DD218013A1 - Verfahren und einrichtung zum automatischen widerstandspunktschweissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Widerstandspunktschweissen von aus laengs- und quer angeordneten Blechprofilen aufgebauten Baugruppen, insbesondere Geraetetraegern fuer Schalt- und Steuerschraenke. Der Programmierungsaufwand bei Veraenderung der Kombination oder der Abmessungen der Schweissteile und die Erstellung externer Speicher soll vermieden werden. Die Einrichtung besteht aus einem Schweissgeraetetraeger mit paarweisen Schweisszangengruppen, einer Vorschubeinheit mit Wegmesseinrichtung und Schweissteilaufnahmen sowie einem Tastkopf mit einem Sensorsystem. Waehrend eines vor dem Schweissablauf stattfindenden Eildurchlaufs werden von dem Tastkopf und der Wegmesseinrichtung die tatsaechlichen Abmessungen und Abstaende der Schweissteile ermittelt und einer elektronischen Steuerung zur Erarbeitung eines speziellen wegabhaengigen Schweissarbeitsablaufs zugefuehrt. Dieser Ablauf wird im Anschluss automatisch abgearbeitet. Die Einrichtung kann jede beliebige Kombination von Schweissteilen dieser Art ohne manuelle Umprogrammierung und unter Beruecksichtigung eventueller Massabweichungen schweissen. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Einrichtung zum automatischen Widerstandspunktschweißen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Widerstandspunktschweißen von Baugruppen, die aus längs- und querangeordneten Blechprofilen unterschiedlichster Kombination aufgebaut sind, insbesondere Geräteträgern für Schalt- und Steuerschränke.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß insbesondere Widerstandspunktschweißarbeiten durch universell einsetzbare Industrieroboter oder Vielpunktschweißanlagen durchgeführt werden . Vielpunktschweißmaschinen werden im allgemeinen für ein bestimmtes oder wenige bestimmte Werkstücke entworfen und gebaut. Damit entsteht der Nachteil, daß mit diesen Maschinentypen Kleinserien und Einzelstücke nicht wirtschaftlich zu schweißen sind, da die Herstellung mit einem hohen konstruktiven Aufwand für jede einzelne Anlage verbunden ist.

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Weiterhin besitzen Vieipunktschweißanlagen neben diesem Nachteil einen sehr hohen Anschlußwert an das elektrische Leitungsnetz, der beim gleichzeitigen Schweißen mehrerer Punkte unumgänglich ist. Werden für das vorgesehene Anwendungsgebiet Industrieroboter eingesetzt, entsteht ebenso der Nachteil des unvertretbar hohen apparativen Aufwandes. Die ursprünglich als universelle Handhabungsgeräte entwickelten Industrieroboter werden erst nachträglich für die speziellen Belange der Schweißtechnik modifiziert. Im allgemeinen sind diese Geräte mit aufwendigen Bahn- oder Repitiersteuerungen (DE-AS 28 33 638, DE-OS 32 1006, DD-WP 14.6 722) ausgerüstet, die für die sich aus den technologischen Forderungen der Schweißtechnik ergebenden Aufgaben nur teilweise genutzt werden können. Es hat sich ferner erwiesen, daß diese Ge- \. . . . . · .

'-_, rate dann nicht mehr einsatzfähig sind, wenn die Toleranzen - der

zu verschweißenden Teile bestimmte Grenzen überschreiten. Der Aufwand für die Programmierung derartiger Manipulatoren erfordert viel Zeit und stellt hohe Ansprüche an die Programmierarbeitskraft. Desweiteren müssen die Programme extra gespeichert und die Schweißteile entsprechend genau nach den Programmen zusammengestellt werden. Bekannt sind auch mit optischen, taktischen oder induktiven Sensoren oder Sensorsystemen ausgerüstete Automaten, Manipulatoren oder Industrieroboter, die mit Hilfe derartiger Ausrüstungen ihr Bewegungsprogramm entsprechend der beispielsweise am Schweißteil auftretenden Toleranzen direkt beim Arbeitsablauf korrigieren (DE-OS 26 4o25?, DE-AS 31 44 843, DD-WP 153 o79). Die genannten Verfahren sind nicht geeignet, Automaten zum selb-Λ~Γ ständigen Entwickeln des Arbeitsprogrammes zu befähigen.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, den Programmierungs- und Speicheraufwand beim automatischen Widerstandspunktschweißen zu minimieren, sowie Arbeitszeit und Programmträger einzusparen.

- 3 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Widerstandspunktschweißen zu schaffen, die für jede beliebige Kombination von längs- und querangeordneten Schweißteilen unterschiedlicher Abmessungen und Abstände selbständig einen Schweißarbeitsablauf erstellt und diesen abarbeitet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor jedem Schweißarbeitsgang eine mit Schweißteilen bestückte Schweißteilaufnahme wechselweise von einer Vorschubeinheit in die Schweißausgangsstellung transportiert wird, wobei die Schweißteile an einem im Tastkopf befindlichen Sensorsystem vorbeigeführt werden, dessen Signale gemeinsam mit den Signalen einer Wegmeßeinrichtung der elektronischen Steuerung zugeführt werden, die diese Signale auswertet und mittels eines ständig in der Steuerung vorhandenen Betriebsprogrammes zu einem wegabhängigen Bearbeitungsablauf verarbeitet, der in einen elektronischen Speicher eingegeben und im Anschluß daran schrittweise abgearbeitet wird. Die Vorschubeinheit ist mit einer Wegmeßeinrichtung versehen und der Tastkopf ist mit einem Näherungssensor und einer Lichtschranke ausgerüstet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. T: Einrichtung in der Seitenansicht Fig. 2: Einrichtung in der Draufsicht

Die Einrichtung zum automatischen Widerstandsschweißen besteht im wesentlichen aus dem Schweißgeräteträger 2, der Vorschubeinheit 1, dem Tastkopf 7 und den Schweißteilaufnahmen 3 und 4. Am Schweißgeräteträger 2 sind paarweise die Schweißzangengruppen 5 und 6 befestigt. Die Vorschubeinheit 1 ist beweglich auf einer Führung angeordnet, die die Bewegung in einer Achse ermöglicht. Die Schweißteilaufhahmen 3 und 4 sind quer verschiebbar angebracht und bestehen aus den Aufnahmeschienen 9, die mit Querstreben einen Rahmen bilden, und den Distanzhaltern 8.

An der Vorschubeinheit 1 ist die_; Wegmeßeinrichtung 1o befestigt, und im Tastkopf 7 befindet sich ein Sensorsystem, das aus einem Näherungssensor und ^einer Lichtschranke besteht. Mit dieser automatischen Widerstandsschweißeinrichtung können vorzugsweise Geräteträger für Schalt- und Steuerschränke geschweißt werden, die aus zwei längs angeordneten Rahmenstielen und quer dazu verlaufenden, Leitungskanäle bildenden Montageblechen aufgebaut sind. Die Rahmenstiele und Montagebleche sind als gekantete Blechprofile ausgeführt und werden mit Hilfe von speziellen Haltestücken miteinander verbunden. Die Widerstandsschweißeinrichtung und die SchweißteSlaufnahmen können auf verschiedene genormte Geräteträgerbreiten eingestellt werden.

Die Montagebleche werden von einem durch die Schweißteilaufnahme 3 bestimmten Ausgangspunkt an, jeweils im Abstand der Distanzhalter 8,die somit die Kanalbreiten bestimmen, quer zu den Aufnahmeschäenen 9 und die Schweißteilaufnahme 3 eingelegt und mit den Haltestücken versehen. Die Rahmenstiele werden parallel zu den Aufnahmeschienen 9 angeordnet und eingespannt. Die Schweißteilaufnahme 3 wird auf die Vorschubeinheit 1 gefahren und auf dieser arretiert. Die Vorschubeinheit 1 transportiert die Schweißteilaufnahme 3 in einer dem eigentlichen Schweißablauf entgegengesetzten Richtung durch den Schweißgeräteträger 2 in die Schweißausgangsstellung. Während dieses Eildurchlaufs ohne Halt bewegen sich die Schweißteile an dem Tastkopf 7 vorbei. Der Näherungssensor im Tastkopf 7 aktiviert die Lichtschranke, wenn der Rahmenstiel seinen Bereich erreicht hat.

Die Lichtschranke wird von den Montageblechen unterbrochen und sendet somit Signale aus, die gemeinsam mit den Signalen der Wegmeßeinrichtung 1o einer digitalen Steuerung zur Auswertung züge- , führt werden. In dieser Steuerung ist ein bestimmter Satz Unterroutinen abgespeichert, die sich auf die Gestaltung des 1 . Montageblechs und verschiedene Kanalbreiten beziehen. Mit Hilfe des Vergleichs der Signale der Lichtschranke und der Wegmeßeinrichtung 1o sowie mittels Differenzbildung registriert die Steuerung die tatsächlichen Abmessungen der Montagebleche und deren Abstände. Dementsprechend werden für die Abarbeitung der Unterroutinen durch die Schweißzangengruppe 5 und 6 bestimmte Haltepunkte ermittelt und gespeichert. Diese Haltepunkte werden von der Steuerung in Abhängigkeit des Weges sortiert und in einem dynamischen Speicher eingespeichert. Sobald der Rahmenstiel den Bereich des Näherungssensors verläßt, sperrt dieser die Lichtschranke. Mit Erreichen der Schweißausgangsstellung hat die Steuerung sämtliche charakteristischen Wegabstände erfaßt und zu dem speziellen wegabhängigen Schweißarbeitsablauf für den zu schweißenden Geräteträger verarbeitet, welcher im Speicher der elektronischen Steuerung vorliegt. Die Schweißzangengruppen 5 und 6 werden automatisch in ihre Arbeitslage gebracht und die Vorschubeinheit 1 transportiert die Schweißteilaufnahme 3 zum ersten Haltepunkt.

Von der Schweißzangengruppe 6 werden die ersten beiden Haltestücke mit den beiden Rahmenstielen verschweißt. Die Vorschubeinheit 1 fährt nach dem im Speicher befindlichen Arbeitsablauf von Arbeitspunkt zu Arbeitspunkt, wobei an jedem Punkt entweder die Schweißzangengruppe 5 oder die Schweißzangengruppe 6 einen Schweißpunkt auf jede Seite des Geräteträgers setzt. Die Schweißzangengruppe 5 verbindet die Haltestücke mit den Moritageblechen. Nach dem Schweißdurchlauf liegt ein komplett geschweißter Geräteträger in der Schweißteilaufnahme 3 vor. Die Schweißteilaufnahme 4 ist in der Zwischenzeit bestückt worden, so daß bei Erreichen der Ausgangslage der Schweißteilaufnahme 3 diese von der Vorschubeinheit 1 gelöst und quer verfahren und die Schweißteilaufnahme 4

auf der Vorschubeänhest 1 arretiert wird. Die Vorschubeinheit 1 transportiert die Schweißteilaufnahrne 4 im Eildurchlauf in die SchweißausgangssteSlung. Dabei wird ein neuer, dem Geräteträger in der Schweißteilaufnahme 4 entsprechender, Schweißarbestsabtauf erstellt'.und gespeichert.

Damit wird erreicht» daß-be!* jedem Arbeitszyklus die Kombination von SehweSßteiien verändert werden kann, ohne daß eine manuelle Umprogrammäeruns erforderlich ist. Automatisch werden Maßabweichungen der Montagebleche berücksichtigt.

Claims (2)

1. - 7 Erf in dungs anspruch

   1. Verfahren zum automatischen Widerstandspunktschweißen mit Hilfe einer programmierbaren elektronischen Steuerung zur Herstellung von aus längs- und querangeordneten Blechprofilen aufgebauten Baugruppen, beispielsweise Geräteträgern für Schalt- und Steuerschränke, gekennzeichnet dadurch, daß vor jedem Schweißarbeitsgang eine mit Schweißteilen bestückte Schweißteilaufnahme (3;4) wechselweise von einer Vorschubeinheit (1) in die Schweißausgangsstellung transportiert wird, wobei die Schweißteile an einem im Tastkopf (7) befindlichen Sensorsystem vorbeigeführt werden, dessen Signale gemeinsam mit den Signalen einer Wegmeßeinrichtung (1o) der elektronischen Steuerung zugeführt werden, die diese Signale auswertet und mittels eines ständig in die Steuerung vorhandenen Betrjebsprogrammes zu einem wegabhängigen Bearbeitungsablauf verarbeitet, der in einen elektronischen Speicher eingeben und im Anschluß daran schrittweise abgearbeitet wird.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 , gekennzeichnet dadurch, daß die Vorschubeinheit (1) mit einer¹ Wegmeßeinrichtung (1o) versehen und der Tastkopf (7) mit einem Näherungssensor und einer Lichtschranke ausgerüstet ist.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen