DEVICE FOR ADJUSTING TOOLS ARRANGED IN MACHINES

Abstract: 1. Device for setting tools, arranged in machines, at a right angle to a workpiece to be worked, characterized by the following features : a) a probe (21) having a bearing surface (23) for placing onto the workpiece (25) is pivotably mounted in a housing (9), b) a transmission part (27) rigidly adjoins the area of the probe (21) located opposite the bearing surface (23), c) two slides (39, 41) arranged one above the other at a right angle and guided in a longitudinally displaceable manner in the housing (9) can be moved by the free end of the transmission part (27), d) each slide (39, 41) is provided with a slot (43, 45) which is arranged transversely to its longitudinal extent and whose width is only slightly larger than the section (34, 37) of the transmission part (27) accommodated in it, e) the end surfaces of the slides (39, 41) extent up to reference surfaces (47) at the outer periphery of the housing (9) when the reference surfaces (47) assume a right angle relative to the bearing surface (23), f) the protruding or receding of the end surfaces of the slides (39, 41) relative to the reference surfaces (47) identify a position of the device (5) on the workpiece (25) deviating from a right angle.

Description: Vorrichtung zum Einstellen von in Maschinen angeordneten Werkzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen von in Maschinen angeordneten ibkzeugen gemäss dem Oberbegriff des Anspxshs 1. Bei vielen Werkzeugen ist es wichtig, dass sie genau im rechten Winkel auf das Werkstück aufgesetzt werden. Solche Werkzeuge sind beispielsweise Schweisselektroden von Punktschweisseinrichtungen (z. B. Schweiss¯ zange, Schweisszylinder), Bolzenschweisswerkzeuge oder aber auch Werk züge, mittels der auf das Werkstück in anderer Weise - etwa zur Durchführung einer Clinchverbinäing - eingewirkt wird. Eine vom rechten Winkel abweichende Werkzeugstellung hätte je nach Werkzeug eine schlechtere Schweissqualität, einen schräg angeordneten Schweissbolzen oder einen erhöhten Kraftaufwand zur Folge. Bei Vorrichtungen, in denen die oben genannten Werkzeuge starr montiert sind, kam ein grösserer Aufwand beim Einstellen der Werkzeuge relativ zu einer Werkstückauflage in Kauf genommen werden, da diese Einstellung meist über die gesamte Lebensdauer der Vorrichtung beide halten wird. Anders ist dies jedoch, wem die Werkzeuge in frei programmierbaren Einrichtungen - z. B. Schweissrobotern - eingesetzt werden sollen. Besonderes Merkmal dieser Einrichtungen ist, dass mit demselben Werkzeug nacheinander eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen am Werkstück nach einem vorbestimmten Programm angefahren werden und dort stets eine Bearbeitungsoperation durchgeführt werden muss, wobei es wichtig ist, dass das Werkzeug an jeder Stelle genau im rechten Winkel in Anlage an das Werkstück gebracht wird. Zur Erstellung des Programms für einen solchen Bewegungsablauf wird zunächst ein Lernprogramm durchgeführt, bei dem der das Werkzeug tragende Arm der Einrichtung so an des Werkstück herangeführt wird, dass das Werkzeug einen rechten Winkel zu diesem einnimmt. Die Kontrolle des rechten Winkels ist dabei sehr schwierig und zeitaufwendig, ins besondere wenn z. B. Schweisselektroden so ausgerichtet werden sollen, dass sie auf einer stark gekrümmten Fläche im Berührungspunkt eine Normale auf der Tangentialfläche der Krümmung bilden. Um dies sicherzustellen, ist es bekamt, ein Einstellwerkzeug einzug setzen, welches an seinem Aussenumfang drei oder mehr, gegen das Werk¯ stück gerichtete Luftdüsen aufweist. Werden die Luftdüsen beauf- schlagt, dam lässt sich über die Differenz der Irnendrücke in den Düsen oder über gemessene Luftmengenwerte ein Rückschluss auf die Winkellage des Einstellwerkzeuges auf dem Werkstück ziehen. Das Werk¯ zeug muss dem so in seiner Winkellage verändert werden, bis keine Differenzen zwischen den einzelnen Düsen mehr messbar sind. Abgesehen vom hohen Bausufwand derartiger Einrichtungen besteht der Nachteil, dass die Düsen stets ausserhalb der eigentlichen Anlagefläche für das Werkzeug messen müssen und deshalb Messungen an stark ge krümmten Flächen ungenau sind. Besonders störend ist bei derartigen Einstellwerkzeugen, dass sie sehr gross bauen. Da ihr Durchmesser we- sentlich grösser ist als der des eigentlichen Werkzeuges (beispielsweise einer Schweisselektrode), können sie nicht an allen Stellen eingesetzt werden, die für das eigentliche Werkzeug noch zugänglich sind. In der blechverarbeitenden Industrie kommt es sehr häufig vor, dass Schweisspunkte gerade an Flanschen gesetzt werden die nur zur Verbindung mit einen anderen Blechteil dienen und aus Cewichtsersparnisgründen sehr schmal sind. Ihre Breite entspricht etwa dem Durchmesser der Schweisselektrode. An solchen Stellen können die bekannten Vorrichtungen nicht eingesetzt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Vorrichtung so auszubilden, dass sie besonders kostengünstig herstellbar und auch an beengten und stark gekrümmten Flächen zuverlässig einsetzbar ist. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Im Gegensatz zu der bekannten Lösung ist die vorgeschlagene Vorrich tung aus wenigen, einfach herzustellenden maschinenbaulichen Elementen zusammengesetzt. Komplizierte und kostenaufwendige Mess und Auswerteeinrichtungen werden vermieden. Im wesentlichen besteht die Vorrichtung aus einem Taster mit einer auf das Werkstück aufzusetzenden Auflagefläche, einem sich an den Taster starr anschliessenden Ubertra- gungsteil und zwei mit dem Ende des Übertragungsteiles zusammenwirkende Schieber, welche in dem Gehäuse der Vorrichtung aufgenommen sind. Diese Vorrichtung wird beim Einstellvorgang anstelle des eigentlichen Werkzeuges in die Maschine (z B. Vielpunktschweissvorrich tung, Bolzenschweissvorrichtung, Clinchvorrichtung) eingesetzt. Beim Ansetzen der Vorrichtung an das Werkstück nimmt der schwenkbar im Gehäuse gelagerte Taster eine bestimmte Winkellage relativ zum Gehäuse ein. Diese Winkellage wird über das übertragungsteil und die mit ihm verbundenen und im Gehäuse gelagerten Schieber angezeigt. Die beiden, im rechten Winkel zueinander angeordneten Schieber sind so ausgeführt, dass dem, wem sie bündig mit der Aussenkontur des Gehäuses verlaufen, eine rechtwinkelige Stellung des Einstellwerkzeuges auf dem Werkstück kennzeichnen. Die Einstellperson muss also den die Einstellvorrichtung aufnehmenden Abschnitt der Maschine so lange anpassen, bis die beiden Schieber eine bündige Lage mit dem Gehäuse einnehmen. Diese Stellung wird dam fixiert, oder bei programmgesteuerten Anlagen die Koordinaten in das Programm übernommen. Besonders vorteilhaft ist, wenn der Anschluss der Einstellvorrichtung und im wesentlichen die Aussenabmessungen der Vorrichtung mit dem nach dem Einstelivorgang einzusetzenden Werkzeug übereinstimmen. Somit ist gewährleistet, dass das Einstellwerkzeug ohne Probleme anstelle des eigentlichen Werkzeuges in der Maschine aufgenommen werden kam. Durch die im wesentlichen gleichen Aussenabmessungen ist es möglich, den Einstellvorgang für alle Operationen durchzuführen, welche auch durch das Werkzeug durchführbar sind. Es ist also ohne weiteres erkennbar, ob bestimmte Stellen übehaupt noch mit dem Werkezeug bearbeitbar sind. Die Unteransprüche 3 bis 6 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge- stellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Form einer Einstellelektrode, Fig. 2 den Schnitt II-II aus Fig. 1 und Fig. 3 den Schnitt III-III aus Fig. 1. Eine in Fig. 1 dargestellte Einstellelektrode 5 für eine Vielpunkt schweissvorrichtung ist in ihren äusseren Abmessungen gleich den Abl messungen einer Schweisselektrode, die nach erfolgtem Einstelivorgang anstelle der Einstellelektrode 5 in die Vielpunkschweissanlage einen setzt wird. Zu diesem Zweck trägt die Einstellelektrode 5 den gleichen Befestigungskegel 7 wie die (nicht dargestellte) Schweisselektrode. Der Befestigungskegel 7 ist Bestandteil des Gehäuses 9, welches sich aus einem hohlen ersten Teil 11 und einem den Hohlraum 13 abschlie ssenden zweiten Teil 15 zusammensetzt. Der zweite Teil 15 des Gehäuses 9 ist durch ein Gewinde 17 am ersten Teil 11 befestigt. Besonderes Merkmal des zweiten Teiles 15 ist eine kegelstumpfförmige öffnung 19, in der ein#Taster 21 schwenkbar aufgenommen ist. Der Taster berührt mit seiner Auflagefläche 23 ein nur andeutungsweise dargestelltes Werkstück 25. Ein sich an die Auflagefläche nach oben hin anschlie ssender Bereich des Tasters 21 ist als Kugelabschnitt 26 ausgeführt, welcher mit der kegelstumpfförmigen Öffnung 19 des zweiten Teiles 15 des Gehäuses 9 in Form eines Gelenkes zusammenwirkt. An den Kugelabl schnitt 26 des Tasters 21 schliesst sich ein Übertragungsteil 27 an. Dieses Übertragungsteil nimmt einen Stift 29 auf, an dem sich eine Druckfeder 31 abstützt. Das andere Ende der Druckfeder 31 liegt an der inneren Stirnfläche des zweiten Teiles 15 an. Die Druckfeder 31 sorgt dafür, dass der Kugelabschnitt 26 des Tasters 21 stets unter einer gewissen Kraft an der kegelstumpfförmigen Öffnung 19 des zweiten Teiles 15 anliegt. Wie aus Fig. 1 unmittelbar ersichtlich, trägt das freie Ende des Übertragungsteiles 27 Abschnitte 35 und 37, die in Schiebern 39 und 41 aufgenommen sind. Die Schieber 39 und 41 sind im rechten Winkel zueinander angeordnet und im ersten Teil 11 des Gehäuses 9 verschieb¯ bar aufgenommen. Jeder Schieber ist mit einem senkrecht zu seiner Längserstreckung versehenen Schlitz 43 bzw. 45 versehen, in dem der zugeordnete Abschnitt 35 bzw. 37 des Übertragungsteiles 27 gleiten kann. In Fig. 1 ist eine Stellung der Einstellelektrode 5 dargestellt, in der sich eine umlaufende Bezugsfläche 47 am ersten Teil 11 des Ge- häuses 9 genau im rechten Winkel zur Auflagefläche 23 des Tasters 21 - und demnach zur Oberfläche des Werkstückes 25 - befindet. Wird nun die Einstellelektrode in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel auf das Werkstück 25 aufgesetzt, dam hat dies zur Folge, dass nur das Gehäuse 9 den abweichenden Winkel aufweist, während das in ihm aufge rnmmene Übertragungsteil 27 - bedingt durch die plane Anlage der Auflagefläche 23 - senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes 25 steht. Demzufolge treten die äusseren Endflächen der Schieber 39 und 41 (im Sonderfall nur ein Schieber) gegenüber der Bezugsfläche 47 hervor bzw. zurück. Die Bedienperson muss den die Einstellelektrode 5 tragenden Abschnitt der Maschine so verstellen, bis die äusseren Endflächen der Elektroden 39 und 41 bündig zur Bezugsfläche 47 verlaufen. Nach erfolgter Einstellung wird die Einstellelektrode 5 über einen am Gehäuse 9 angeformten Sechskant 49 gelöst und an ihrer Stelle die Schweisselektrode eingesetzt.

Claims: Pat entansprüch e 1. Vorrichtung zum Einstellen von in Maschinen angeordneten Werkzeu gen im rechten Winkel zu einem zu bearbeitenden Werkstück, g e I k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) in einem Gehäuse (9) ist ein Taster (21) mit einer Auflage¯ fläche (23) zum Aufsetzen auf das Werkstück (25) schwenkbar gelagert, b) an den der Auflagefläche (23) gegenüberliegenden Bereich des Taster (21) schliesst sich ein Übertragungsteil (27) an, c) durch das freie Ende des Übertragungsteiles (27) sind zwei übereinander im rechten Winkel angeordnete und im Gehäuse (9) längsverschieblich geführte Schieber (39, 41) bewegbar, d) jeder Schieber (39, 41) ist mit einem quer zu seiner Längs¯ erstreckung angeordneten Schlitz (43, 45) versehen, dessen Breite nur geringfügig grösser ist als der in ihm aufgenom szene Abschnitt (35, 37) des Übertragungsteiles (27), e) die Endflächen der Schieber (39, 41) reichen bis zu Bezugs flächen (47) am Aussenumfang des Gehäuses (9), wenn die Be zugsflächen (47) einen rechten Winkel zur Auflagefläche (23) einnehmen, f) das Hervor- bzw. Zurücktreten der Endflächen der Schieber (39, 41) gegenüber den Bezugsflächen (47) kennzeichnet eine vom rechten Winkel abweichende Stellung der Vorrichtung (5) auf dem Werkstück (25). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, da d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass der Anschluss (7) und im wesentlichen die Aussenabmessungen der Vorrichtung (5) mit dem nach dem Einstellvor- gang einzusetzenden Werkstück übereinstimmen. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e- kennzeichnet , dass der Taster (21) auf seiner dem Gehäuse (9) zugewandten Seite mit einer Gleitfläche versehen ist und die Gleitfläche unter Einwirkung der Kraft einer Feder (31) an eine Gegenfläche (19) am Gehäuse (15) gedrückt wird. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h h n e t, dass die Gleitfläche als Kugelabschnitt ausgebildet ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass des Gehäuse (9) aus einem hohlen ersten Teil (11) und einem den Hohlraum (13) abschliessenden, die Gleitfläche aufweisenden zweiten Teil (15) zusammengesetzt ist, und dass im Bereich des Hohlraums (13) das Übertragungsteil (27) eine Anlage (29) für die Feder (31) aufweist, welche sich an ihrem anderen Ende an der ihr gegenüberliegenden inneren Stirnfläche (33) des zweiten Teiles (15) abstützt. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die von den Schlitzen (43, 45) der Schieber (39, 41) umschlossenen Abschnitte (35, 37) des Übertragungsteiles (27) als Kugelabschnitte ausgebildet sind.

Inventors: MULLER, KARL-HEINZ, RIEDL, VOLKER, Müller, Karl-Heinz
Applicants: AUDI AG
Application year: 1986
Main classification: B23Q16
IPC codes: B23Q17