POWER TRANSFER BETWEEN THE ARMS OF A WELDING ROBOT

Abstract: 1. A method of transmitting welding energy from one arm (1) to a subsequent arm (2) of a welding robot, wherein the arms (1, 2) are mounted for rotation about their longitudinal axes (17, 15), characterized in that the welding energy is transmitted inductively from one arm to the other.

Description: Verfahren zum übertragen von Schweissenergie Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Übertragen von Schweissenergie der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art, sowie auf ein Schweissroboter zur Durchführung des Verfahrens. Bei Schweissrobotern ist üblicherweise die letzte Achse diejenige Achse, die die meisten Drehbewegungen durchführt. Aus diesem Grunde vermeidet man es, den Schweissstrom zwischen der vorletzten und der letzten Achse mittels Kabel zu übertragen. Dieses Kabel hat den Nachteil, dass es aufgrund der Vielzahl von Bewegungsabläufen sich verdrillt und zu brechen beginnt. Die DE-PS 31 05 105 beschreibt zu diesem Zweck einen Drehanschluss, welcher aus Schleifringen besteht. Die Schleifringe werden durch ein Druckmittel gegeneinander gedrückt, so dass eine sichere Stromübertragung gewährleistet ist. Einen anderen Weg beschreibt die DE-OS 26 59 743. Dort ist der Schweisstransformator als Hochfrequenztransformator ausgebildet und am letzten Arm eines Schweissroboters befestigt. Das Energieversorgungskabel wird hierbei über eine separate Führung von oben dem Transformator zuge geleitet. An dem Transformator selbst sind die Elektroden in bekannter Weise befestigt. Der Hochfrequenztransformator hat den Vorteil, dass er leichter baut, so dass die Belastung der Lager der einzelnen Arme sich in Grenzen hält. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie der Schweissstrom verschleissfrei bei Schweissrobotern übertragen-werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, dass aufgrund der induktiven Übertragung keine sich berührenden Teile, wie bei Schleifringen, vorhanden sind, so dass ein Verschleiss oder eine Korrosion nicht gegeben ist. Damit wird in Abhängigkeit der Grösse des Luftspaltes der Schweissstrom während der gesamten Einsatzdauer des Schweissroboters in gleichbleibender Qualität übertragen. Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitender Schweissroboter ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet. Zur induktiven Übertragung wird im einfachsten Fall ein Transformator vorgesehen. Der Transformator ist hierbei derart geteilt, dass eine Hälfte an dem Gehäuse eines Armes befestigt ist und die übrige Hälfte mit dem des folgenden Armes verbunden ist. Dadurch dreht sich die eine Hälfte des Transformators um die Drehachse des vorletzten Armes und die andere Hälfte um die Drehachse des letzten Armes. Diese Aufteilung hat den Vorteil, dass sie baulich einfach herzustellen ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung (Anspruch 3) vereinigt den zur induktiven Übertragung vorgesehenen Transformator mit dem ebenfalls notwendigen Schweisstransformator. Neben der baulichen Vereinfachung des Schweissroboters hat diese Lösung noch den Vorteil, dass das Primärkabel des Schweisstransformators direkt mit der vorletzten Achse verbunden wird. Das Primärkabel ist üblicherweise in Querschnitt dünner und verträgt deshalb die schon wesentlichen geringeren Bewegungen der vorletzten Achse des Schweissroboters wesentlich besser. Die Weiterbildung nach Anspruch 4 beschreibt eine vorteilhafte Teilungsmöglichkeit des Schweisstransformators. Da üblicherweise die Arme rotationssymmetrisch aufgebaut sind, ist die Weiterbildung nach Anspruch 5 vorteilhaft. Hierdurch wird der Armdurchmesser nur unwesentlich vergrössert, so dass der Schweissroboter auch durch enge Durchlässe an die Schweissstellen gelangen kann. Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 wird zur induktiven Übertragung der Schweissenergie vorgesehene Fläche vergrössert und die durch den Luftspalt bedingten Verluste verringert. Der Anspruch 7 beschreiben günstige Aufbauten für die Kernringe und die Kerndeckel. Um eine leichte Auswechselbarkeit der Schweisszangen zu erreichen ist die Weiterbildung nach Anspruch 8 sinnvoll. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Abbildung ist ein schematischer Querschnitt durch einen Teil eines Schweissroboter dargestellt. Da sich die Erfindung nur mit der Anordnung der Übertragung des Schweissstromes beschäftigt, ist als Beispiel der vorletzte Arm 1 und der letzte Arm 2 des Schweissroboters schematisch dargestellt. An dem Arm 2 ist der Drehtransformator 3 zur induktiven Übertragung des Schweissstromes#befestigt, der gleichzeitig als Schweisstransformator ausgebildet ist. Er steht in direkter Verbindung mit einem nur schematisch angedeuteten Elektrodenhalter 4 bzw. mit einer Schweisszange. Der Drehtransformator 3 ist als Ringtransformator ausgeführt, dessen Zentrum in der Drehachse 15 des letzten Armes 2 liegt. Da der Ringtransformator bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt aufweist, liegt die erfindungsgemäss vorhandene Teilungsebene 5 in einer Diagonale. Die Primärwicklung 6 des Ringtransformators ist drehfest verbunden mit dem Kernring 7 sowie dem Kerndeckel 8. Gehalten wird dieser Teil des Ringtransformators von einem Flansch 9, der mit dem Gehäuse des Armes 2 fest verbunden ist und somit um die Drehachse (17) des Armes 1 drehbar ist. Die Sekundärwicklung 10 des Ringtransformators ist befestigt an dem Kerndeckel 11 sowie dem Kernring 12. Gehalten werden diese Teile des Ringtransformators von einer Hülse 13. Diese ist um die Drehachse 15 des Armes 2 drehbar angeordnet, indem sie auf dem Wellenabsatz 16 befestigt ist. Die Hülse 13, der Elektrodenhalter 4, der Kernring 12, der Kerndeckel 11 sowie die Sekundärspule 10 bilden baulich eine Einheit, die bei einem Schwei# zangenwechsel gemeinsam von dem Wellenstummel entfernt werden, indem die zentrale Befestigungsmutter 14 gelöst wird.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum übertragen von Schweissenergie von einem Arm auf einen nachfolgenden Arm eines Schweissrobo ters, wobei die Arme um ihre Längsachsen drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass dieSchweissenergie von einem Arm zum anderen induktiv übertragen wird. 2. Schweissroboter zur Herstellung von Widerstandspunkt schweissungen, bestehen im wesentlichen aus mehreren hintereinander angeordneten, um ihre Längsachse dreh bar gelagerten Arme, wobei an dem vorderen Arm eine Elektrode/Schweisszange befestigt ist und der Schweiss strom von einem Arm zum anderen über innerhalb des Armes angeordnete Übertragungselemente übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass als übertragungselement ein geteilter Transformator (3) vorgesehen ist, des sen eine Hälfte um die Drehachse (17) des einen Armes (1) und dessen andere Hälfte um die Drehachse (15) des daran befestigten Armes (2) drehbar angeordnet ist. 3. Schweissroboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (3) zwischen dem vorletzten und letzten Arm des Schweiss roboters vorgesehen ist und als Schweisstransformator aufgebaut ist. 4. Schweissroboter nach Anspruch 2 oder 3 mit einem im Querschnitt rechteckigen Transformator, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungsebene (5) in einer Diagonalen liegt. 5. Schweissroboter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (3) als Ringtransformator aus geführt ist, dessen Primärwicklung (6) mit einem Kernring (7) und einem Kerndeckel (8) auf dem vor letzten Arm (2) befestigt ist. 6. Schweissroboter nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernringe (7, 12) aus Trafoblech gewickelt sind und mit kegelförmigen Stirn flächen versehen sind. 7. Schweissroboter nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerndeckel (8, 11) aus geschichteten Trafoblechen bestehen. 8. Schweissroboter nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (10) mit dem entsprechenden Kernring (12) und Kerndeckel (11) mit den Schweisszangen (4) einstückig ausgebildet sind und auswechselbar an dem letzten Arm (2) des Schweissroboters befestigt ist.

Inventors: LAHMER, JOHANNES
Applicants: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: B23K11
IPC codes: B23K11, B25J19