DD246062A1

DD246062A1 - Messfuehler fuer taktilen sensor

Info

Publication number: DD246062A1
Application number: DD28702086A
Authority: DD
Inventors: Manfred Paasch; Bernd Weidemann
Original assignee: Zi F Schweisstechnik D Ddr
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1987-05-27

Abstract

An automatischen Schweissanlagen zum MIG-, MAG- und UP-Schweissen sind Funktionsstoerungen an taktilen Sensoren durch Rost-, Zunder- und Farbschichten zu vermeiden. Ein auf direkten elektrischen Kontakt als auch auf mechanische Auslenkung reagierender Messfuehler fuer taktile Sensoren wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass ein Taststift 1 ohne funktionsmaessigen Kontakt mit einem Werkstueck 3 mittels einer Membran 2 radial und axial fixiert ist. Zur Verstaerkung bzw. beim Einsatz einer Membran 2 mit geringerer Flexibilitaet kann zusaetzlich eine Druckfeder 4 axial hinter der Membran 2 angeordnet sein. Hochschmelzendes elektrisch leitendes Material als Taststift 1 ist verantwortlich fuer einen stoerungsfreien Ablauf. Bei elektrischem Kontakt des Taststiftes 1 mit dem Werkstueck 3 wird von der Sensorauswerteeinheit 10 ein Signal zur Robotersteuerung 11 gegeben. Ist kein elektrischer Kontakt moeglich, kommt es bei weiterer Annaeherung des Schweisskopfes an das Werkstueck 3 zu einer Auslenkung des Taststiftes 1 und elektrischen Kontakt zwischen Taststift 1 und Kontaktelement 8. Die Sensorauswerteeinheit 9 zeichnet fuer die mechanische Auslenkung des Taststiftes verantwortlich. Fig. 1

Description

Zur Gewährleistung der Funktionsfähigkeit besitzen das Kontaktelement 8 und das Werkstück 3 gleiches Potential und der Taststift 1 bildet ein anderes Potential. Bei elektrischem Kontakt des Taststiftes 1 mit dem Werkstück 3 wird von der Sensorauswerteeinheit 10 ein Signal zur Robotersteuerung 11 gegeben. Ist infolge von Rost-oder Zunderschichten auf dem Werkstück 3 kein elektrischer kontakt möglich, kommt es bei weiterer Annäherung des Schweißkopfes an das Werkstück 3 zu einer Auslenkung des Taststiftes 1 und zu einem elektrischen Kontakt zwischen dem Taststift 1 und dem Kontaktelement 8. Parallel dazu zeichnet die Sensorauswerteeinheit 9 für die mechanische Auslenkung des Taststiftes 1 verantwortlich. Um eine nach Fig. 2 horizontale und vertikale Führung eines Roboterschweißbrenners korrigieren zu können, ist von Vorteil, zwei Taststifte parallel am Schweißbrenner des Roboters anzuordnen.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Meßfühler für taktilen Sensor, weicherauf direkten elektrischen Kontakt als auch auf mechanische Auslenkung reagiert, gekennzeichnet dadurch, daß ein Taststift (1) ohne funktionsmäßigen Kontakt mit einem Werkstück (3) mittels einer Membran (2) radial.und axial fixiert ist.
2. Meßfühler für taktilen Sensor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verstärkung der Wirkung der Membran (2) zusätzlich eine Druckfeder 4 axial hinter der Membran (2) angeordnet ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Meßfühler für taktilen Sensor, insbesondere für automatische Schweißanlagen zum MIG-, MAG- und UP-Schweißen und vorzugsweise für den Einsatz an Lichtbogenschweißrobotern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Es ist bekannt, zur Kompensation von Fertigungstoleranzen zur Nahtverfolgung an Schweißautomaten, speziell an Schweißrobotern, Nahtverfolgungssensoren einzusetzen. Speziell Nähte mit kleinen Kehlnahtdicken und geringen Materialdicken der Fügeteile sind auf Grund der Wiederholgenauigkeit des Roboters, Fertigungstoleranzen der Bauteile und Verwerfungen der Teile beim Schweißen ohne Nahtverfolgungssensoren kaum in der geforderten Qualität anzuführen. Die gebräuchlichsten Sensoren sind taktile, induktive, kapazitive und Lichtbogensensoren. Lichtbogensensoren erfordern einen hohen steuerungstechnischen Aufwand und die genaue Einhaltung einer Vielzahl von Randbedingungen. Kapazitive und induktive Sensoren haben infolge der notwendigen Kühlung zur Verminderung der Temperaturdrift eine große Abmessung, wodurch die Zugänglichkeit für den Schweißbrenner behindert wird. Ein weiterer Nachteil solcher Systeme besteht beim Schweißen kurvenreicher Nähte, da diese Systeme eine große sensierte Fläche abdecken und dabei konkave und konvexe Bahnen nicht unterschieden werden können. Taktile Sensoren, die mit elektrischem Potentialunterschied zwischen Meßfühler und Werkstück arbeiten, haben eine punktförmige Abtastung und bei stark gekrümmten Bahnen wird ein konstanter Abstand des Brenners gewährleistet. Bedingungen für die Funktionsfähigkeit solcher Systeme sind metallisch blanke Oberflächen, die in der Regel nur durch mechanische Verfahren wie Strahlen oder Trommeln zu erreichen sind. Rost- und Zunderschichten beeinträchtigen die Funktionsfähigkeit beträchtlich bzw. machen den Sensor unwirksam. Dadurch kann sich zur Gewährleistung des Sensoreinsatzes ein Mehraufwand ergeben, der das Produkt verteuert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Funktionsstörungen an taktilen Sensoren durch Rost-, Zunder- und Farbschichten zu vermeiden.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auf direkten elektrischen Kontakt als auch auf mechanische Auslenkung reagierenden Meßfühler fürtaktile Sensoren zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Taststift ohne funktionsmäßigen Kontakt mit einem Werkstück mittels einer Membran radial und axial fixiert ist. Zur Verstärkung der Membran ist zusätzlich eine Druckfeder axial hinter der Membran angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit dazugehörigen Figuren erläutert werden.

Fig. 1: Prinzipdarstellung eines Meßfühlers mit zusätzlichen Druckfedern hinter der Membran Fig. 2: Prinzipdarstellung parallel angeordneter Meßfühler an einem Schweißbrenner

Der in der Figur 1 dargestellte Meßfühler für einen taktilen Sensor ist zur horizontalen Führung eines Schweißkopfes beim Kehlnahtschweißen eingesetzt. Ein Taststift 1 besteht aus einer Wolfram-Torium-Legierung, um das Anhaften von Schweißspritzern zu vermeiden. Eine Aufnahme 4 und eine Mutter 5 der axialen Lagesicherung des Taststiftes 1 durch Abstützung der Membran 2 im Gehäuse 6. Ein Kontaktelement 8 ist mittels einer Isolationsschicht 7 vom Gehäuse 6 getrennt. Zusätzlich kann hinter der Membran 2 eine Druckfeder 4 in der Art axial angeordnet sein, daß die Wirkung der Membran verstärkt bzw. eine Membran 2 mit geringer Flexibilität eingesetzt werden kann.