(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接用電極のための電極キャップ用マガジンを装填するための装置であって、該装置は電極キャップ回転チャネル（１）からなり、該電極キャップ回転チャネルの一方の端部がスパイラルフィーダと接続され、該スパイラルフィーダの端部では電極キャップが孔の付いた正面側を下にして立っており、及び該電極キャップ回転チャネルは前記電極キャップがそのＺ軸回りを９０°回転するように仕上げられており、
及び該電極キャップ回転チャネルはガイドシュート（２）の上端部と向かい合っているもう一方の端部が、スパイラルフィーダの振動がその他のシステムに伝達されないよう配置され、及び前記電極キャップ回転チャネル（１）の開口部と前記ガイドシュート（２）の開口部が電極キャップの受渡しができるよう向かい合っており、
及び
前記ガイドシュート（２）がその下端部をマガジン装填ユニット（３）と接続されており、該マガジン装填ユニットは装填するべきマガジン（１５）の方を向いた側にマガジン接続部（４）を有しており、該マガジン接続部は、該マガジン（１５）を、前記マガジン接続部（４）の前記マガジン（１５）の方を向いた側で、前記マガジン装填ユニット（３）に固定するマウントを備え、及び
前記マガジン接続部（４）がロックレバーセンサ（１８）を有し、該ロックレバーセンサは前記マガジン（１５）が前記マガジン接続部（４）内で正しい位置にあることを検出し、及び前記マガジン接続部（４）のチャネル内に２つのボールプランジャ（１９）を有し、該ボールプランジャは作動方向に連続して配置されており、及び
前記マガジン装填ユニット（３）内で前記ガイドシュート（２）の下に少なくとも１つのセンサ（１１）が配置されており、該センサが前記ガイドシュート（２）から落下する電極キャップを検知し、及び前記マガジン接続部（４）の反対側にシリンダ（８）が配置されており及び前記マガジン装填ユニット（３）内に止め具（１３）を使って固定されており、及び
前記シリンダ（８）のピストンロッドと接続されたスラストピース（９）が前記シリンダ（８）と前記マガジン装填ユニット（３）のチャネル内にある電極キャップとの間に配置されており、及び
前記ガイドシュート（２）から給送された電極キャップが、その位置つまり前記誘導型センサ（１１）の検出範囲から離れないように、作動方向でセンサ（１１）の後ろにボールプランジャ（１７）が配置されていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、固定アセンブリ（５、６及び７）を使用して、キャップ装填機をスパイラルフィーダに対して３つすべての空間軸で調整するように固定されることを特徴とする、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記電極キャップ回転チャネル（１）が、前記スパイラルフィーダと固定的に接続されていることを特徴とする、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、前記電極キャップ回転チャネル（１）が、前記スパイラルフィーダの振動がその他のシステムに伝達されないように、前記ガイドシュート（２）と接続されていることを特徴とする、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記ガイドシュート（２）が、前面側が透明なシュートのぞきガラス（１４）でカバーされていることを特徴とする、装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、前記透明なシュートのぞきガラス（１４）がアクリルガラスであることを特徴とする、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、前記マガジン装填ユニット（３）の前面側のカバーが透明なカバー（１０）で実施されていることを特徴とする、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、前記透明なカバー（１４）がアクリルガラスであることを特徴とする、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、前記カバー（１０）をロックするためにロックピース（１２）が配置されていることを特徴とする、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置であって、前記マガジン装填ユニット（３）の前面側開口部が整備用開口部として仕上げられていることを特徴とする、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置であって、前記ガイドシュート（２）の前記前面側開口部が整備用開口部として仕上げられていることを特徴とする、装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置であって、前記センサが誘導型センサとして仕上げられていることを特徴とする、装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置であって、前記シリンダ（８）がニューマチックシリンダとして仕上げられていることを特徴とする、装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置であって、前記スラストピース（９）が前記電極キャップと接触する側にキャップ輪郭に相応して切除した部分を備えていることを特徴とする、装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の装置であって、信号処理とバルブ制御がスパイラルフィーダのスイッチボックス内に配置されている制御装置によって行われることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、そのために備えられている電極キャップ用マガジン内で溶接用電極のための電極キャップを回転、位置決め、挿入するための装置に関する。このような電極キャップ用マガジンは、溶接ロボットへ実装するために使用される。
【背景技術】
【０００２】
特に自動車産業の自動化された生産ラインでのボディ製造では、シートメタルを接合するためにしばしばスポット溶接が用いられる。ボディプレート部品を互いに接合するため、ここでは通常溶接ロボットが使用される。この溶接ロボットには溶接ガンが装備され、この溶接ガンのガンアームにはそれぞれ１つのスポット溶接電極が備えられており、この電極にはいわゆる電極キャップが取り付けられている。この溶接ガンは、位置決めされて互いに溶接されるシートメタルのところに案内される。溶接するシートメタルに対する溶接ガンの正確な位置決めは自動化され、コンピュータ制御されて実施される。このような自動化された生産ラインでは、溶接工程は可能な限り高速サイクルで中断することなく行われる。これにより、電極キャップは特に激しい摩耗にさらされる。なぜなら電極キャップの接触面は溶接するボディプレート部品に食い込むからである。
【０００３】
溶接工程では、互いに隣接した溶接するべきボディプレート部品を通って電極キャップ間に電流が流れる。そのとき電極キャップの接触面に変化が生じる。
しばしば接触面の辺縁には焼けビードが形成され、この焼けビードは接触面が大きくなると溶接条件を変化させてしまう。
【０００４】
この変化を防止するために電流の強さを高めるような不経済な対処をしなくてもすむよう、電極キャップは定期的に、その負荷及びその結果生じた変形に応じて、フライス削りで後加工される。
【０００５】
後加工が一定回数実施されると、電極キャップの材料が削り取られて交換が必要になる。そのため、摩耗した電極キャップは溶接用電極シャフトから取り外される。接用電極シャフトに新しい未使用の電極キャップを取り付けるため、通常は簡単な形態のマガジンが使用される。
【０００６】
このマガジンは、溶接ガンが定義された位置で閉じ合わされて新しい電極キャップが拾い上げられ、溶接ガンアームが互いに押しつけ合うことでキャップがその位置で溶接用電極シャフトに固定されるように配置される。
【０００７】
溶接ガンによって作動され得るよう、マガジンは定義された位置に配置しなければならないため、マガジンをその位置に存置し、使用場所で手作業でマガジンを補充する必要がある。
【０００８】
ロボットが作動中は作動範囲に人員が近づくことができないため、したがって安全上の理由から稼働状態でマガジンを補充することはできないため、基本的に工程を中断する必要がある。
この短所を克服するため、交換マガジンが開発された。
【０００９】
特許文献１には、特に溶接ロボットの溶接ガンのための溶接用電極の電極キャップ用マガジンが記述されている。この特許明細書では、ストックする電極キャップを列に並べ、その形状に適したキャップガイドをいわゆるマガジン内に収納する。キャップガイドはマガジンの縦軸に平行に、さらに同じ位置関係で取出し開口部にも設けられている。
【００１０】
その際取出し開口部は、それぞれ１つの溶接キャップがその把持方向に位置決めされた開口部に配置され、その把持全体にわたって露出している場合に、溶接ガンの把持方向に開く。
【００１１】
しかしこれではプロセス中断という欠点をなくすことができない。なぜなら新しいマガジンを取り付けると、やはり溶接ガン動作の調節を新規にプログラミングしなければならないからである。
【００１２】
従来技術によるマガジンは、ロボットセル内で迅速に交換できるよう、装填された状態で保持されなければならない。そのために、このマガジンは通常手作業で装填される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】独国特許第１９９０５４７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、そのために備えられている電極キャップ用マガジン内で溶接用電極のための電極キャップを回転、位置決め、挿入するための装置を提示することであり、この装置を使ってこれまで公知の解決方法の問題を可能な限り防止し、特にプロセス信頼性を保証することである。
【００１５】
この課題は発明により、請求項１〜１５に従った装置によって解決される。
以下では、この装置を図１〜図４と実施例を使用して詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】マガジン１５なしで連結を外した状態の、本発明による装置３の図である。
【図２】マガジン１５付きで連結した状態の、本発明による装置３の図である。
【図３】マガジン１５なしで連結を外した状態の、本発明による装置３の組立分解図である。
【図４】マガジン接続部１４の背面図である。
【００１７】
本発明による装置３は、一方の端部がスパイラルフィーダに接続されている電極キャップ回転チャネル１から構成されている。
スパイラルフィーダにより電極キャップが前もって位置決めされ、給送される。電極キャップはスパイラルフィーダの終端部で孔の付いた正面側を下にして立っている。
【００１８】
この位置で電極キャップは定義された位置で電極キャップ回転チャネル１に受け渡される。
この電極キャップ回転チャネル１はここでは、電極キャップがそのＺ軸回りを９０°回転するように仕上げられている。
ここで電極キャップ回転チャネル１は、スパイラルフィーダの振動を電極キャップ回転チャネル１に伝達し電極キャップを給送しやすくするために、好ましくはスパイラルフィーダと固定的に接続されている。
【００１９】
電極キャップ回転チャネル１のもう一方の端部は、ガイドシュート２の上端部と向かい合って配置されている。
電極キャップ回転チャネル１は、スパイラルフィーダの振動がその他のシステムに伝達されないよう、電極キャップ回転チャネル１の開口部とガイドシュート２の開口部が向かい合って電極キャップの受渡しが確実にできるよう、ガイドシュート２に配置される。  
【００２０】
この場合電極キャップ回転チャネル１とガイドシュート２との間隔はこれらのアセンブリがスパイラルフィーダの作動中も接触せず、しかも隙間が可能な限り小さく保たれるように選択される。
【００２１】
同時に、マガジン１５を装填するために常に一定数の電極キャップが供給されるよう、ガイドシュート２が装填するべきマガジン１５のためのバッファとして取り付けられている。
ガイドシュート２は、前面側が透明なシュートのぞきガラス１４で、好ましくはアクリルガラスでカバーされている。
【００２２】
ガイドシュート２の上部にはセンサ１６が配置されている。このセンサ１６は、電極キャップのガイドシュート２内での装填状態を監視する役目を果たす。所望の最低装填レベルを下回るとセンサ１６に信号が送られなくなり、スパイラルフィーダがスイッチオンになり、ガイドシュート２にさらに電極キャップが給送される。
好ましくはこのセンサ１６は誘導型センサとして仕上げられる。
【００２３】
このガイドシュート２は、その下端部でマガジン装填ユニット３と接続されている。そのためこのマガジン装填ユニット３には上からガイドシュート２を通って電極キャップが装填される。
【００２４】
マガジン装填ユニット３はその端部にマガジン接続部４を備えている。
【００２５】
マガジン接続部のマウントは、このマウントを使ってマガジン１５がマガジン接続部４のマガジン１５の方を向いた側でマガジン装填ユニット３に固定され、それによって装填するべきマガジン１５とマガジン接続部４との間が固定接続される。
【００２６】
マガジン接続部４内には、２つのロックレバーセンサ１８が配置され、これらはマガジン接続部４内でマガジン１５の正確な寸法を検出する。さらに、マガジン接続部４のチャネル内には２つのボールプランジャ１９が、作動方向に連続して配置されており、電極キャップがマガジン接続部４から意図せず落下することを防止している。
【００２７】
ガイドシュート２内の電極キャップ形状に相応したチャネルを通り、マガジン接続部４を通って装填するマガジン１５内へ電極キャップが給送される。
【００２８】
マガジン装填ユニット３内ではガイドシュート２の下にセンサ１１が配置されており、このセンサがガイドシュート２から落下する電極キャップを検知する。
マガジン接続部４の反対側にはシリンダ８が、好ましくはニューマチックシリンダとして仕上げられて配置され、マガジン装填ユニット３内に止め具１３を使って固定される。
シリンダ８のピストンロッドと接続されたスラストピース９は、シリンダ８とマガジン装填ユニット３のチャネル内にある電極キャップとの間に配置されている。このスラストピース９は電極キャップと接触する側にキャップ輪郭に切除した部分を備えている。
【００２９】
ここで電極キャップがマガジン装填ユニット３内でスラストピース９の前にあると、電極キャップはセンサ１１、好ましくは誘導型センサとして仕上げられたセンサによって検知され、シリンダ８が動き出し、マガジン接続部４を通りマガジン１５内へと電極キャップを押し動かす。
【００３０】
信号処理とバルブ制御は好ましくはスパイラルフィーダのスイッチボックス内に配置されている制御装置が受け持つ。
【００３１】
ガイドシュート２から給送された電極キャップが、その位置つまり誘導型センサ１１の検出範囲から離れないように、作動方向でセンサ１１の後ろにボールプランジャ１７が配置されている。マガジン装填ユニット３の前側は、透明なカバー１０を使って覆われ、このカバーは好ましくはアクリルガラス製である。
【００３２】
本発明による解決方法の特別な実施様態では、このカバーは整備用開口部として仕上げられている。
【００３３】
このカバー１０はダブテール型ガイドを使用して取り付けられ及び取り外され得る。カバー１０をロックするため、ロックピース１２が使用される。
この解決方法により、カバー１０は迅速に取り外すことができ、故障又は整備の際に組立の手間なく対応することが可能である。
【００３４】
構成部品５、６及び７から形成された固定アセンブリは、キャップ装填機をスパイラルフィーダに対して３つすべての空間軸で調整するために使用される。
【００３５】
マガジン装填を開始するため、一部安全性に関する条件を満たさなければならない。
１．  センサ１１は１つのキャップを検知しなければならない。それによって電極キャップがスラストピース９の直前にあるよう確保される。
２．  ２つのセンサ１８は、マガジン１５のロックレバーを検知しなければならない。それによってマガジン１５がマガジン接続部４のところのそのために企図された位置にあるよう確保される。
３．  条件１及び２が満たされると、望まれたように確実に開始されるよう、開始条件として備えられたスイッチ、好ましくはフットスイッチとして仕上げられたスイッチが操作されなければならない。
【００３６】
条件１〜３が満たされると、電極キャップがマガジン１５内に押し動かされる。マガジン１５が装填されると、シリンダ８はその後部のストップ位置に達しない。このことは、シリンダ８の終端位置接点で検知され、装填工程は制御によって中断される。
【００３７】
ここでさらに装填工程を開始する場合は、条件１及び２が満たされておりかつフットスイッチを再度操作しなければならない。
【００３８】
２つのシュートを備えたマガジン１５を使用する場合、１つのマガジン１５の２つのシュートが装填されるよう、マガジン１５の各シュートは別々に装填されなければならない。すなわち、マガジンの第一のシュートが装填され、続いてマガジンがそのｘ軸まわりに１８０°回転して新たにセットされ、第二のシュートを装填するために装填工程が新たに開始される。
【符号の説明】
【００３９】
１  電極キャップ回転チャネル
２  ガイドシュート
３  マガジン装填ユニット
４  マガジン接続部
５  固定アセンブリ
６  固定アセンブリ
７  固定アセンブリ
８  シリンダ
９  スラストピース
１０  マガジンのぞきガラス
１１  キャップ検知センサ
１２  ロックピース
１３  止め具
１４  シュートのぞきガラス
１５  マガジン
１６  装填レベルセンサ
１７  ボールプランジャ
１８  ロックレバーセンサ
１９  ボールプランジャ
【図１】
0005928855.tif 000002
【図２】
0005928855.tif 000003
【図３】
0005928855.tif 000004
【図４】
0005928855.tif 000005