, kako bi se postigao posebno efikasan način izvođenja zavarivanja na komponentama različitog oblika i dimenzija, prilagođene tako da lako dosegne i područja sa ograničenim pristupom.

[0006] Dalji cilj pronalaska je realizacija zglobnog robota koji pokreće nosi glavu za zavarivanje gore navedenog tipa, koja se može lako i brzo prilagoditi različitim primenama.

[0007] Još dalji cilj pronalaska je da osigura dovoljan i ispravan električni kontakt između elektrode za uzemljenje i odgovarajuće komponente koja se zavaruje, u bilo kojim radnim uslovima.

[0008] Dalji cilj pronalaska je da obezbedi odsustvo rizika od kontakta između kablova i/ili creva koji su povezani sa glavom i nezavisnih objekata tokom korišćenja robota na koji je postavljena glava.

OPIS PRONALASKA

[0009] Kako bi se postigli prethodno navedeni ciljevi, pronalazak obuhvata glavu za zavarivanje koja ima karakteristike prema patentnom zahtevu 1.

[00010] Zahvaljujući ovim karakteristikama, glava za zavarivanje prema pronalasku je prilagođena da obezbedi dobar kvalitet zavarivanja, uz pouzdano i jednostavno upravljanje pritiskom, pri čemu elektrode za zavarivanje deluju na komponente koje se zavaruju, u svakoj fazi postupka zavarivanja.

[00011] Prema daljoj karakteristici pronalaska, udaljenost između glavnih osa elektrode za uzemljenje i elektrode za zavarivanje je podesiva. Ova karakteristika omogućava da se glava za zavarivanje lako prilagodi različitim primenama koje zahtevaju različito rastojanje između elektroda.

[00012] U jednom primeru izvođenja, pomenuto podešavanje je dobijeno tako što je elektroda za uzemljenje klizno postavljena unutar pomoćnog nosećeg elementa, koje je postavljeno na noseću konstrukciju glave, u podesivom položaju duž smera koji je upravan na glavnu osu elektrode za uzemljenje, na primer pomoću blokirajućih vijaka unutar odgovarajućih otvora.

[00013] U skladu sa daljom relevantnom karakteristikom pronalaska, elektroda za uzemljenje sadrži element koji nosi opterećenje elektro provodljivog materijala koji ima prednji kraj sa zaobljenom krajnjom površinom iznad koje se kontaktni element nalazi i zadržava, što definiše zaobljenu prednju površinu kontakta sa komponentom koja se zavaruje, pri čemu je navedeni kontaktni element relativno deformabilan tako da se ponovo naslanja na komponentu, povećavajući kontaktnu površinu kada se navedena elektroda za uzemljenje pritisne u kontakt sa komponentom koja se zavaruje.

[00014] U poželjnom primeru izvođenja ovog pronalaska, element koji nosi opterećenje je element koji nosi nabor, a navedeni kontaktni element je nabor sa jednim ili više slojeva elektro provodljivih žica koje su međusobno upletene.

[00015] Zahvaljujući ovoj karakteristici, postiže se dalje poboljšanje kvaliteta zavarivanja, u bilo kojem radnom stanju i pri bilo kojoj primeni, zbog toga što je elektroda za uzemljenje sposobna da se prilagodi različitim površinskim konfiguracijama komponenti koje se zavaruju.

[00016] Element koji nosi nabor ima zadnju stranu koja nosi, sa umetnutim elektro izolacionim elementom, kanal za vođenje kliznog kretanja elektrode za uzemljenje, pri čemu je navedeni kanal klizno postavljen u šupljinu pomoćnog nosećeg elementa.

[00017] Zadnja strana elementa koji nosi nabor podupire, sa umetnutim jednim ili više elektro izolacionih elemenata, pomoćnu čiviju, koja sprečava rotaciju, za vođenje kliznog kretanja elektrode za uzemljenje, koja je klizno postavljena u šupljinu pomoćnog nosećeg elementa koje je paralelno i udaljeno od šupljine u kojoj pomenuti kanal za vođenje klizi.

[00018] U skladu sa daljom poželjnom karakteristikom pronalaska, izlazni stubovi transformatora su postavljeni na različitim zidovima tela transformatora, a navedeni izlazni stubovi su električno povezani sa odgovarajućim elektrodama skupom traka, koje su elastično deformabilne i koji provode električnu struju. U konfiguraciji koja je prikazana na crtežima, elektroda za zavarivanje je spojena sa jednim od dva izlazna stuba pomoću prve trake koja ima opšti oblik slova U. Inače, elektroda za uzemljenje je povezana sa jednim od izlaznih stubova transformatora pomoću:

- druge trake koja ima opšti oblik slova S, koja je na jednom kraju spojena sa izlaznim stubom, a na drugom kraju sa nosećom konstrukcijom glave;

- treće traka koja ima opšti oblik slova S, koja je na jednom kraju spojena sa nosećom konstrukcijom glave, a na drugom kraju sa perifernim delom elementa koji nosi nabor elektrode za uzemljenje. Na ovaj način se električna struja koju stvara transformator prenosi od izlaznog stuba do elektrode za uzemljenje kroz drugu traku, noseću konstrukciju i treću traku.

[00019] Zahvaljujući ovoj strukturi i rasporedu, moguće je dobiti konfiguraciju glave koja je vrlo kompaktna i znatno spljoštena duž upravnog pravca na ravan koja sadrži ose elektroda.

[00020] Kako bi se dodatno povećala ova prednost, u poželjnom primeru izvođenja, noseća konstrukcija glave sadrži dve čelične ploče, koje su paralelne, međusobno razmaknute i čvrsto spojene, i koje su takođe paralelne sa opštom ravni koja je definisana dvema elektrodama. Transformator je postavljen između navedenih ploča. Spojna prirubnica za povezivanje sa robotom ima opšti oblik slova U, sa krajnjom pločom koja ima kanal za creva i kablove za povezivanje robota i glave, i dva paralelna krila koja su respektivno uvrnuta u navedene ploče strukture koja nosi opterećenje, na način da pomenuta creva i kablovi za povezivanje robota i glave nisu izloženi spoljnom okruženju i zaštićeni su od rizika kontakta sa drugim objektima. U tu svrhu, glava prema pronalasku je poželjno spojena sa robotom na način koji sadrži osnovnu strukturu, zglob robota i niz elemenata robota koji su međusobno zglobno povezani i koji povezuju osnovnu strukturu za zglob robota, pri čemu se kroz ovaj niz međusobno zglobno spojenih elemenata robota i preko zgloba robota definiše kontinualni unutrašnji kanal gde su smešteni jedan ili više kablova i/ili creva za snabdevanje električnom energijom i/ili za snabdevanje fludima glave za zavarivanje. Robot ove vrste je na primer opisan i ilustrovan u dokumentu US 8006 586 B2 koji je u vlasništvu istog podnosioca zahteva.

[00021] Osim toga, ovaj pronalazak je takođe usmeren na postupak izvođenja elektrootpornog zavarivanja na komponentama koje se zavaruju, kao što je naznačeno u priloženom patentnom zahtevu 21.

DETALJAN OPIS RAZLIČITIH PRIMERA IZVOĐENJA

[00022] Dalje karakteristike i prednosti pronalaska proizilaze iz opisa koji sledi uz pozivanje na priložene crteže, koji su dati čisto kao primer bez ograničenja, pri čemu:

- slika 1 daje šematski bočni prikaz delimičnog poprečnog preseka robota na koji je postavljena glava za zavarivanje prema pronalasku;

- slika 2 daje prikaz u perspektivi prvog primera glave za zavarivanje kod koje je uklonjeno njeno spoljno kućište;

- slika 3 daje prikaz pogleda od napred glave za zavarivanje sa slike 1 sa spoljnim kućištem; - slika 4 daje prikaz delimičnog poprečnog preseka glave sa slike 1, u skladu sa ravni koja je paralelna sa uzdužnom osom glave;

- slika 5 daje uvećani prikaz nekih detalja sa slike 3;

- slika 6 daje detaljan prikaz glave sa prethodnih slika, prikazane tokom faze izvođenja zavarivanja komponente;

- slika 7 daje prikaz u perspektivi drugog primera glave za zavarivanje kod koje je uklonjeno njeno spoljno kućište; i

- slika 8 daje šematski prikaz sistema za hlađenje glave.

[00023] U opisu koji sledi prikazano je mnogo specifičnih detalja za sveobuhvatno razumevanje primera izvođenja. Primeri izvođenja se mogu realizovati bez jednog ili više specifičnih detalja, ali i sa drugim postupcima, komponentama ili materijalima, itd. U drugim slučajevima, poznate strukture, materijali ili operacije nisu prikazani ili opisani u detalje, kako bi se izbegle nejasnoće mnogih aspekata u primerima izvođenja. Pored toga, reference koje su ovde korišćene oslikavaju praktičnost i ne definišu obim zaštite primera izvođenja.

[00024] Na priloženim crtežima, oznaka T uopšteno označava poželjni primer izvođenja glave za zavarivanje sa elektrodama koje se nalaze na istoj strani, prema predstavljenom pronalasku. Posebno, s obzirom na prikaz u perspektivni na slici 2, glava T ima noseću konstrukciju 1 napravljenu od metala, čiji je gornji kraj povezan sa spojnom prirubnicom 11, koja služi za povezivanje prirubnice zgloba robota R (slika 1) na glavu T za zavarivanje. Prirubnica 11 sadrži krajnji zid 111 predviđen za spajanje sa prirubnicom robota R i dva krila 110 koja su postavljena paralelno i međusobno razmaknuta i koja su upravno isturena od krajnjeg zida 111. Glava T za zavarivanje prema pronalasku je prilagođena za korišćenje sa robotom bilo kojeg poznatog i standardnog tipa, pri čemu je glava prilagođena za brzo spajanje sa zglobom robota i sadrži sopstvene kablove i creva za napajanje koji su povezani sa kablovima i crevima robota. Osim toga, moguće je takođe obezbediti creva i kablove robota koji vire iz zgloba robota i nastavljaju se bez prekida do spojnih priključaka na transformatoru glave za zavarivanje.

[00025] Na kraju glave T, suprotnom u odnosu na prethodno pomenutu prirubnicu 11, elektroda 3 za uzemljenje i elektroda 4 za zavarivanje su spojene sa konstrukcijom 1 i nalaze se na istoj strani konstrukcije 1. Detalji vezani za ove dve elektrode dati su u nastavku opisa.

[00026] Kao što je prikazano u pogledu od napred na slici 3, noseća konstrukcija 1 glave T je zatvorena unutar spoljnog kućišta 9, koje je sastavljeno od dve bočne polu školjke 90 koje su međusobno spojene, i koje imaju glavne zidove paralelne sa opštom ravni koja je definisana nosećom konstrukcijom glave T. Svaki glavni zid dve polu školjke 90 ima mnoštvo elemenata 91 za blokiranje u obliku šipke, koji su napravljeni na način da lako uklone dve polu školjke 90 u slučaju da je potrebno izvršiti operacije održavanja glave T.

[00027] Posebno, s obzirom na prikaz u perspektivi na slici 2, koja daje prikaz glave T bez spoljnog kućišta 9, noseća konstrukcija 1 glave T sadrži dve čelične ploče 10 paralelne i međusobno razmaknute, i čvrsto spojene, i koje su takođe paralelne sa opštom ravni koja je definisana dvema elektrodama 3 i 4. Dve čelične ploče 10 imaju više rupa 100 za osvetljavanje. U blizini donjih delova ploča 10, koji su suprotni prirubnici 11, ugrađen je nosač 101, koji definiše kanal 101A u kome se klipnjača 120 cilindra 12 kreće, navedeni cilindar 12 upravlja položajem elektrode 4 za zavarivanje duž njene glavne ose. Cilindar 12 može biti na primer cilindar sa električnim pogonom sa klipnjačom 120 koju aksijalno pokreće električni motor, pomoću sistema vijaka i navrtki, što je bolje opisano u nastavku. Telo cilindra je postavljeno između dve ploče 10 noseće konstrukcije 1 glave T.

[00028] Kao što se može videti na slici 2, između dve čelične ploče 10, na njihovim suprotnim krajevima u odnosu na prirubnicu 11, postavljeno je i drugo metalno telo 26, koje ima oblik slova L i ima mnoštvo otvora 150 koji omogućavaju prolaz kablova i creva potrebnih za funkcionisanje glave T. Gornji deo metalnog tela 26 je smešten između dva suprotna zida 101B nosača 101, dok donji deo viri ispod nosača 101. Posebno, u odnosu na prikaz poprečnog preseka sa slike 3, pomoćni noseći element 15 je postavljen na metalno telo 26 na kraju koji viri ispod nosača 101. Pomoćni noseći element 15 je klizno postavljen u odnosu na metalno telo 26 i na taj način povezano sa nosećom konstrukcijom 1, duž pravca koji je upravan na glavnu osu elektrode za zavarivanje. Načini rada pomeranja duž ovog pravca su dati u nastavku opisa.

[00029] Kao što je prethodno opisano, na kraju glave T nalaze se elektroda 4 za zavarivanje i elektroda 3 za uzemljenje, koje se nalaze na istoj strani glave T. Prema suštinskoj karakteristici pronalaska, glava T sadrži elastični uređaj 20 operativno smešten između elektrode 3 za uzemljenje i noseće konstrukcije 1. U primeru izvođenja prikazanom na crtežima, elastični uređaj 20 je opruga, ali može se ostvariti i na bilo koji drugi poznati način, kao što je u primeru izvođenja sa električnim ili pneumatskim cilindrom ili drugim uređajima tipa opruge. U nastavku opisa elastični uređaj će biti predstavljen u primeru izvođenja opruge.

[00030] Glava T sadrži i uređaj 21 za detekciju opterećenja opruge 20. U primeru izvođenja pronalaska prikazanog na slikama 1-6, uređaj 21 za detekciju, za detekciju opterećenja opruge 20, je senzor napravljen da pošalje električni signal jednoj ili više elektronskih jedinica E koji ukazuje na opterećenje opruge 20. U svakom slučaju, uređaj 21 za detekciju opterećenja opruge 20 se može ostvariti i na bilo koji drugi poznati način, na primer, to može biti uređaj sa vizuelnim nadzorom operatera pomoću indikatora P1 koji ga povezuje sa gradiranom skalom P2 (slika 7). Posebno, u odnosu na uvećani prikaz sa slike 5, elektroda 3 za uzemljenje sadrži element 30 koji nosi opterećenje napravljen od elektro provodljivog materijala, koji ima prednji kraj 30B sa zaobljenom krajnjom površinom iznad koje sa nalazi i zadržava kontaktni element 22, navedeni kontaktni element 22 definiše zaobljenu prednju površinu u kontaktu komponentom koja se zavaruje. Kontaktni element 22 je relativno deformabilan, tako da se naslanja na komponentu, i na taj način povećava kontaktnu površinu, kada se elektroda 3 za uzemljenje pritisne u dodir sa komponentom koja se zavaruje. U primeru izvođenja pronalaska prikazanog na crtežima, element koji nosi opterećenje je element 30 koji nosi nabor, a kontaktni element je nabor 22. Nabor 22 u primeru izvođenja prikazanom ovde ima više slojeva elektro provodljivih žica međusobno upletenih, na taj način određujući zaobljenu prednju površinu za kontakt sa komponentom za zavarivanje. Nabor 22 je relativno deformabilan u pravcu svoje debljine, tako da se naslanja na komponentu, povećavajući kontaktnu površinu, kada je elektroda 3 za uzemljenje u kontaktu sa komponentom. U primeru izvođenja prikazanom ovde, nabor 22 se nalazi na prednjem kraju 30B elementa 30 koji nosi opterećenje pomoću vijka 30C koji prolazi kroz rupu napravljenu na prednjem kraju 30B (slika 5). Element 30 koji nosi nabor ima zadnji kraj koji se nalazi na suprotnom kraju u odnosu na prednji kraj 30B koji nosi, sa umetnutim elektro izolacionim elementom 24, nosačem 17 za vođenje kliznog kretanja elektrode 3 za uzemljenje, pomenuti nosač je klizno postavljen u šupljini 170 pomoćnog nosećeg tela 15. Nosač 17 za vođenje sadrži element 171 sličan čauri koji ima spoljnu površinu klizno postavljenu unutar šupljine 170 i unutrašnju površinu klizno postavljenu iznad klina 172 za vođenje koji je čvrsto spojen sa pomoćnim nosećimeg elementom 15.

[00031] U primeru koji je ovde prikazan, opruga 20 je u obliku jedinstvene spiralne opruge koja se nalazi unutar elementa 171 sličnog čauri, između kraja klina 172 za vođenje i donjeg elementa 173 koji je čvrsto povezan sa elementom 30 koji nosi nabor sa umetnutim elektro izolacionim elementom 24. Kao što se vidi na slici 5, senzor 21 sile je smešten između opruge 20 i donjeg elementa 173.

[00032] Kao što se može videti na uvećanom prikazu na slici 5, zadnja strana elementa 30 koji nosi nabor nosi, uz umetnut jedan ili više elektro izolacionih elemenata 24, pomoćnu čiviju 23 koja sprečava rotaciju za vođenje kliznog kretanja elektrode 3 za uzemljenje. Čivija 23 koja sprečava rotaciju je klizno postavljena u šupljinu 230 pomoćnog nosećeg tela 15, gde je šupljina 230 paralelna sa i udaljena od šupljine 170 u kojoj je nosač 17 za vođenje klizno postavljen. Zahvaljujući čiviji 23 koja sprečava rotaciju, glava T je obezbeđena od nenamernih oscilacija elektrode 3 za uzemljenje oko ose šupljine 170, što bi moglo da bude uzrok loše izvedenog zavarivanja.

[00033] Prema osnovnoj karakteristici glave T za zavarivanje, noseća konstrukcija 1 nosi električni transformator 2 (poprečni presek na slici 4), pri čemu navedeni transformator ima dva ulazna stuba za povezivanje kablova za snabdevanje električnom energijom glave T (nije prikazano na crtežima) i dva izlazna stuba 5 i 6. Dva izlazna stuba 5 i 6 transformatora 2 se nalaze na različitim zidovima tela transformatora 2 i električno su povezani sa odgovarajućim elektrodama 3 i 4 pomoću skupova traka 13, 14 i 16 koje su elastično deformabilne.

[00034] U primeru koji je prikazan na crtežima, stub 5 je postavljen na prednjem zidu transformatora 2, dok je stub 6 postavljen na donjem zadnjem zida transformatora 2. Elektroda 4 za zavarivanje je spojena na izlazni stub 6 pomoću prve trake 13 koja ima opšti oblik slova U. Elektroda 3 za uzemljenje je spojena sa izlaznim stubom 5 transformatora 2 pomoću:

- druge trake 14 koja ima opšti oblik slova S, koja je na jednom kraju spojena sa izlaznim stubom 5, a na drugom kraju sa drugim metalnim telom 26 noseće konstrukcije 1, i - treće trake 16 koja ima opšti oblik slova S koja je na jednom kraju spojena sa drugim metalnim telom 26 noseće konstrukcije 1, a na drugom kraju sa perifernim delom elementa 30 koji nosi nabor pomoću vijka 30A.

[00035] Kao posledica prethodno opisane strukture, električna struja koja nastaje u transformatoru 2 prenosi se od stuba 5 do elektrode 3 za uzemljenje kroz drugu traku 14, metalno telo 26 i treću traku 16, i slično tome, od stuba 6 do elektrode 4 za zavarivanje kroz prvu traku 13.

[00036] Da bi se izbeglo da se električna struja koja nastaje u transformatoru 2 može provoditi kroz elemente glave T, ili neki od tih elemenata, kojima ne treba prolazak struje, sa pozicijom 24 su označeni izolacioni elementi (čaure) napravljeni za izolovanje elemenata glave T od prolaska električne struje (slika 5). Konkretno, izolacione čaure 24 su umetnute između čivije 23 koja sprečava rotaciju i pomoćnog tela 15 u potpornoj šupljini 230, između čivije 23 koja sprečava rotaciju i elementa 30 koji nosi nabor i, kao što je ranije rečeno, između elementa 30 koji nosi nabor i nosača 17 za vođenje.

[00037] U nastavku ovog opisa biće predstavljeni strukturni i funkcionalni detalji glave T koji obezbeđuju kretanje dve elektrode 3 i 4.

[00038] Kao što je prethodno opisano, elektroda 3 za uzemljenje i elektroda 4 za zavarivanje imaju odgovarajuće glavne ose koje su međusobno paralelne i razmaknute i koje su pokretno postavljene u odnosu na noseću konstrukciju 1 duž odgovarajućih glavnih ose. Elektroda 4 za zavarivanje se pokreće pomoću cilindra 12 s električnim pogonom, koji je postavljen između dve ploče 10 noseće konstrukcije 1. U odnosu na to, elektromotor cilindra 12 aktivira pokretnu ruku 120 koja izaziva pomeranje elektrode 4 za zavarivanje u odnosu na noseću konstrukciju 1 duž odgovarajuće glavne ose. U primeru izvođenja prikazanom na crtežima, pokretna ruka 120 prolazi kroz rupu 101A napravljenu u krajnjem delu trapezoidnog metalnog nosača 101, postavljenog između dve ploče 10 strukture 1.

[00039] Cilindar 12 je poznatog tipa, koji sadrži, na primer, električni motor, reduktor i navrtku koja rotira zahvaljujući motoru pomoću reduktora. Rotacija navrtke izaziva linearno kretanje vijka koji je uvrnut unutar navrtke, pri čemu je ovaj vijak povezan sa klipnjačom izvršnog cilindra 12. Delovi cilindra 12 nisu prikazani na priloženim crtežima, jer, kao što je prethodno rečeno, takav cilindar može da se postavi u skladu sa bilo kojom poznatom konfiguracijom i zato što neprikazivanje takvih detalja na crtežu ga čini razumljivijim.

[00040] Jedna ili više elektronskih jedinica su predviđene za upravljanje robotom i glavom (na slici 1 prikazana je jedinica E za upravljanje robotom). Elektronska upravljačka jedinica glave može biti autonomna jedinica ili može biti integrisana sa jedinicom E za upravljanje robotom.

[00041] Primer primene koji pokazuje vertikalno kretanje elektrode 4 za zavarivanje prikazan je na uvećanom prikazu na slici 6. Na ovoj slici sa oznakom I obeležen je noseći element koji se nalazi ispod prvog elementa lima II i ispod drugog elementa lima III koji moraju biti zavareni jedan za drugi.

[00042] Električna upravljačka jedinica robota je napravljena za upravljanje kretanjem robota R, kako bi se pomerao krajnji deo elektrode 3 za uzemljenje u kontaktu sa prvim elementom lima II na jednom delu, koji je susedan sa delom drugog elementa lima III, održavajući elektrodu 4 za zavarivanje u uvučenom položaju u odnosu na elektrodu 3 za uzemljenje. Elektronska jedinica E je takođe napravljena da nastavi upravljanje kretanjem robota R tako da gura krajnji deo elektrode 3 za uzemljenje, koja nosi nabor 22, u kontakt sa drugim elementom lima III u njegovom delu koji je susedni samo sa nosećim elementom I, čime se povećava opterećenje opruge 20 koja je povezana sa elektrodom 3 za uzemljenje, sve dok se ne zaustavi kretanje robota R, kada opterećenje opruge 20 dostiže unapred određenu graničnu vrednost.

[00043] Posle pomenutog zaustavljanja kretanja robota R, elektronska upravljačka jedinica glave (koja je na prikazanom primeru integrisana sa jedinicom E) je takođe napravljena za aktiviranje elektromotora cilindra 12 u cilju pomeranja ka napred, elektrode 4 za zavarivanje za unapred određenu udaljenost, do dostizanja unapred određenog položaja u odnosu na noseću konstrukciju 1 (pogledati poziciju označenu isprekidanom linijom na slici 6). Nakon postizanja unapred određenog položaja elektrode 4 za zavarivanje, elektronska jedinica E je napravljena za nastavak kretanja cilindra 12, za pritiskanje krajnjeg dela elektrode 4 za zavarivanje u kontakt sa prvim elementom lima II na pomenutom delu koji je susedan sa delom drugog elementa lima III, sve dok ne dostigne unapred određenu vrednost navedene sile koja se potom održava konstantnom (pomoću kontrole električne apsorpcije elektromotora cilindra 12) ili alternativno, koja se zatim podešava u skladu sa bilo koji željenim kriterijumima.

[00044] Konačno, elektronska jedinica E je napravljena za snabdevanje električnom energijom elektrode 4 za zavarivanje pomoću električnog transformatora 2, kako bi se izvršilo elektrootporno zavarivanje dva dela lima koji se zavaruju. Tako da električna energija prolazi od jednog od izlaznih stubova transformatora 2 do elektrode 4 za zavarivanje, od elektrode 4 za zavarivanje do elemenata lima II, III i od njih do drugog izlaznog stuba transformatora 2, prolazeći kroz drugi element lima III i elektrodu 3 za uzemljenje koja je u kontaktu s njima.

[00045] U predstavljenom opisu i patentnim zahtevima koji slede, izraz „elektroda za uzemljenje“ se koristi za označavanje elektrode, koja je oblikovana i napravljena, i preko koje je električni krug zatvoren, omogućavajući vraćanje protoka struje prema transformatoru. U određenom primeru izvođenja glave T prikazanoj u perspektivi na slici 7, elektroda 3 za uzemljenje je elektroda slična elektrodi standardnog pištolja za zavarivanje.

[00046] Međutim, nije isključen slučaj u kojem je, glava za zavarivanje koja je napravljena kao što je ovde opisano, funkcionisanje, kao što je ovde opisano, elektrode za zavarivanje i elektrode za uzemljenje obrnuto, na primer, zamenom njihovih položaja u odnosu na limove koji se zavaruju (uključivanjem rotacije za 180° glave T) i/ili zamenom njihovih polariteta.

[00047] Zahvaljujući konfiguraciji elektronske jedinice E i strukturnim karakteristikama glave koje su prethodno opisane, glava T za zavarivanje, prema predstavljenom pronalasku, je napravljena tako da na efikasan način izvrši zavarivanje na komponentama različitih dimenzija i oblika, i u mogućnosti je i da lako dosegne područja koja su teško dostupna, zahvaljujući kompaktnoj konfiguraciji, a istovremeno osigurava jednostavno i pouzdano upravljanje kvalitetom zavarivanja.

[00048] Da bi se dodatno poboljšala prilagodljivost glave T, razdaljina između glavnih osa elektrode 3 za uzemljenje i elektrode 4 za zavarivanje se može podešavati. U tu svrhu, elektroda 3 za uzemljenje je klizno postavljena unutar pomoćnog nosećeg elementa 15, koji je postavljen na nosećoj konstrukciji 1 u podesivom položaju duž pravca koji je upravan na glavnu osu elektrode 3 za uzemljenje. U slučaju prikazanom na crtežima i posebno u odnosu na sliku 5, pomoćni noseći element 15 je klizno postavljen u odnosu na noseću konstrukciju 1, duž prethodno navedenog upravnog pravca, pomoću blokirajućih vijaka 151 unutar odgovarajućih otvora 152. U poželjnom primeru izvođenja, pomoćni noseći element 15 se podešava duž navedenog pravca pomoću ručnog podešavanja. Međutim, drugi cilindar (nije prikazan) se može postaviti samo za aktiviranje ovog pomeranja pomoćnog tela 15, u odnosu na metalno telo 26 koje je deo konstrukcije 1.

[00049] U glavi za zavarivanje, i prema predstavljenom pronalasku, i transformatoru 2 i elektrodama 3 i 4 je potrebno hlađenje pomoću tečnosti. Iz tog razloga, u snopu kablova i creva koji dolaze od robota (nije prikazano na crtežima) se nalazi najmanje jedan ulazni kanal rashladne tečnosti i najmanje jedan izlazni kanal rashladne tečnosti. Kao što se može videti na šematskom prikazu na slici 8, sa oznakama 18 i 19 su respektivno označene ulazna creva rashladne tečnosti i izlazna creva rashladne tečnosti. U primeru izvođenja datom na šematskom prikazu na slici 7, ulazno crevo usmerava rashladnu tečnost najpre na rashladni krug (nije prikazan) koji se nalazi unutar transformatora 2. Iz rashladnog kruga koji je u unutrašnjosti transformatora 2, rashladna tečnost izlazi kroz dva kanala 18A i 18B, koji su napravljeni u telu koje sačinjava izlazni stub 6 transformatora 2. Zatim, rashladna tečnost se šalje respektivno na element 30 koji nosi nabor, na elektrodu 3 za uzemljenje i na elektrodu 4 za zavarivanje. Izlazna creva 19 prolaze kroz svaku elektrodu 3 i 4, unutar robota, i prema predstavljenom pronalasku, ne prolaze kroz transformator 2.

[00050] Kao što je prethodno rečeno, glava za zavarivanje je napravljena za korišćenje sa robotom bilo kojeg poznatog i standardnog tipa, pri čemu je glava prilagođena za brzo spajanje sa zglobom robota i sadrži sopstvene kablove i creva za napajanje koji su povezani sa kablovima i crevima robota.

[00051] Prirodno, iako princip pronalaska ostaje isti, detalji konstrukcije i primera izvođenja mogu se uveliko razlikovati u odnosu na ono što je opisano i prikazano čisto primerima, bez odstupanja od svrhe predstavljenog pronalaska, kao što je definisano u patentnim zahtevima koji slede.

Claims (21)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Zglobni robot (R) koji nosi glavu (T) za elektrootporno zavarivanje sa elektrodama smeštenim na istoj strani, pri čemu zglobni robot (R) ima zglob, a navedena glava (T) za elektrootporno zavarivanje sadrži:

- noseću konstrukciju (1), opremljenu spojnom prirubnicom (11) povezanu na zglob zglobnog robota (R),

- električni transformator (2), postavljen na noseću konstrukciju (1), koji ima dva ulazna stuba za povezivanje kablova za snabdevanje električnom energijom navedene glave (T) i ima dva izlazna stuba (5, 6),

- elektrodu (3) za uzemljenje i elektrodu (4) za zavarivanje koje nosi noseća konstrukcija i koje su električno povezane na dva izlazna stuba (5, 6) električnog transformatora (2),

- pri čemu navedena elektroda (3) za uzemljenje i elektroda (4) za zavarivanje imaju odgovarajuće glavne ose međusobno paralelne i razmaknute, i navedene elektrode (3, 4) su pokretno postavljene u odnosu na pomenutu noseću konstrukciju (1) duž odgovarajućih glavnih osa,

- cilindar (12) na električni pogon je postavljen na navedenu noseću konstrukciju (1), a cilindar (12) je napravljen za vođenje pomeranja navedene elektrode (4) za zavarivanje, u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1) duž odgovarajuće glavne ose,

- elastični uređaj (20) koji je operativno umetnut između navedene elektrode (3) za uzemljenje i navedene noseće konstrukcije (1);

naznačen time što:

- ima jednu ili više elektronskih jedinica (E) za upravljanje robotom (R), koji nosi navedenu glavu (T), i za upravljanje navedenom glavom (T) za zavarivanje,

pri čemu su jedna ili više elektronskih upravljačkih jedinica (E) napravljene za:

- upravljanje kretanjem robota (R) u cilju pomeranja krajnjeg dela navedene elektrode (3) za uzemljenje do kontakta sa komponentom koja se zavaruje, uz istovremeno održavanje navedene elektrode (4) za zavarivanje u uvučenom položaju u odnosu na navedenu elektrodu (3) za uzemljenje,

- nastavak upravljanja kretanjem robota kako bi se pritisnuo navedeni krajnji deo elektrode (3) za uzemljenje u kontakt sa navedenom komponentom koja se zavaruje, uzrokujući time povećanje opterećenja navedenog elastičnog uređaja (20) do zaustavljanja kretanja robota, kada opterećenje elastičnog uređaja (20) dostigne unapred određenu graničnu vrednost,

- nakon navedenog zaustavljanja kretanja robota, aktiviranje navedenog cilindra (12) za pomeranje unapred navedene elektrode (4) za zavarivanje za unapred određenu dužinu, dok se ne dostigne unapred određeni položaj u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1),

- nakon dostizanja navedenog unapred određenog položaja navedene elektrode (4) za zavarivanje, nastavak aktiviranja navedenog cilindra (12) za pomeranje krajnjeg dela navedene elektrode (4) za zavarivanje, do kontakta sa komponentom koja se zavaruje, kako bi se povećala sila kojom navedeni cilindar (12) pritiska navedenu elektrodu (4) za zavarivanje u kontakt sa komponentom, dok se ne dostigne unapred određena vrednost navedene sile,

- nakon dostizanja unapred određene vrednosti navedene sile, snabdevanje električnom strujom navedenih elektroda (3, 4) pomoću navedenog električnog transformatora (2) za vršenje elektrootpornog zavarivanja na navedenoj komponenti;

- uređaj (21) za detekciju za praćenje opterećenja elastičnog uređaja (20),

- najmanje jedan ulazni kanal (18) rashladne tečnosti i najmanje jedan izlazni kanal (19) rashladne tečnosti koji su smešteni unutar navedene noseće konstrukcije (1), pri čemu najmanje jedan navedeni ulazni kanal (18) prolazi kroz navedeni transformator (2), navedenu elektrodu (3) za uzemljenje i navedenu elektrodu (4) za zavarivanje, kako bi se izvršilo hlađenje sa navedenom rashladnom tečnošću, - najmanje jedan navedeni izlazni kanal (19) prolazi kroz navedenu elektrodu (3) za uzemljenje i navedenu elektrodu (4) za zavarivanje, bez prolaska kroz navedeni transformator (2).

2. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je navedeni elastični uređaj (20) izrađen od opruge.

3. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 2, naznačen time što je navedeni uređaj (21) za detekciju opterećenja opruge (20) senzor, napravljen za prenos električnog signala koji pokazuje opterećenja opruge (20) na navedenoj jednoj ili više elektronskih jedinica (E).

4. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je rastojanje između glavnih osa navedene elektrode (3) za uzemljenje i navedene elektrode (4) za zavarivanje podesivo.

5. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je navedena elektroda (3) za uzemljenje klizno postavljena unutar pomoćnog nosećeg elementa (15) koji je postavljen na navedenoj nosećoj konstrukciji (1) u položaju koji se može podešavati duž pravca koji je upravan na glavnu osu elektrode (3) za uzemljenje.

6. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 5, naznačen time što je navedeni pomoćni noseći element (15) klizno postavljen u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1) duž navedenog upravnog pravca uz primenu blokirajućih vijaka (151) unutar odgovarajućih otvora (152).

7. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 6, naznačen time što je pomoćni noseći element (15) klizno postavljen u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1) duž navedenog upravnog pravca i može se pomerati duž navedenog pravca uz pomoć drugog cilindra.

8. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 6, naznačen time što je pomoćni noseći element (15) klizno postavljen u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1) duž navedenog upravnog pravca i može se pomerati duž navedenog pravca uz pomoć ručnog podešavanja.

9. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 2, naznačen time što navedena elektroda (3) za uzemljenje sadrži element (30) koji nosi opterećenje od elektro provodljivog materijala, navedeni element (30) ima prednji kraj (30B) sa zaobljenim prednjim krajem iznad kojeg se nalazi i zadržava kontaktni element (22), navedeni kontaktni element (22) definiše zaobljenu prednji kraj koja je u kontaktu sa komponentom koja se zavaruje, navedeni kontaktni element (22) je relativno deformabilan, tako da se prilagođava obliku komponente, povećavajući kontaktnu površinu, kada je navedena elektroda (3) za uzemljenje pritisnuta u kontakt sa komponentom koja se zavaruje.

10. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 9, naznačen time što je navedeni element koji nosi opterećenje element (30) koji nosi nabor, a navedeni kontaktni element je nabor (22) sa jednim ili više slojeva elektro provodljivih žica koje su međusobno upletene.

11. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 9, naznačen time što je navedeni kontaktni element (22) pričvršćen pomoću vijka (30C) na navedenom prednjem kraju (30B) navedenog elementa (30) koji nosi opterećenje, navedeni vijak (30C) ) prolazi kroz otvor napravljen na navedenom prednjem kraju (30B).

12. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 9, naznačen time što navedeni element (30) koji nosi opterećenje ima zadnju stranu koja se nalazi na suprotnom delu od navedenog prednjeg kraja (30B), navedena strana nosi nosač (17) za vođenje kliznog kretanja elektrode (3) za uzemljenje, sa umetnutim elektro izolacionim elementom (24), navedeni stub je klizno postavljen u šupljinu (170) navedenog pomoćnog nosećeg elementa (15).

13. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 12, naznačen time što navedeni nosač (17) za vođenje sadrži element (171) sličan čauri koji ima spoljnu površinu klizno postavljenu unutar navedene šupljine (170) i unutrašnju površinu klizno postavljenu iznad klina (172) za vođenje koji je čvrsto spojen sa navedenim pomoćnim nosećim elementom (15), navedena opruga (20) je u obliku jedinstvene spiralne opruge koja se nalazi unutar navedenog elementa (171) sličnog čauri, između navedenog klina (172) za vođenje i donjeg elementa (173), koji je čvrsto povezan sa elementom (30) koji nosi opterećenje sa umetnutim navedenim elektro izolacionim elementom (24), navedeni uređaj za detekciju opterećenja opruge (21) je umetnut između navedene opruge (20) i navedenog donjeg elementa (173).

14. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 12, naznačen time što zadnja strana navedenog elementa (30) koji nosi opterećenje nosi, uz umetnut jedan ili više elektro izolacionih elemenata (24), pomoćnu čiviju (23) koja sprečava rotaciju, za vođenje kliznog kretanja elektrode (3) za uzemljenje, navedena čivija (23) koja sprečava rotaciju je klizno postavljena u šupljinu (230) navedenog pomoćnog nosećeg elementa (15), navedena šupljina (230) je paralelna sa i udaljena od šupljine (170) u kojoj navedeni nosač (17) za vođenje klizi, kako bi se sprečile oscilacije elektrode (3) za uzemljenje oko ose navedene šupljine (170), pri čemu navedeni nosač (17) za vođenje klizi.

15. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 5, naznačen time što su navedeni izlazni stubovi (5, 6) navedenog transformatora (2) postavljeni na različitim zidovima tela transformatora (2) i navedeni izlazni stubovi (5, 6) su električno povezani sa odgovarajućim elektrodama (3, 4) pomoću skupova traka (13, 14, 16) koje su elastično deformabilne i koje provode električnu struju.

16. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 15, naznačen time što je navedena elektroda (4) za zavarivanje spojena sa izlaznim stubom (6) pomoću prve trake (13), koja ima opšti oblik slova U.

17. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 15, naznačen time što je navedena elektroda (3) za uzemljenje spojena sa izlaznim stubom (5) transformatora (2) pomoću:

- druge trake (14) koja ima opšti oblik slova S, koja je na prvom kraju spojena sa izlaznim stubom (5), a na drugom kraju sa navedenom nosećom konstrukcijom (1),

- treće trake (16) koja ima opšti oblik slova S, koja je na prvom kraju spojena sa navedenom nosećom konstrukcijom (1), a na drugom kraju sa perifernim delom elementa (30) koji nosi nabor pomoću vijka (30A),

- na ovaj način se električna struja koja nastaje u navedenom transformatoru (2) prenosi od navedenog izlaznog stuba (5) do elektrode (3) za uzemljenje, kroz navedenu drugu traku (14), navedenu noseću konsktrukciju (1) i navedenu treću traku (16).

18. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što navedena noseća konstrukcija (1) sadrži dve čelične ploče (10), koje su paralelne i međusobno razmaknute i čvrsto spojene, i koje su takođe paralelne sa opštom ravni koja je definisana dvema elektrodama (3, 4), time je navedeni transformator postavljen između dve ploče i time navedena spojna prirubnica (11) ima opšti oblik slova U, sa krajnjim zidom (111) koji se spaja sa zglobom robota, i koji ima kanal za creva i kablove za povezivanje robota i glave, i ima dva paralelna krila (110) koja respektivno pričvršćena vijcima na navedene ploče (10) noseće konstrukcije (1) glave, na taj način navedena creva i kablovi za povezivanje robota i glave nisu izloženi spoljnom okruženju.

19. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 18, naznačen time što navedeni cilindar ima telo postavljeno između dve ploče (10) noseće konstrukcije glave i navedeni cilindar ima klipnjaču (120) cilindra, koja se kreće kroz kanal (101A) definisan nosačem (101) koji je čvrsto spojen sa donjim delovima navedenih ploča (10) noseće konstrukcije (1) glave.

20. Zglobni robot (R) prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je navedena noseća konstrukcija (1) glave (T) zatvorena unutar spoljnog kućišta (9) koje je sastavljeno od dve bočne polu školjke (90) koje su međusobno spojene, i navedene polu školjke (90) imaju glavne zidove paralelne sa opštom ravni koja je definisana navedenom nosećom konstrukcijom (1), gde svaki glavni zid dve polu školjke (90) ima mnoštvo elemenata (91) za blokiranje u obliku šipke, koji su napravljeni za demontažu navedene dve polu školjke (90).

21. Postupak izvođenja elektrootpornog zavarivanja na komponenti koja se zavaruje, naznačen time što: obezbeđuje glavu (T) za elektrootporno zavarivanje koju pokreće zglobni robot preko zgloba, navedena glava sadrži:

- noseću konstrukciju (1), opremljenu spojnom prirubnicom koja je spojena sa zglobom zglobnog robota (R),

- električni transformator (2), koji nosi noseću konstrukcija (1), i koji ima dva ulazna stuba za povezivanje sa kablovima za napajanje električnom energijom navedene glave (T) i ima dva izlazna stuba (5, 6),

elektrodu (3) za uzemljenje i elektrodu (4) za zavarivanje koje nosi noseća konstrukcija i koje su električno spojene sa dva izlazna stuba (5, 6) električnog transformatora (2),

pri čemu navedena elektroda (3) za uzemljenje i navedena elektroda (4) za zavarivanje imaju odgovarajuće glavne ose koje su međusobno paralelne i razmaknute i koje su pokretno postavljene u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1) duž odgovarajuće glavne ose,

cilindar (12) na električni pogon je postavljen na navedenu noseću konstrukciju (1), i cilindar (12) je napravljen za vođenje pomeranja navedene elektrode (4) za zavarivanje, u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1) duž odgovarajuće glavne ose,

najmanje jedan elastični uređaj (20) koji je operativno umetnut između navedene elektrode (3) za uzemljenje i navedene noseće konstrukcije (1);

uređaj za detekciju za praćenje opterećenja elastičnog uređaja (20),

najmanje jedan ulazni kanal (18) rashladne tečnosti i najmanje jedan izlazni kanal (19) rashladne tečnosti koji su smešteni unutar navedene noseće konstrukcije (1), pri čemu najmanje jedan navedeni ulazni kanal (18) prolazi kroz navedeni transformator (2), navedenu elektrodu (3) za uzemljenje i navedenu elektrodu (4) za zavarivanje, kako bi se izvršilo hlađenje sa navedenom rashladnom tečnošću, najmanje jedan navedeni izlazni kanal (19) prolazi kroz navedenu elektrodu (3) za uzemljenje i navedenu elektrodu (4) za zavarivanje, bez prolaska kroz navedeni transformator (2).

jedna ili više elektronskih jedinica (E) za upravljanje robotom (R) na koji je postavljena glava (T), i za upravljanje navedenom glavom (T) za zavarivanje, pri čemu navedeni postupak obuhvata i sledeće korake:

upravljanje kretanjem robota kako bi se pomerio krajnji deo navedene elektrode (3) za uzemljenje do kontakta sa komponentom koja se zavaruje, održavajući pri tome navedenu elektrodu (4) za zavarivanje u uvučenom položaju u odnosu na navedenu elektrodu (3) za uzemljenje,

nastavak upravljanja kretanjem robota kako bi se pritisnuo navedeni krajnji deo elektrode (3) za uzemljenje u kontakt sa navedenom komponentom koja se zavaruje, uzrokujući time povećanje opterećenja navedenog elastičnog uređaja (20) do zaustavljanja kretanja robota, kada opterećenje elastičnog uređaja (20) dostigne unapred određenu graničnu vrednost,

nakon navedenog zaustavljanja kretanja robota, aktiviranje navedenog cilindra (12) za pomeranje unapred navedene elektrode (4) za zavarivanje za unapred određenu dužinu, dok se ne dostigne unapred određeni položaj u odnosu na navedenu noseću konstrukciju (1),

nakon dostizanja navedenog unapred određenog položaja navedene elektrode (4) za zavarivanje, nastavak aktiviranja navedenog cilindra (12) za pomeranje krajnjeg dela navedene elektrode (4) za zavarivanje, do kontakta sa komponentom koja se zavaruje, kako bi se povećala sila kojom navedeni cilindar (12) pritiska navedenu elektrodu (4) za zavarivanje u kontakt sa komponentom, dok se ne dostigne unapred određena vrednost navedene sile,

nakon dostizanja unapred određene vrednosti navedene sile, snabdevanje električnom strujom navedenih elektroda (3, 4) pomoću navedenog električnog transformatora (2) za vršenje elektrootpornog zavarivanja na navedenoj komponenti.