DD220834B1 - Schweisseinrichtung - Google Patents

Description

Alle Einnchtungselemente sind in der ζ Translationsachse aufgehangen, durch ein Schaltgetriebe verbunden und über Motor angetrieben An das Schaltgetriebe welches ein Umkuppeln von der langsamen Translationsgeschwindigkeit beim schraubenförmigen Vorschub des Schweißens auf eine schnelle Translationsgeschwindigkeit bei der Hubbewegung zur nächsten Schweißflache ermöglicht, schließt sich der Drahtvorschub an, über den ein kontinuierliches Abziehen des Zusatzwerkstoffes (Schweißdraht) von der horizontal und vertikal drehbar gelagerten Drahtvorratsrolle erfolgt Darunter ist die Drehvorrichtung fur das Führungsrohr angeordnet, welches durch die Brennerverstellung fuhrt Auf dem Führungsrohr sitzt ein Radertrieb, der mit der Drahtvorratsroile verbunden ist und eine synchrone Drehbewegung zwischen dem Schweißkopf und derselben bewirkt Durch einen weiteren, motorischen Antrieb kann eine Brennerverstellung fur die Auslenkung des Fuhrungsrohres und damit auch des Schweißkopfes entsprechend dem vorgegebenen Konturenverlauf gesteuert werden Durch den axialen Aufbau der Einrichtung in der ζ Translationsachse, in der die Rotation des Schweißkopfes erfolgt, ist eine schleifkontaktfreie Ansteuerung aller zum automatischen Betneb notwendigen Antriebe und Meßwertgeber möglich Der Schweißkopf befindet sich an einer geteilten Verstelleinrichtung, die ein Verdrehen der Schwenkplatte um 180° ermöglicht und somit die Voraussetzung fur das Umfahren eines inneren oder äußeren Konturenverlaufes bietet An die Schwenkplatte schließt sich eine Kolhsionseinnchtung an, die den Schweißkopf aufnimmt Dadurch ist die Voraussetzung gegeben, unabhängig von der Schweißaufgabe daß bei Kollision der Schweißkopf mit der Kollisionsscbwenkeinrichtung vom Bauteil weg abknicken kann und eine Zerstörung hochwertiger Einnchtungselemente vermieden wird Eine in der Kolhsionseinnchtung zusätzlich aufgenommene Schutzeinrichtung bewirkt, daß bei Kollision infolge Abknicken die gesamte Anlage außer Betneb gesetzt wird, d h die zusätzliche Schutzeinrichtung bewirkt ein Notstop der Anlage

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel gemäß der zugehörigen Zeichnung naher erläutert werden Die Zeichnung zeigt

Figur 1 Darstellung des axialen Aufbaues der Einrichtung fur das Innenauftragsschweißen Figur 2 Brennerstellung fur das Innenschweißen Figur 3 Brennerstellung fur das Außenschweißen

Die Funktionsweise der Einrichtung soll am Beispiel des programmierten Auftragsschweißens von Zylinderlaufbuchsensitzen eines Motorgehäuses in Stahlschweißkonstruktion (nicht durchgangige Bohrung) mit dem MAG-Schweißverfahren erläutert werden

Die Sitzflachen, auf denen das Auftragsschweißen vorgenommen werden soll, haben unterschiedliche Durchmesser und Hohen (Figur 1) Die Bohrungsachse ist mit der Einnchtungsachse (z-Translationsachse) in Übereinstimmung gebracht und das Motorgehäuse arretiert Die Schweißeinrichtung befindet sich an der Ausgangsstellung d h obere Endlage des Supports und kleinste Schweißkopfkreisbahn Der technologische Vorgang beginnt mit dem Absenken des Schweißkopfes 1 über dem Support mit allen auf ihm angeordneten Einrichtungen in die unterste Schweißebene der Bohrung durch ein Schaltgetriebe 2 im Schnellgang Der in einer Brennerverstellung 3 integrierte Meßwertgeber überwacht die Zustellbewegung des Schweißkopfes 1 auf den zugehörigen Durchmesser Nach Erreichen des Durchmessersollwertes wird eine Drehvorrichtung 4 automatisch eingeschaltet Diese versetzt ein Führungsrohr 5 und gleichzeitig zur Unterbindung des Verdrillens des Schweißdrahtes über einen Radertrieb 6 die Aufnahme einer Drahtvorratsrolle 7 in eine synchrone Drehbewegung Über das Steuerprogramm erfolgt das Einschalten eines Drahtvorschubes 8 und des Schweißstromes sowie des Hohenverschubes durch das Schaltgetriebe 2 zur schraubenförmigen Auftragsschweißung in der Bohrung Die Einrichtung ist so aufgebaut, daß eine unendliche Schweißnahtlange erfolgen kann Durch schleifkontaktfreie Ansteuerung aller fur den automatischen Betrieb notwendigen Antriebe und Meßwertgeber wird eine sichere Betriebsfuhrung erzielt Nach Erreichen der Sitzoberkante wird der Schweißvorgang automatisch unterbrochen, zur Unterkante der nächsten Schweißebene im Schnellgang des Schaltgetriebes 2 gefahren, automatisch auf den Durchmesser der neuen Sitzflache eingestellt und der Schweißvorgang wie geschildert wiederholt Dieser Zyklus des technologischen Ablaufes fur das Auftragsschweißen kann innerhalb des Verstellbereiches der z-Translationsachse über die Programmierung beliebig wiederholt werden Am Ende des Programmes verfahrt die Schweißeinnchtung in ihre Ausgangsstellung

Die Stellung (nach Figur 2 fur Innenschweißen, nach Figur 3 fur Außenschweißen) an der Verstelleinrichtung 9 wird durch den Konturenverlauf der zu schweißenden Stelle des Bauteiles entschieden und vor Beginn der Schweißung eingestellt Über eine weitere Verstellmoglichkeit des Schweißkopfes 1 durch die Schwenkplatte 10 ist nach der festgelegten Schweißnahtform die Stellung des Brenners zu definieren Tritt wahrend des Programmablaufes eine Störung ein, die ein unerlaubtes Ann a hern des Schweißkopfes 1 bzw des B renne rs a η das Bauteil zur Folge hat, knickt die Schwenkplatte 10 mit dem Schweißkopf 1 über die Kollisionsschwenkeinrichtung 11 den Brenner frei und laßt ihn vom Bauteil ohne Kraftschluß wegschwenken Außerdem bewirkt eine solche unvorhergesehene Betriebsstörung, daß eine Schutzeinrichtung 12 in Funktion versetzt wird, die die gesamte Einrichtung durch Notstop ausschaltet Über die Verstelleinrichtung 9, durch Drehen um 180°, kann die Schwenkplatte 10 mit dem Schweißkopf 1 in analoger Vorgangsweise fur das Außenauftragsschweißen (Figur 3) eingerichtet werden

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   Schweißeinrichtung zum automatischen Ausfuhren von Auftragsschweißungen an Innen- und Außenflachen sowie Verbindungsschweißungen von zwei oder mehreren Teilen fur Außen- und Innennahte, gekennzeichnet dadurch, daß zur schleifkontaktfreien Ansteuerung alle zum automatischen Betrieb notwendigen Bauelemente wie Drahtvorratsrolle, Zusatzwerkstoffuhrung, Schweißkopf, Antriebe und Meßwertgeber axial modular angeordnet sind, wobei die Drehachse des Schweißkopfes und die der Drahtvorratsrolle senkrecht zueinander angeordnet sind und daß die Drahtvorratsrolle mit dem Schweißkopf synchron drehbar ist

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Schweißen von Bauteilen ohne jegliche Einschränkung der Beschaffenheit (Abmessungen, Masse, Symmetriebedingungen), an wahrend des Schweißprozesses ruhenden Bauteilen, die die Bewegung des Schweißkopfes entsprechend des Konturenverlaufes erfordern, vorzugsweise anwendbar fur Auftragsschweißung auf zylindrische Innenflachen von Motorengehausen, Zylinderrahmen und dergleichen in Stahlschweißkonstruktionen Ein weiteres Anwendungsgebiet ist gegeben beim Einsatz zum Verbindungsschweißen mit Stumpf- bzw Kehlnahten, vorzugsweise im Behalter- und Kuhlerbau

   Charakteristik der bekannten technischen Losungen

   Es sind bauteilbezogene Auftragsschweißemrichtungen bekannt, die fur spezielle Regenerierungaufgaben entwickelt wurden Dazu zahlen Dreh- und Schwenkvornchtungen, mit deren Hilfe die Bauteile um einen stationär angeordneten Schweißkopf gedreht werden Der Einsatz dieser bekannten Einrichtungen ist abhangig von der Bauteilmasse Fur den Einsatz zum Verbindungsschweißen sind Einrichtungen bekannt, bei denen der Schweißkopf um das zu schweißende Bauteil 360° plus Endkrateruberschweißen gedreht wird Anschließend muß der Schweißkopf zurück in die Ausgangsstellung gefahren werden, weil das Schweißkabel und der Gasschlauch sowie Steuerungsgestange nicht unendlich gedreht werden können Hier sei die Losung in der Ausfuhrung nach DD-PS 214081 angeführt, oder daß die Steuerbarkeit des Schweißbrenners nicht schleifkontaktfrei eine Nachregelung erfordert, wie es die Losung nach DE-PS 2236786 enthalt Einrichtungen, die ein unendliches Drehen des Schweißkopfes gestatten, sind in DE-OS 1465056 genannt Diese Einrichtungen sind im Schweißkopfbereich so kompakt gestaltet, daß ihr Einsatz nur fur den speziellen Anwendungsfall erfolgen kann und beim Schweißen kiemer Durchmesser problematisch wird Eine Vorrichtung zum Zufuhren eines Schweißdrahtes wird in DE-OS 3032647 A1 genannt, wobei die drehbar gelagerte Vorratsspule durch eine sehr komplizierte Mechanik angetrieben wird Weiterhin sind Einrichtungen zum Schutz sich bewegender Teile an Industrierobotern bekannt (PS 147920, PS 01 54677) Bezeichnend fur die genannten Losungen ist jedoch, daß sie sich auf einen Anbau anTranslationsachsen beziehen und nicht die Problematik einer endlosen Brennerdrehung beinhalten

   Die DE-OS 3208146 A1 beinhaltet eine Losung zum Ausschweißen von Lageraugen kleinerer Bohrungen und erfordert einen hohen manuellen Aufwand fur die Einbindung des Schweißgerates in das Bauteil, die Verbindung mit den Versorgungsleitungen, die Zustellung des Brenners und vernachlässigt das Verdrillen des Schweißdrahtes durch das gekrümmte Brennerrohr Die Losung ist nur fur spezielle Aufgaben mit kleinen Durchgangsbohrungen geeignet, bei denen nur eine geringfügige manuelle Durchmesserverstellung möglich ist Bei größeren Bohrungsdurchmessern größere Schweißnahtlanger,, ist zu erwarten, daß laufend Unterbrechungen des Schweißprozesses eintreten, die qualitätsmäßig keine technische Abnahme zulassen

   Weiterhin wiesen alle genannten Einrichtungen mehrere Schleifkohlenanschlusse fur Antriebsmotore auf, so daß bei einer Automatisierung und damit verbundenen zusätzlichen Kontaktanschlussen der Aufwand der Einrichtung erheblich wachst und die Zuverlässigkeit der Gesamtanlage sinkt

   Ziel der Erfindung

   Ziel derErfindung ist die Schaffung einer im Aufbau einfachen, funktionssicheren, in der Herstellung kostengünstigen und wenig materialintensiven Einrichtung zur Automatisierung des Schweißprozesses von Außen- und Innennahten in Form von Auftragsschweißung und Verbindungsschweißung, wobei unter Verwendung von Standardbaugruppen eine Minimierung des Aufwandes zu realisieren ist Mit der Einrichtung ist der Anwendungsbereich zu erweitern, manuelle Tätigkeiten zu beseitigen und das Auftrags- und Verbindungsschweißen ohne jegliche Einschränkung der Beschaffenheit (Abmessungen, Masse, Symmetriebedingungen) auf alle Bauteile anwendbar zu gestalten sowie die Zuverlässigkeit fur den gesamten Prozeßablauf zu gewahrleisten

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu entwickeln, mit der umfangreiche Verschleißprobleme durch Auftragsschweißung an Innen- und Außenflachen sowie Verbindungsschweißung von zwei oder mehreren Teilen fur Außen- und Innennahte entsprechend dem vorhandenen Konturenverlauf automatisiert durchgeführt und eine unendliche Schweißlange des Schweißvorganges realisiert werden kann

   Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß die Einrichtung derart aufgebaut ist, daß an einer Translationsachse mit Schaltgetriebe sämtliche zum Schweißen erforderliche Baueinheiten axial, modular angeordnet sind, wobei mittels Verstelleinrichtung wahlweise fur Innen- oder Außennahte die verschiedenen Schweißverfahren durchgeführt werden können