DE3707572C2

DE3707572C2 - Pneumatically operated welding gun for electrical resistance spot welding

Info

Publication number: DE3707572C2
Application number: DE19873707572
Authority: DE
Inventors: Lothar Leinweber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2007-03-11
Also published as: DE3707572A1

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch betätigte Schweißzange mit angebautem Transformator für die elektrische Widerstands-Punktschweißung, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit Industrierobotern wobei wenigstens eine der beiden Elektroden durch mehrere pneumatische Kolbentriebe gegen die Gegen elektrode bewegbar ist, deren am vorderen Ende zur Schweißelektrode hin zurückgebogener Gegenelektroden arm mit einem Führungsschienenpaar gegen die Wirkung von Ausgleichsfedern in beiden Richtungen parallel zum Schweißelektrodenschaft am Schweißzangengrundkörper beweglich gelagert ist.The invention relates to a pneumatically operated Welding gun with attached transformer for the electrical resistance spot welding, in particular for use in connection with industrial robots wherein at least one of the two electrodes passes through several pneumatic piston drives against the counter Electrode is movable, which at the front end Welding electrode bent back counter electrodes poor with a pair of guide rails against the effect of compensation springs in both directions parallel to Welding electrode shaft on the base of the welding gun is movably mounted.

Derartige Schweißzangen sind bereits seit langem allge mein bekannt. Durch die Druckschrift DE 82 03 736 U1 ist eine Ausführungsform bekannt geworden, wobei als Antrieb der Schweißelektrode drei parallel wirkende Kolbentriebe vorgesehen sind, deren Kolbenstangen mit einer einen Schweißelektrodenschaft tragenden Traverse verbunden sind. Mit dieser Anordnung mehrerer kleiner, parallel wirkender Kolbentriebe soll das Volumen der Schweiß zange, insbesondere deren Bauhöhe, verringert werden.Such welding guns have long been common my known. The publication DE 82 03 736 U1 is one Embodiment known, being the drive of Welding electrode three parallel piston drives are provided, the piston rods with a one Welding electrode shaft carrying crossbar connected are. With this arrangement of several smaller, parallel Acting piston drives are said to be the volume of sweat pliers, especially their overall height, can be reduced.

Weitere Probleme, die sich bei den Elektrodenbewegungen an der Schweißzange ergeben, lassen sich zwar durch Anordnung mehrerer Kolbentriebe an der Schweißzange beheben, jedoch nicht bei den bisher bekannten Anord nungen der Kolbentriebe.Other problems that arise with electrode movements on the welding gun, can be Arrangement of several piston drives on the welding gun fix, but not with the previously known arrangement piston drives.

Eines dieser Probleme ergibt sich daraus, daß die gesamte Bewegungsstrecke der Schweißelektrode sowohl in der Arbeitsrichtung, als auch in der Gegenrichtung jeweils aus einem Vorhub und meist einer Reihe von Arbeitshuben besteht. Der Vorhub bewirkt ein aus reichend weites Öffnen der Schweißzange, damit sie voluminöse Teile der zu bearbeitenden Werkstücke, z. B. die Türrahmen an Pkw-Karosserien, übergreifen kann, um dahinterliegende flache Teile des Werkstückes ver schweißen zu können. Beim Vorhub ist also ein großer Hub des Schweißelektrodenschaftes bei geringem Kraft aufwand erforderlich.One of these problems arises from the fact that entire movement distance of the welding electrode both in the working direction as well as in the opposite direction each from a preliminary stroke and usually a series of There are working strokes. The forward stroke causes an off enough opening of the welding gun so that it voluminous parts of the workpieces to be machined, e.g. B. can overlap the door frames on car bodies, ver behind flat parts of the workpiece to be able to weld. So in the forward stroke is a big one Stroke of the welding electrode shaft with little force effort required.

Bei den Arbeitshüben wird der Schweißelektrodenschaft jeweils nur kurz zurückgezogen, um die Schweißzange von einem Schweißpunkt zum anderen entlang einer Schweißpunktlinie bewegen zu können. Dabei ist jedoch für das Schließen der Schweißzange bis zur Erreichung des erforderlichen Elektrodendruckes eine wesentlich größere Kraft erforderlich, als beim Vorhub. Der unter schiedliche Kraftbedarf zwischen dem Vorhub und den Arbeitshüben ist also das andere Problem, welches bei den bekannten Anordnungen mehrerer Kolbentriebe an einer Schweißzange nicht gelöst wird. The welding electrode shaft is used for the working strokes only pulled back briefly to the welding gun from one welding spot to another along one To be able to move the welding point line. However, it is for closing the welding gun until it is reached the required electrode pressure is essential greater force required than in the preliminary stroke. The under different power requirements between the preliminary stroke and the Working strokes is the other problem with the known arrangements of several piston drives a welding gun is not loosened.

Darüber hinaus ist noch eine Differenzierung des Kraft bedarfs bei den Arbeitshüben erforderlich, die vom Material und von der Form des Werkstückes abhängig ist und sehr unterschiedlich sein kann. Auch dieser Differenzierung des Kraftbedarfs bei den Arbeitshüben kann bei den Schweißzangen mit mehreren Kolbentrieben In der bekannten Anordnung nicht Rechnung getragen werden.In addition, there is a differentiation of strength required for the working strokes, which are from Material and depending on the shape of the workpiece is and can be very different. This one too Differentiation of the power requirement for the working strokes can be used with welding guns with several piston drives Not taken into account in the known arrangement will.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine pneumatisch betätigte Schweißzange für die elektrische Widerstands-Punktschweißung insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit Industrierobotern zu schaffen, wobei die Schweißelektrode durch mehrere pneumatische Kolben triebe bewegbar ist und die Mängel der bekannten Schweißzangen dieser Art beseitigt sind. Insbesondere soll durch entsprechende Anordnung und Gestaltung der Kolbentriebe und durch zusätzliche Mittel den unter schiedlichen Erfordernissen für den Vorhub und den Arbeitshub Rechnung getragen werden.The invention is therefore based on the object pneumatically operated welding gun for the electrical Resistance spot welding especially for use in connection with industrial robots, whereby the welding electrode by means of several pneumatic pistons drives is movable and the shortcomings of the known Welding guns of this type are eliminated. Especially by appropriate arrangement and design of the Piston drives and by additional means the under different requirements for the preliminary stroke and the Work stroke are taken into account.

Ferner soll mit geringstmöglichem Aufwand eine Anpas sung des Elektrodendruckes beim Arbeitshub an die jeweiligen werkstückbedingten Erfordernisse möglich sein.Furthermore, adjustment should be carried out with the least possible effort solution of the electrode pressure during the working stroke to the respective workpiece-related requirements possible be.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Schweißzange mit den Merkmalen gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.To achieve this object, the invention is based on a welding gun with the features according to the waiter Concept of claim 1.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine solche Schweißzange die Merkmale ge mäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufweist. The object is achieved according to the invention solved that such a welding gun ge according to the characterizing part of claim 1.

Technische Vervollkommnungen, alternative Lösungs möglichkeiten und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 bis 10 hervor.Technical perfections, alternative solutions Possibilities and further features of the invention emerge from claims 2 to 10.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer sie bei spielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematisierter Darstellung:The invention is based on a playing drawing, for example. In a schematic representation:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schweißzange; Fig. 1 is a side view of a welding gun according to the invention;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schweißzange gern. Fig. 1; Fig. 2 likes a top view of the welding gun. Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A gem. Fig. 1; Fig. 3 shows a section along the line AA. Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht wie Fig. 2, jedoch mit einer anderen Spreizeinrichtung. Fig. 4 is a plan view like Fig. 2, but with a different spreader.

Die erfindungsgemäße Schweißzange hat einen Schweiß zangengrundkörper 1, an dem ein Zylinderblock 2 angeordnet ist. In diesem ist ein zentraler Kolben trieb 3 für den Vorhub des Schweißelektrodenschaftes 4 in dessen Bewegungsrichtung auf der gleichen Achslinie angeordnet. Der Schweißelektrodenschaft 4 ist mit der Kolbenstange 3a des zentralen Kolbentriebes 3 durch eine vor dem Zylinderblock 2 querliegende Traverse 5 verbunden, an deren beiden Enden je eine Schubstange 6, 7 angeordnet ist. Beide Schubstangen sind parallel zur Bewegungsrichtung des Schweißelektrodenschaftes 4 beweglich am Schweißzangengrundkörper 1 gelagert.The welding gun according to the invention has a welding gun body 1 , on which a cylinder block 2 is arranged. In this a central piston drive 3 is arranged for the forward stroke of the welding electrode shaft 4 in the direction of movement on the same axis line. The welding electrode shaft 4 is connected to the piston rod 3 a of the central piston drive 3 by means of a crossbar 5 lying transversely in front of the cylinder block 2 , on the two ends of which a push rod 6 , 7 is arranged. Both push rods are movably mounted on the welding gun base body 1 parallel to the direction of movement of the welding electrode shaft 4 .

Die hinteren Enden der Schubstange 6, 7 sind je durch einen Kniehebel 8, 9 mit einem Festpunkt 10, 11 am Schweißzangengrundkörper 1 verbunden. Dabei liegen die Hebelarme beider Kniehebel 8, 9 in der Ebene der Schub stange 6, 7.The rear ends of the push rod 6 , 7 are each connected by a toggle lever 8 , 9 to a fixed point 10 , 11 on the base 1 of the welding gun. The lever arms of both toggle levers 8 , 9 are in the plane of the push rod 6 , 7 .

In dem Zylinderblock 2 sind zu beiden Seiten des zentralen Kolbentriebes 3 für den Vorhub der Schweißelektrode 4a je zwei weitere Kolbentriebe 12, 13; 14, 15 für den Arbeitshub der Schweißelektrode 4a angeordnet, die jedoch in umgekehrter Richtung expan dieren. Deren aus der Rückseite des Zylinderblockes 2 herausragende Kolbenstangen sind durch eine an der Rückseite des Zylinderblockes 2 befindliche platten förmige Traverse 16 miteinander verbunden.In the cylinder block 2 on each side of the central piston drive 3 for the forward stroke of the welding electrode 4 a two further piston drives 12 , 13 ; 14 , 15 arranged for the working stroke of the welding electrode 4 a, but expan in the reverse direction. The piston rods protruding from the rear of the cylinder block 2 are connected to one another by a plate-shaped cross member 16 located on the rear of the cylinder block 2 .

Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 und 2 trägt die Traverse an ihrer Außenseite einen in der Ebene der Schubstangen 6, 7 liegenden Keilkörper 17, an dessen Keilflächen die Gelenke 8a, 9a der Kniehebel 8, 9 anliegen. Dieser Keilkörper 17 bildet zusammen mit den Kniehebeln 8, 9 eine Spreizeinrichtung, wo durch die Schubstangen 6, 7 und mit ihr die Schweiß elektrode 4a bei mehr oder weniger starker Untersetzung des Kolbenhubes und infolgedessen mit großer Kraft als Arbeitshub weiter gegen die Gegenelektrode 18 geschoben werden.In the embodiment according to. Fig. 1 and 2 bears the crossbeam on its outer side a in the plane of the push rods 6, 7 lying wedge body 17, on whose wedge surfaces the joints 8 a, 9 a, the toggle 8, 9 abut. This wedge body 17 forms together with the toggle levers 8 , 9 a spreading device, where through the push rods 6 , 7 and with it the welding electrode 4 a with more or less strong reduction of the piston stroke and consequently pushed with great force as a working stroke against the counter electrode 18 will.

Die Gegenelektrode 18 ist in an sich bekannter Weise an einem Gegenelektrodenarm 19 angeordnet, der mit einem Führungsschienenpaar 20 gegen die Wirkung von Ausgleichsfedern 21, 22 parallel zum Schweißelektroden schaft 4 beweglich am Schweißzangengrundkörper 1 gelagert und dessen freies Ende gegen die Schweiß elektrode 4a zurückgebogen ist.The counter electrode 18 is arranged in a known manner on a counter electrode arm 19 which is mounted with a pair of guide rails 20 against the action of compensating springs 21 , 22 parallel to the welding electrode shaft 4 movable on the welding gun base body 1 and the free end of which is bent back against the welding electrode 4 a .

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die mit der an der Rückseite des Zylinder blockes 2 befindlichen Traverse 16 verbundene Spreiz einrichtung aus einem Doppel-Kniehebel 123. Dieser ist mit einem seiner Kniegelenke 123a in der Mitte der Traverse 16 und mit dem gegenüberliegenden Kniegelenk 123b auf der Mittelachslinie an einem Festpunkt 124 am Schweißzangengrundkörper 1 angeordnet. In the illustrated in Fig. 4 embodiment, the cross member 16 associated with the spreading located block to the rear of the cylinder 2 device consists of a double toggle lever 123. This is arranged with one of its knee joints 123 a in the middle of the cross member 16 and with the opposite knee joint 123 b on the central axis line at a fixed point 124 on the welding gun base body 1 .

Seine Hebelenden 123c, 123d sind paarweise an den Kniegelenken 8a, 9a der Schubstangen-Kniehebel 8, 9 angelenkt.Its lever ends 123 c, 123 d are articulated in pairs on the knee joints 8 a, 9 a of the push rod toggle lever 8 , 9 .

Es sind auch noch andere Ausführungen der Spreiz einrichtung möglich, z. B. mit zwei Lenkern, die je weils mit einem Ende auf der Rückseite des Zylinder blockes an der Traverse angelenkt sind und mit ihrem anderen Ende jeweils an einem Kniegelenk der Schub stangen-Kniehebel angreifen, wobei diese Verbindungs punkte in einer Zwangsführung beweglich sind.There are other versions of the spread furnishing possible, e.g. B. with two handlebars, each because with one end on the back of the cylinder blockes are articulated on the traverse and with their at the other end the thrust at one knee joint Attack the rod toggle, this connecting points are movable in a positive guidance.

Ganz gleich, wie die Spreizeinrichtung ausgeführt ist, ergibt sich folgender Funktionsablauf der Schweiß zange:
Durch Ausfahren des zentralen Kolbentriebes 3 voll zieht der Schweißelektrodenschaft 4 den Vorhub. Dabei werden die mit dem Schweißelektrodenschaft 4 durch die Traverse 5 ,verbundenen Schubstangen 6, 7 mitgenommen und die Kniehebel 8, 9 an ihren hinteren Enden vor gestreckt.Regardless of how the spreader is designed, the following sequence of functions of the welding gun results:
By extending the central piston drive 3, the welding electrode shaft 4 pulls the preliminary stroke. The push rods 6 , 7 connected to the welding electrode shaft 4 by the cross member 5 , are carried along and the toggle levers 8 , 9 are stretched at their rear ends.

Für die darauf folgende Reihe von Arbeitshüben des Schweißelektrodenschaftes 4 werden jeweils die anderen Im Zylinderblock 2 angeordneten Kolbentriebe 12, 13, 14, 15 beaufschlagt. Durch deren Expansion in entgegen gesetzter Richtung wird über die sie miteinander ver bindende Traverse 16 die Spreizeinrichtung (Keilkörper 17 bzw. Doppelkniehebel 123) betätigt, die eine weitere Streckung der Kniehebel 8, 9 an den Schub stangen 6, 7 bewirkt. Die Schubstangen 6, 7 und mit ihnen der Schweißelektrodenschaft 4 werden mit größerer Kraft gegen die Gegenelektrode 8 gedrückt. Die Rück führung des Elektrodenschaftes 4 erfolgt in umgekehr ter Reihenfolge.For the subsequent series of working strokes of the welding electrode shaft 4 , the other piston drives 12 , 13 , 14 , 15 arranged in the cylinder block 2 are acted upon. By expanding them in the opposite direction, the spreading device (wedge body 17 or double knee lever 123 ) is actuated via the crossbeam 16 which binds them together, which rods 6 , 7 causes a further extension of the toggle levers 8 , 9 to the thrust. The push rods 6 , 7 and with them the welding electrode shaft 4 are pressed against the counterelectrode 8 with greater force. The return of the electrode shaft 4 takes place in reverse order.

Claims

1. Pneumatically operated welding gun with attached transformer for electrical resistance spot welding, in particular for use in conjunction with industrial robots, with at least one of the two electrodes being movable against the counter electrode by a plurality of pneumatic piston drives, the electrode arm of which is bent back at the front end to the welding electrode with a pair of guide rails against the action of compensation springs in both directions parallel to the welding electrode shaft on the welding gun base body, characterized by the following features:

a) A cylinder block ( 2 ) is arranged on the welding gun base body ( 1 ), in which at least one central piston drive ( 3 ) for the forward stroke of the welding electrode shaft ( 4 ) is arranged in its direction of movement on the same axis line or parallel to the axis and with the welding electrode shaft ( 4 ) is non-positively connected;
b) the welding electrode shaft ( 4 ) is connected to the piston rod of the central piston drive ( 3 ) or the piston drives for the forward stroke of the welding electrode ( 4 a) by a cross member ( 5 ) which lies transversely in front of the cylinder block ( 2 ), the two ends of which are connected to one push rod each ( 6 , 7 ) is connected, both push rods ( 6 , 7 ) parallel to the direction of movement of the welding electrode shaft ( 4 ) are movably mounted on the basic body of the welding gun ( 1 );
c) the rear ends of the push rods ( 6 , 7 ) are each connected by a toggle lever ( 8 , 9 ) with a fixed point ( 10 , 11 ) on the welding gun body ( 1 ), the lever arms of both toggle levers ( 8,9 ) in the Plane of the push rod ( 6 , 7 ) or approximately in the plane of which are directed towards one another;
d) at least two further pneumatic piston drives ( 12 , 13 , 14 , 15 ) acting on the toggle levers ( 8 , 9 ) of the push rods ( 6 , 7 ) for the working stroke of the welding electrode ( 4 a) are arranged on the welding gun base body ( 1 ) .

2. Pneumatically operated welding gun according to claim 1, characterized by the following features:

a) The over the toggle levers ( 8 , 9 ) on the push rods ( 6 , 7 ) acting piston drives ( 12 , 13 , 14 , 15 ) for the working stroke of the welding electrode ( 4 a) are parallel to the central piston drive ( 3 ) for the Advance stroke in the cylinder block ( 2 ) arranged in the opposite direction of work;
b) the piston rods emerging from the rear of the cylinder block ( 2 ) of the piston drives acting on the push rods ( 6 , 7 ) ( 12 , 13 , 14 , 15 ) are by a traverse ( 16 ) located on the rear of the cylinder block ( 2 ) connected with each other;
c) the cross member ( 16 ) carries on its outside a device with the toggle levers ( 8 , 9 ) on the push rods ( 6 , 7 ) non-positively connected.

3. Pneumatically operated welding gun according to claims 1 and 2, characterized in that the on the back of the cylinder block ( 2 ) on a crossbar ( 16 ) arranged, positively with the knee levers ( 8 , 9 ) of the thrust rods ( 6 , 7 ) connected spreading device is a wedge body ( 17 ) lying in the plane of the push rods, on the wedge surfaces of which the joints ( 8 a, 9 a) of the toggle levers ( 8 , 9 ) rest.

4. Pneumatically operated welding gun according to claims 1 and 2, characterized in that on the back of the cylinder block ( 2 ) on a crossmember ( 16 ) is arranged, non-positively with the toggle levers ( 8 , 9 ) of the push rods ( 6 , 7th ) connected Spreizeinrich device is in the plane of the push rod toggle lever ( 8 , 9 ) lying double toggle lever ( 123 ) with one knee joint on the cross member ( 16 ) and with the other, opposite knee joint ( 123 b) on a rear Fixed point ( 124 ) on the welding gun body ( 1 ) is arranged, its lever ends ( 123 c, 123 d) in pairs on the joints ( 8 a, 9 a) of the push rod toggle lever ( 8 , 9 ) are articulated.

5. Pneumatically operated welding gun according to one of claims 1 to 4, characterized in that more than two piston drives ( 12 , 13 , 14 , 15 ) for the working stroke of the welding electrode ( 4 a) in the cylinder block ( 2 ) in any position in parallel to the central piston drive ( 3 ) for the preliminary stroke, the crossbeam ( 16 ) located at the rear of the cylinder block ( 2 ) being designed as a plate with which all piston rods of the piston drives ( 12 , 13 , 14 , 15 ) are connected.

6. Pneumatically operated welding gun according to claim 1, characterized in that each push rod ( 6 , 7 ) is assigned to at least one piston drive, which with the joint ( 8 a or 9 a) of the toggle lever ( 8 or 9 ) of the relevant push rod ( 6 or 7 ) connected and in the rear area of the welding gun body ( 1 ) is arranged so that the axes of the push rod ( 6 or 7 ) and the piston drive intersect in one plane and the direction of expansion of the piston drive against the toggle lever ( 8 or 9 ) is directed.

7. Pneumatically operated welding gun according to one of claims 1 to 6, characterized in that each piston drive ( 3 ) for the forward stroke of the welding electrode ( 4 a) has a plurality of pistons arranged on a piston rod, each of which has the cylinder space in a plurality of successive chambers divide a compressed air connection.

8. Pneumatically operated welding gun according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least some of the piston drives ( 12 , 13 , 14 , 15 ) for the working stroke of the welding electrode ( 4 a) each have a plurality of pistons arranged on a piston rod, which divide the cylinder space into several successive chambers, each with a compressed air connection.

9. Pneumatically operated welding gun according to one of claims 1 to 8, characterized in that the compensating springs on the pair of guide rails ( 20 ) on the counter-electrode arm ( 19 ) are designed as adjustable compressed air springs.

10. Pneumatically operated welding gun according to claim 3, characterized in that the wedge surfaces of the wedge body ( 17 ) are formed out as curves.