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Nachbearbeitungsgerät für eine Elektrodespitze - Dokument DE69306490T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69306490T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0581308
Titel Nachbearbeitungsgerät für eine Elektrodespitze
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Nakajima, Toshiharu 1-105, Akatukidai 2-chome, Mie-ken, JP;
Goto, Tadashi 1610-6, Nishi-Chisato, Mie-ken, JP;
Hoshino, Shinji, Mie-ken, JP
Vertreter H. Weickmann und Kollegen, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69306490
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 30.07.1993
EP-Aktenzeichen 931122618
EP-Offenlegungsdatum 02.02.1994
EP date of grant 11.12.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse B23B 5/00
IPC-Nebenklasse B23B 51/10   B23K 11/30   

Beschreibung[de]
1. Sachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem, umfassend eine Widerstandsschweißvorrichtung und eine Bearbeitungsvorrichtung zum Nachformen einer Elektrodenspitze der Widerstandsschweißvorrichtung mittels einer rotierenden Frässchneide nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 (siehe EP-A-0 143 156).

2. Kurze Beschreibung des Stands der Technik

Es sind verschiedene Verfahren zum Nachformen einer Elektrodenspitze einer Widerstandsschweißvorrichtung durch Bearbeiten offenbart worden. Im allgemeinen wird eine Schneide unter Verwendung eines durch Druckluft oder hydraulischen Druck angetriebenen Motors oder unter Verwendung eines elektrischen Motors über einen Riemen oder eine Kette rotiert und die Elektrodenspitze wird bearbeitet.

Wenn eine Elektrodenspitze sowohl an ihre Endfläche als auch um ihre Schrägfläche herum bearbeitet wird, wird eine Schneide verwendet, die einstückig aus End- und Schrägfräsern gebildet ist. Zur Entfernung von durch den Fräsprozeß erzeugten Spänen wird im allgemeinen Druckluft von außen eingeblasen. Der Druck, der bei dem Bearbeitungsvorgang der Spitze auf die Schneide ausgeübt wird, ist der gleiche wie der beim Schweißen ausgeübte Druck. Folglich wird ein durch Drücken erzeugter Stoß wahrscheinlich eine Beschädigung der Frässchneide verursachen. Dies kann auch die genaue Bearbeitung der Elektrodenspitze stören und einen unbearbeiteten Abschnitt in dem Zentrum ihrer Endfläche hinterlassen.

Die EP-A 0143156 offenbart ein Bearbeitungssystem, umfassend eine Widerstandsschweißvorrichtung und eine Bearbeitungsvorrichtung zum Nachformen einer Elektrodenspitze durch wenigstens eine rotierende Frässchneide. Das Bearbeitungssystem umfaßt eine Drucksteuereinrichtung, die einen auf die Elektrodenspitze gegen den Schneidenhalter ausgeübten Druck steuert. Das Bearbeiten der Elektrodenspitze wird wie folgt ausgeführt: vor dem Start des Bearbeitungsvorgangs ist die Elektrode mittels eines Druckluftzylinders, welchem Druckluft zugeführt wird, in einer angehobenen Position gehalten. Wenn der Bearbeitungsvorgang gestartet ist, wird der auf die Kammer des Druckluftzylinders ausgeübte Druck reduziert, so daß sich die Elektrode aufgrund ihres Eigengewichts nach unten zu dem Schneidenhalter bewegt, der zwischen den zwei Elektroden angeordnet ist. Während der nachfolgenden Bearbeitung wird der auf die Kammer ausgeübte Druck konstant gehalten. Nach Beendigung der Bearbeitung der Elektrodenspitze wird der auf die Kammer des Zylinders ausgeübte Druck wieder erhöht und die Elektrode angehoben.

ABRIß DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungssystem vorzusehen, welches in der Lage ist das Nachformen einer Elektrodenspitze in einem kürzeren Zeitabschnitt und gleichmäßiger auszuführen und ein durch Frässpäne verursachtes Zusetzen der Schneiden zu verhindern.

Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung ein verbessertes Bearbeitungssystem vor, umfassend eine Widerstandsschweißvorrichtung und eine Bearbeitungsvorrichtung zum Nachformen einer Elektrodenspitze der Widerstandsschweißvorrichtung mittels wenigstens einem rotierenden Frässchneide und umfaßt ferner einer Drucksteuerungseinrichtung zum Steuern eines auf die Elektrodenspitze gegen einen Schneidenhalter ausgeübten Druck, wobei die Elektrodenspitze beim Setzen der Elektrodenspitze während eines Setz-Zeitabschnittes mit einer relativ kleineren Kraft als der beim Schweißen ausgeübten Kraft gedrückt wird und wobei die Elektrodenspitze beim Bearbeiten während eines Bearbeitungs-Zeitabschnitts mit einer etwas größeren Kraft als der im Setz-Schritt ausgeübten Kraft gedrückt wird und wobei nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt die Elektrode während eines finalen Endbearbeitungs-Zeitabschnitts wieder mit einer kleineren Kraft gedrückt wird. Diese Kräfte werden während den drei Zeitabschnitten mit vorbestimmter Dauer konstant gehalten.

Mit diesem Bearbeitungssystem kann das Nachformen der Elektrodenspitze auf automatische und hervorragende Weise unter Verwendung eines billigeren Spitzen-Werkstoffs ausgeführt werden und die Schneidenbeschädigung aufgrund eines Stoßes, der beim Setzen der Elektrodenspitze verursacht wird und die Erzeugung von Graten, die durch ein Schneideneindringen verursacht werden, können verhindert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist ein Aufriß eines die Erfindung verkörpernden Elektrodenspitzen-Bearbeitungssystems;

Figur 2 ist ein schematischer Plan eines Drucksteuerungssystems für die Schweißzange der Figur 1;

Figur 3 ist eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines Schneidenhalters in der Bearbeitungsvorrichtung der Figur 1;

Figur 4 ist eine schematische Darstellung eines Innenaufbaus, der eine Bearbeitungsvorrichtung und eine Schweißvorrichtungssteuerung enthält;

Figur 5 ist eine Zeittafel, die die Änderung des auf eine Elektrodenspitze ausgeübten Drucks darstellt;

Figur 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Bearbeitungsvorrichtung;

Figur 7 ist auch eine perspektivische Explosionsansicht einer Bearbeitungsvorrichtung;

Figur 8 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht der Bearbeitungsvorrichtung; und

Figur 9 ist eine Seitenschnittansicht der Bearbeitungsvorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Figur 1 zeigt ein Elektrodenspitzen-Bearbeitungssystem und seinen Betrieb. Ein Bezugszeichen 1 ist ein Schweißroboter, bei dem eine Schweißzange an dem Kopf seines drehbaren Arms 2 angebracht ist, wie beispielsweise eine Zange 3 vom X-Typ. An der Schweißzange 3 ist eine Elektrode 4 angebracht, die eine Spitze für eine Punktschweißvorrichtung ist. Die Spitze 4 wird automatisch derart gesteuert, daß sie nach mehreren Schweißbetriebstakten ersetzt und automatisch nachgeformt wird.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Drucksteuerungssystems für die Schweißzange 3. Der auf die Zange 3 ausgeübte Druck wird von einem Luftzylinder 6 über ein Magnetventil 7, das in der Luftpassage angeordnet ist, gesteuert. Dem Magnetventil 7 werden ein Bearbeitungsdrucksignal auf der Basis eines Druckniveausetzsignals, welches von einer Schweißsteuerplatte 9 erzeugt wird, und ein Schweißdrucksignal, welches von einer Schweißsteuerplatte 9 erzeugt wird, zugeführt, so daß sowohl der Druck als auch die Zeit gesteuert werden.

Die von einem nicht dargestellten Kompressor zugeführte Druckluft wird über einen Filter 10 geleitet, dessen Druck von einem Druckregler 11 geregelt wird, und tritt durch eine Ölungsvorrichtung 12 in eine Drucksteuerungsvorrichtung 13. Die Drucksteuerungsvorrichtung 13 umfaßt ein Elektro/Luft- Dosierventil 14, das in Abhängigkeit von einer Eingangsspannung eine Ausgangsluftmenge erzeugt, und das den Druck der Elektrodenspitze 4, der auf den Schneidenhalter in der Bearbeitungsvorrichtung 5 ausgeübt wird, steuert. Von einer Bearbeitungssteuerplatte 8 wird ein Motorbetätigungssignal zu der Bearbeitungsvorrichtung 5 erzeugt. Das Bezugszeichen 15 ist ein Nebeltrenner und 16 ist ein Druckanzeiger.

In Figur 3 ist ein Bezugszeichen 17 ein Schneidenhalter, an dem Fräser für die Elektrodenspitze 4 angebracht sind, 18 ist eine Schrägschneide zum Formen einer schrägen Kante der Spitze 4 und 19 ist eine Endschneide für ein Ende der Spitze 4. Die Endschneide 19 ist derart ausgebildet, daß sie sich mit ihrem Endabschnitt etwas über das Zentrum des Schneidenhalters 17 erstreckt. Der Halter 17 ist über die gesamte Länge der Schneide mit einem Zwischenraum zum Abführen der während der Bearbeitung der Elektrodenspitze 4 erzeugten Späne versehen.

In Figur 4 ist eine 3-Phasen (R, S, T)- 200 V- Wechselstromquelle 21 zum Schweißen gezeigt, die der Bearbeitungssteuerplatte 8 über einen Unterbrecher 22 eine Stellspannung liefert.

Die Bearbeitungssteuerungsplatte 8 umfaßt einen Steuerschalter 23, der sich bei jedem Überstromzustand öffnet, eine Gleichspannungsquelle 24 mit zwei Ausgängen umfassend einen 5 V Kanal-1 und einen 24 V Kanal-2, wobei beide Steuerkreise auf einer Schaltungsplatte gebildet sind. Diese Steuerkreise umfassen: eine Drucksetzschaltung 25 zum Setzen der Niveaus von fünf Schritten und zum Liefern der Druckniveausetzsignale an das Elektro/Luft-Dosierventil 14; und eine Sequenzschaltung 26 zum Erzeugen eines Bearbeitungsvorrichtungstellsignals, etc. Ein Stellstrom wird über ein Festkörperrelais 27 und ein Überstromrelais 28 an einen Antriebsmotor 29 für die Bearbeitungsvorrichtung 5 geliefert. Eine Bearbeitungsdruckanweisung und ein Bearbeitungsbeendungssignal werden von der Schaltungsplatte erzeugt.

Die Schweißsteuerplatte 9, die Steuerstromquellen 30 umfaßt, erzeugt eine Bearbeitungsanweisung, eine Schweißdruckanweisung (Drucksignal) zu dem Magnetventil 7 und eine Bearbeitungsstartanweisung zu der Bearbeitungsvorrichtungssteuerplatte 8.

Figur 5 zeigt die Änderung des Drucks, der im Betrieb durch die Elektrodenspitze 4 auf den Schneidenhalter 17 ausgeübt wird. Wie gezeigt, ist der Maximaldruck beim Bearbeiten gleich oder kleiner als der Druck beim Schweißen. Wenn eine Elektrodenspitze 4 auf den Schneidenhalter 17 gesetzt wird, wird die Elektrodenspitze 4 mit einer relativ kleineren Kraft als der beim Schweißen ausgeübten Kraft gedrückt, um den Stoß zu minimieren. Und wenn die Endfläche bearbeitet wird, wird die Elektrodenspitze 4 mit einer etwas größeren Kraft als der beim Setzen ausgeübten Kraft gedrückt, um die Bearbeitungszeit zu reduzieren, und wird nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt wieder mit einer kleineren Kraft gedrückt. Eine derartige nochmalige Druckreduzierung ermöglicht, daß die Elektrodenspitze 4 leicht in horizontale Richtung vibrieren kann, was dazu dient, eine Spitze, die am Ende der Elektrodenspitze 4 erzeugt ist zu entfernen, um eine hervorragende Endbearbeitung zu erreichen.

Insbesondere wird zum Setzen der Elektrodenspitze 4 in der Periode T1 von 2 bis 6 Sekunden der Anfangsdruck von einer Höhe "2" im Bereich einer Kraft von 981 N (100 kg) ausgeübt; und während der Periode T2 von 1,5 bis 6 Sekunden nachdem die Elektrodenspitze 4 mit der Schrägschneide 18 in Eingriff gelangt ist, wird ein Hauptdruck von einer Höhe "3" im Bereich einer Kraft von 1471,5 N (150 kg) ausgeübt, um ein grobes Bearbeiten auszuführen. Dann wird während der Periode T3 von 1 bis 6 Sekunden für die Endbearbeitung der kleinste Druck von einer Höhe "1" im Bereich einer Kraft von 784,8 N (80 kg) ausgeübt. Auf der anderen Seite wird während der Schweißperiode T4 ein höherer Druck einer Kraft von 245,25 N (25) bis 2943 N (300 kg) auf die Elektrodenspitze 4 ausgeübt.

Das nachfolgende zeigt jeden Betrieb während jeder Zeit:

T1: mit Anfangsdruck: um ein übermäßiges Eindringen oder Eindringschaden zu verhindern, Ausführen eines sanften Arbeitens im Bereich, in dem die Taktzeit nicht verändert wird, ferner dazu beitragend, das für den Antriebsmotor notwendige Drehmoment zu reduzieren.

T2: mit Hauptdruck: um eine verlängerte Zeit zu verhindern, Erhöhen eines Drucks zum Grobbearbeiten der Schrägfläche und der Endfläche.

T3: mit Endbearbeitungsdruck: Ausüben eines abgesenkten Drucks, um die Erzeugung von Graten oder eine Abstufung zu verhindern, um die Oberflächenrauhigkeit zu verbessern.

T4: mit Schweißdruck: Absenken des Rückluftdrucks auf das Druckniveau, das zum Schweißen geeignet ist und schnelles Trennen der Schweißzange.

Eine Drucksteuerung dieser Art ermöglicht es, Schneidenschäden in Folge eines Stoßes, der beim Setzen der Elektrodenspitze 4 erzeugt wird und die Erzeugung von Graten zu verhindern und ferner ermöglicht sie es, eine Elektrodenspitze 4 automatisch in einer minimierten Zeitperiode und unter Verwendung eines billigeren Spitzenwerkstoffs nachzubearbeiten. Da bei dem Anfangsschritt der Bearbeitung ein reduzierter Druck ausgeübt wird, kann ein Antriebsmotor 29 mit einem kleinen Drehmoment verwendet werden. Selbst in einem derartigen Fall kann die Rotationsgeschwindigkeit während des Bearbeitens erhöht werden und somit kann die Elektrodenspitze innerhalb eines kurzen Zeitabschnitts nachgeformt werden. Ferner kann auch anstelle eines Luftzylinders 6 ein Hydraulikzylinder verwendet werden, wobei ein Magnetventil 7 in der Fluidpassage zwischengeschaltet ist.

Wie vorstehend beschrieben ist der Schneidenhalter 17 mit einem Zwischenraum 20 versehen und die Endschneide 19 ist ausgebildet, um sich mit ihrem Endabschnitt etwas über das Zentrum des Schneidenhalters 17 zu erstrecken, wodurch ein Zusetzen verursacht durch Schneidspäne und eine an dem Ende der Elektrodenspitze 4 gebildete Spitze verhindert werden, somit wird ein hervorragendes Nachformen der Elektrodenspitze vorgesehen.

Wie in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist der Schneidenhalter 17 mit einem Gehäuse 34 mit einem Deckel 33 zum Einschließen von Kraftübertragungszahnrädern 31 und 32 integral ausgebildet, wobei ein zentrales Loch des Zahnrads 31 eine Stange 35 aufnimmt, die mit einem Schlüssel versehen ist und wobei die Kraft über ein Zahnrad (Schraubenzahnrad) 36 übertragen wird. Das Gehäuse 34 kann in einer gewünschten Richtung an einer Basis 37 angebracht sein, d.h. dessen Befestigungswinkel kann flexibel gewählt werden. In der Basis 37 ist eine Schnecke 38 eingeschlossen, die mit dem Zahnrad 36 in Eingriff steht und dasselbe dreht.

Ferner ist in der Basis 37 ein Zahnrad 39 eingeschlossen, das die Schnecke 38 koaxial dreht und diese sind durch eine Abdeckung 40 bedeckt. Die Bezugszeichen 41 bis 43 sind ein Rotor, ein Stator bzw. eine Abdeckung des Antriebsmotors 29 und alle sind durch ein Abdeckungsgehäuse 44 abgedeckt und die Kraft wird über jedes der Zahnräder zu dem Schneidenhalter 17 übertragen.

Die Figuren 8 bzw. 9, in denen die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente wie in den Figuren 6 und 7 verwendet sind, stellen eine teilweise geschnitte Draufsicht und eine seitliche Schnittansicht der Bearbeitungsvorrichtung 5 dar.


Anspruch[de]

1. Bearbeitungssystem, umfassend eine Widerstandsschweißvorrichtung und eine Bearbeitungsvorrichtung zum Nachformen einer Elektroden- (4)-Spitze der Widerstandsschweißvorrichtung mittels wenigstens einer rotierenden Frässchneide (18, 19), eine Drucksteuer-/-regeleinrichtung (13) zum Steuern/Regeln eines auf die Elektroden-(4)-Spitze gegen einen Schneidenhalter (17) ausgeübten Drucks, wobei die Elektroden-(4)-Spitze beim Setzen der Elektroden-(4)- Spitze während eines Setz-Zeitabschnitts (T&sub1;) mit einer relativ kleineren Kraft als der beim Schweißen ausgeübten Kraft gedrückt wird, wobei die Elektroden-(4)-Spitze beim Bearbeiten während eines Bearbeitungs-Zeitabschnitts (T&sub2;) mit einer etwas größeren Kraft als der im Setzschritt ausgeübten Kraft gedrückt wird und nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt während eines Endbearbeitungs-Zeitabschnitts (T&sub3;) mit einer noch kleineren Kraft gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte während der drei Zeitabschnitte (T&sub1;, T&sub2;, T&sub3;) mit jeweils vorbestimmter Dauer konstant gehalten werden.

2. Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, bei welchem ein Zwischenraum (20) zum Ablassen von Frässpänen über die gesamte Länge des Schneidenhalters (17) gebildet ist und sich eine Endschneide (19) geringfügig mit ihrem Ende über das Zentrum des Schneidenhalters (17) erstreckt.

3. Bearbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem sowohl eine Schrägbearbeitungsschneide (18) als auch eine Endbearbeitungsschneide (19) für die Elektroden-(4)- Spitze in dem Schneidenhalter (17) angebracht ist.

4. Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Schneidenhalter (17) in einer gewünschten Winkelrichtung angebracht ist.

5. Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der Maximaldruck (EA SV), der auf die Elektroden-(4)-Spitze bei der Bearbeitung ausgeübt wird, der gleiche oder kleiner ist als der beim Schweißen ausgeübte Druck.

6. Bearbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Schneidenhalter (17) mit der wenigstens einen Frässchneide (18, 19) ausgestattet ist, wobei der auf die Elektroden-(4)-Spitze ausgeübte Druck mittels eines Steuer-/Regelventils (7) gesteuert/geregelt wird, das in einer Fluidpassage in Verbindung mit einem Luft- oder Hydraulikzylinder (6) zwischengeschaltet ist, der Druck auf die Elektroden-(4)-Spitze ausübt.

7. Bearbeitungssystem nach Anspruch 6, bei welchem die Zeitabschnitte (T1, T2, T3) des Druckes für die Elektroden-(4)-Spitze und der auf diese ausgeübte Druck (EA SV) von dem Steuer-/Regelventil (7) gesteuert/geregelt werden, das in der Fluidpassage angeordnet ist.







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