• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrodenzustandsmeßeinrichtung zur Überwachung des Zustands der Elektrodenkappen von vorzugsweise in der Automobilindustrie eingesetzten Punktschweißautomaten, wobei diese Meßeinrichtung nach der Durchführung eines Fräsvorgangs der paarweise vorgesehenen Elektrodenkappen der im Betrieb des Punktschweißautomaten verwendeten Punktschweißzange zum Einsatz gelangt, bestehend aus einer Halterung mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten Aufnahmepfannen, in deren Öffnungen die vorderen Bereiche der beiden Elektrodenkappen der jeweiligen Punktschweißzange zu liegen gelangen, während innerhalb der Halterung optische Signalgeber und -empfänger vorgesehen sind, mit welchen die Abtastung der bearbeiteten Stirnflächen der beiden Elektrodenkappen der jeweiligen Punktschweißzange erfolgt. DOLLAR A Um unabhängig von dem Auftreten von Punktschweißspritzern und/oder Abfrässpänen eine zuverlässige Überwachung der abgefrästen vorderen Enden der Elektrodenkappen von Punktschweißzangen über längere Zeiträume hinweg gewährleisten zu können, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß die optischen Signalgeber und -empfänger (21, 23, 24) innerhalb der Wandung eines zwischen den beiden Aufnahmepfannen (16) angeordneten zylindrischen Sensorträgers (6) angeordnet sind, welcher vorzugsweise mit einer doppelkonischen, durchgängigen Bohrung (20) versehen ist.
    公开号:DE102004008038A1
    申请号:DE200410008038
    申请日:2004-02-19
    公开日:2006-01-05
    发明作者:
    申请人:LUTZ TECHNIK GmbH；
    IPC主号:B23K11-36
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodenzustandsmeßeinrichtunggemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 1.
    [0002] Inder Automobilindustrie werden heutzutage praktisch durchwegs Schweißautomateneingesetzt, mit welchen PKW-Karosserien mehr oder weniger vollautomatischunter Einsatz von 2000 bis 4000 Schweißpunkten zusammengefügt werden.
    [0003] DerartigeSchweißautomatenbesitzen dabei eine Punktschweißzange,welche elektronisch gesteuert an eine bestimmte Schweißstellegeführt wird,worauf die im vorderen Bereich der Punktschweißzange befindlichen Elektrodenkappenauf die zu verbindenden Bleche gedrückt werden und ein entsprechenderSchweißstromhindurchgeleitet wird.
    [0004] Beiden Elektrodenkappen handelt es sich um etwa 2 cm lange zylindrischeKupferelemente, deren konisch ausgeführte Bohrungen auf die vorderenEnden der Punktschweißzangegesteckt werden, wobei zusätzlich über diePunktschweißzangehinweg eine Flüssigkeitskühlung vorgenommenwird.
    [0005] DerartigeElektrodenkappen unterliegen einem gewissen Verschleiß, was zumTeil durch eine Anlagerung von Zink der heutzutage vielfach im Automobilbauverwendeten verzinkten Bleche, zum Teil aber auch durch eine plastischeVerformung der Elektrodenkappen selbst bedingt ist. Dies hat zurFolge, daß jenach Anwendungsfall die vorderen Enden dieser Elektrodenkappen nachder Durchführungvon 50 bis 400 Punktschweißungennachgefrästwerden müssen.
    [0006] Für diesenAbfräsvorgangsind besondere Elektrodenfräsermit einem langsam rotierenden zylindrischen Schneidkopf entwickeltworden, mit welchen die beiden Elektroden kappen einer Punktschweißzange gleichzeitignachbearbeitet werden können.Bei diesem etwa 1 bis 5 Sekunden dauernden Fräsvorgang werden jeweils 0,07bis 0,1 mm Material abgetragen, so daß derartige Elektrodenkappen,welche einen Elektrodenabtrag von jeweils etwa 5 mm zulassen, ungefähr 50 bis70-mal nachgearbeitet werden können,bevor ein Austausch dieser Elektrodenkappen vorgenommen werden muß.
    [0007] Nachdem erwähntenAbfräsvorgangder beiden Elektrodenkappen einer Punktschweißzange erweist es sich alssinnvoll, wenn die bearbeiteten Flächen dieser Elektrodenkappenin Bezug auf die Qualitätdes durchgeführtenAbfräsvorgangeskontrolliert werden. Zu diesem Zweck sind besondere Elektrodenzustandsmeßeinrichtungenentwickelt worden, mit welchen die abgefrästen vorderen Flächen der beidenElektrodenkappen unter Einsatz optischer Mittel gleichzeitig überwachtund kontrolliert werden (siehe DE 100 23 894 C1 ). Die optischen Signalgeber undSignalempfängerbefinden sich dabei innerhalb einer Trägerplatte, auf welcher beidseitigGlasplatten zum Schutz der elektischen Abtastelemente vorgesehensind.
    [0008] Eszeigt sich nunmehr, daß diesevorgesehenen Glasplatten teils durch das Auftreten von Schweißpunktspritzern,teils durch die Abfrässpäne selbsthäufigverschmutzen, was zwangsläufigzu Fehlmessungen führt.Da derartige Schweißpunktspritzerund/oder Abfrässpäne auf Glasplattenrelativ gut haften, konnte die vorhandene Problematik auch durchdas Vorsehen von Druckluftdüsennicht oder nur zum Teil behoben werden.
    [0009] Esist demzufolge die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrodenzustandsmeßeinrichtungzu schaffen, mit welcher trotz des unvermeidlichen Auftretens vonVerunreinigungen in Form von Schweißpunktspritzern und/oder Abfrässpänen eine zuverlässige Messungder Qualitätder abgefrästen Elektrodenkappenvon Punktschweißzangen über längere Zeitintervallehinweg möglichist.
    [0010] Erfindungsgemäß wird diesdurch Vorsehen der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmaleerreicht.
    [0011] VorteilhafteWeiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche 2–9.
    [0012] Dievorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Träger für die optischenSignalgeber und Signalempfängerrohrförmigausgebildet ist, so daß auftretendeVerschmutzungen in Form von Schweißpunktspritzern und/oder Abfrässpänen durchdieses Rohrelement hindurchfallen können, was die Gefahr einesNiederschlags auf den lichtdurchlässigen Oberflächen deroptischen Signalgeber und -empfängerstark reduziert. Durch das zusätzlicheEinleiten von Druckluft in das Innere des Rohrelements kann dabeidie Gefahr eines unerwünschtenNiederschlags von Schweißpunktspritzernund/oder Abfrässpänen aufden lichtdurchlässigenOberflächender Signalgeber und -empfänger nochweiter verringert werden.
    [0013] DieErfindung soll nunmehr im einzelnen erörtert und beschrieben werden,in welchem Zusammenhang auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommenist. Es zeigen
    [0014] 1 eineperspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Elektrodenzustandsmeßeinrichtung,
    [0015] 2 eineTeilschnittansicht des Sensorabschnitts der Meßeinrichtung von 1,
    [0016] 3 eineSchnittansicht des in 2 dargestellten Sensorabschnittsmit gleichzeitiger Darstellung der optisch zu überprüfenden Punktschweißkappen,
    [0017] 4 eineDraufsicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrodenzustandsmeßeinrichtung ähnlich 1,mit welcher zusätzlicheine Überwachungder Zusammendrückkraftder verwendeten Punktschweißzange durchführbar ist,und
    [0018] 5 eineAnsicht ähnlich 2 mitDarstellung des Sensorabschnitts der abgewandelten Ausführungsformvon 1.
    [0019] 1 zeigteine erste Ausführungsformder erfindungsgemäßen Elektrodenzustandsmeßeinrichtung.Diese Elektrodenzustandsmeßeinrichtungbesteht im wesentlichen aus einem quaderförmigen Gehäuse 1, welches einenAuswertabschnitt 2 und einen daran anschließenden Sensorabschnitt 3 besitzt.Entsprechend 2 besteht dieses Gehäuse 1 auseinem massiven Gehäusekörper 4,welcher nach oben hin durch eine Deckplatte 5 abgedecktist. Innerhalb des Gehäusekörpers 4 istinnerhalb des Auswertabschnitts 2 eine in etwa rechteckförmige, nicht dargestellteKammer eingefräst,welche der Aufnahme diverser elektronischer Komponenten dient. Innerhalbdes Sensorabschnitts 3 besitzt dieser Gehäusekörper 4 einedurchgehende Ausfräsung,welche der Aufnahme eines in etwa zylinderischen Sensorträgers 6 dient.
    [0020] Sowie dies anhand von 1 zu erkennen ist, ist das gauderförmige Gehäuse 1 imrückwärtigen Bereichdes Auswertabschnitts 2 mit einer Leiterbuchse 7 versehen,durch welche ein mehradriges elektrisches Kabel nach außen geführt ist.In einem gewissen Abstand dazu befindet sich ein Druckluftanschluß 8,durch welchen Druckluft in das quaderförmige Gehäuse 1 eingeleitetwerden kann. Das quaderförmigeGehäuse 1 istferner im Bereich des Auswertteils 2 mit vier in einemRechteck angeordneten Bohrungen 9 versehen, welche derBefestigung an einer nicht dargestellten Meßstation dienen. Im Randbereichdes Auswertabschnitts 2 sind innerhalb der oberen Deckplatte 5 mehrereBohrungen vorgesehen, wobei die mittig angeordnete größere Bohrungder Aufnahme eines der Justierung dienenden Drehpotentiometers 10 dient,währenddie kleineren Bohrungen der Aufnahme von Leuchtdioden 11 dienen,mit welchen gewisse Betriebszuständeder Elektrodenzustandsmeßeinrichtungzur Anzeige gebracht werden.
    [0021] ImBereich des Sensorabschnitts 3 des quaderförmigen Gehäuses 1 sindoben und unterhalb desselben je eine Pfannenplatte 12, 13 vorgesehen, welcheentsprechend 3 mit Hilfe von paarweise vorgesehenenSenkkopfschrauben 14 an dem Gehäusekörper 4 befestigt sind.Der Gehäusekörper 4 besitztzu diesem Zweck zwei durchgehende Bohrungen 15, welchemit entsprechenden Innengewinden versehen sind.
    [0022] Diebeiden Pfannenplatten 12 und 13 sind in ihremmittleren Berich mit konisch nach innen führenden Aufnahmepfannen 16 versehen,in welchen gemäß 3 dievorderen Enden der zu überprüfenden Elektrodenkappen 17 zuliegen gelangen. Bei diesen Elektrodenkappen 17 handeltes sich um zylindrische Kupferelemente, welche nach vorne hin wiedargestellt eine Wölbungaufweisen. In ihrem hinteren Bereich besitzen diese Elektrodenkappen 17 konisch ausgebildeteBohrungen 18, mit welchen eine Festklemmung derselben aufden konisch ausgebildeten vorderen Enden einer nicht dargestelltenPunktschweißzangeerfolgt. Der vordere Bereich dieser Elektrodenkappen 17 besitztdabei eine ausreichende Dimensionierung, so daß ein störungsfreier Elektrodenabtragvon mindestens 5 mm möglicherscheint. Zur Mitte hin weisen die Aufnahmepfannen 16 derbeiden Pfannenplatten 12 und 13 kreisförmige Durchbrechnungen 19,so daß dievorderen abgefrästenBereiche der beiden Elektrodenkappen 17 optisch abgetastetwerden können.
    [0023] Gemäß 2 und 3 befindetsich innerhalb des Sensorabschnitts 3 ein in etwa zylindrischer Sensorträger 6,welcher mit einer durchgängigen doppelkonischausgebildeten Bohrung 20 versehen ist. In diese durchgängige doppelkonischeBohrung 20 münden 4 Querbohrungen 21–24.Im Bereich der engsten Stelle der doppelkonischen Bohrung 20 münden dabeizwei Querbohrungen 21 und 22, welche der Zufuhrvon Druckluft und der Aufnahme eines lichtemitierenden Elementesdienen. In Längsrichtungder doppelkonischen Bohrung 20 versetzt befinden sich zweiweitere Querbohrungen 23 und 24, welche der Aufnahmevon Lichtsensoren dienen. Die Anordnung ist dabei derart getroffen,daß dasvon dem lichtemitierenden Element innerhalb der Querbohrung 22 emitierteLicht an den vorderen Flächen derbeiden Elektrodenkappen 17 reflektiert wird, worauf entsprechendder Menge des reflektierten Lichtes die beiden Lichtsensoren innerhalbder beiden Querbohrungen 23 und 24 aktiviert werden.Das lichtemitierende Element innerhalb der Querbohrung 21 unddie Lichtsensoren innerhalb der Querbohrungen 23 und 24 sinddabei derart positioniert, daß dasinnerhalb der Querbohrung 21 befindliche lichtemitierendeElement die in den Querbohrungen 23 und 24 befindlichenLichtsensoren nicht unmittelbar beaufschlagen kann. Die Anordnungvon lichtemitierenden Elementen und Lichtsensoren kann jedoch auchvertauscht sein, indem in den beiden Querbohrungen 23 und 24 lichtemitierendeElemente angeordnet sind, währendein einzelner Lichtsensor sich in der mittigen Querbohrung 22 befindet.Die Ansteuerung der beiden lichtemitierenden Elemente erfolgt indiesem Fall vorzugsweise zeitlich sequentiell.
    [0024] Zusätzlich istnoch die Querbohrung 21 vorgesehen, durch welche Druckluftin den engsten Bereich der doppelkonischen Bohrung 20 eingeleitet wird.Durch diese Maßnahmeergibt sich innerhalb der durch die doppelkonischen Bohrung 20 gebildetenKammer ein gewisser Überdruck,wodurch verhindert wird, daß inungewünschterWeise während desBetriebs Schweißpunktspritzerund/oder Abfrässpäne sichinnerhalb der doppelkonischen Bohrung 20 niederschlagenbzw. festsetzen können.
    [0025] Sowie dies anhand der 2 und 3 noch zuerkennen ist, sind die vier Querbohrungen 21–24 winkelmäßig versetztangeordnet, indem die äußeren beidenQuerbohrungen 23, 24 gegenüber der mittleren Querbohrung 22 um90 oder 120 Grad winkelversetzt sind, während die der Zufuhr der Druckluftdienende Querbohrung 21 wiederum dazu um 90 bzw. 120 Gradwinkelmäßig versetztist. Die zeitliche Ansteuerung des bzw. der lichtemitierenden Elementesowie die Einstellung der abgegebenen Lichtmenge erfolgt mit Hilfevon Steuerelementen, welche sich innerhalb des Auswertabschnitts 2 befinden,zu welchem Zweck auch das Drehpotentiometer 10 vorgesehenist.
    [0026] 4 und 5 zeigeneine abgewandelte Ausführungsformder erfindungsgemäßen Elektrodenzustandsmeßeinrichtung,mit welcher zusätzlich eineKalibrierung der Klemmkraft der jeweils verwendeten Punktschweißzange vorgenommenwerden kann. Eine derartige Nachkalibrierung der verwendeten Punktschweißzange erweistsich deshalb als sinnvoll, weil die Betriebstemperatur innerhalbeiner Fertigungsstraßevon Kraftfahrzeugen Schwankungen unterliegt, wodurch die mit elektrischenMitteln erzeugte Klemmkraft von Punktschweißzangen in gewisser Weise beeinflußt wird.
    [0027] Diein diesem Zusammenhang verwendete Elektrodenzustandsmeßeinrichtungunterscheidet sich gegenüberder in Verbindung mit den 1-3 bereitsbeschriebenen Anordnung dahingehend, daß hier in diesem Fall das quaderförmige Gehäuse 1 auseinem oberen 25 und einem unteren Gehäuseteil 26 zusammengesetztist, wobei im Bereich des Sensorabschnitts 3 ein Flachschlitz 25 gebildetist, der nach hinten in einen T-förmigen Endbereich 28 übergeht.Im Bereich der vorderen Kante dieses Flach schlitzes 25 weisendiese beiden Gehäuseteile 25 und 26 zylindrischeKammern 29 auf, welche der Aufnahme von Verformungsmeßelementenin Form von Dehnungsmeßstreifenoder piezoelektrischen Elementen dienen. Die Anschlußleiter desVerformungsmeßelementswerden dabei über Längskanäle 30 inden T-förmigenEndbereich 28 des Flachschlitzes 27 geführt.
    [0028] Aufgrunddes vorgesehenen Flachschlitzes 25 mit seinem T-förmigen Endabschnitts 28 können sichdie Endbereiche der beiden Gehäuseteile 25 und 26 beimAufsetzen der Elektrodenkappen 17 in den Aufnahmepfannen 16 geringfügig verbiegen,wodurch mit Hilfe der in den Kammern 29 befindlichen Verformungsmeßelementediese geringfügigeVerbiegung gemessen wird, was ein Ausgangssignal für die Klemmkraftder Punktschweißzangebildet. Ansonsten entspricht die in den 4 und 5 dargestellteAusführungsformweitgehend der in den 1–3 dargestelltenAusführungsform.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung zur Überwachungdes Zustands der Elektrodenkappen von vorzugsweise in der Automobilindustrieeingesetzten Punktschweißautomaten,wobei diese Meßeinrichtungnach der Durchführungeines Fräsvorgangsder paarweise vorgesehenen Elektrodenkappen der im Betrieb des Punktschweißautomatenverwendeten Punktschweißzangezum Einsatz gelangt, bestehend aus einer Halterung mit zwei symmetrischzueinander angeordneten Aufnahmepfannen, in deren Öffnungendie vorderen Bereiche der beiden Elektrodenkappen der jeweiligenPunktschweißzangezu liegen gelangen, währendinnerhalb der Halterung optische Signalgeber und -empfänger vorgesehensind, mit welchen die Abtastung der bearbeiteten Stirnflächen derbeiden Elektrodenkappen der jeweiligen Punktschweißzange erfolgt, dadurchgekennzeichnet, daß dieoptischen Signalgeber und -empfänger (22–24)innerhalb der Wandung eines zwischen den beiden Aufnahmepfannen(16) angeordneten zylindrischen Sensorträgers (6)angeordnet sind.
    [2] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach Anspruch1 dadurch gekennzeichnet, daß derzylindrische Sensorträger(6) mit einer doppelkonischen, durchgängigen Bohrung (20)versehen ist, in welcher mehrere Querbohrungen (22–24)einmünden.
    [3] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach Anspruch2 dadurch gekennzeichnet, daß immittleren engsten Bereich der doppelkonischen Bohrung (20) eineQuerbohrung (22) fürdie Aufnahme eines lichtemitierenden Elementes bzw. eines Lichtsensorseinmündet,währendbeidseitig in Längsrichtungversetzt zwei weitere Querbohrungen (23, 24) für die Aufnahmevon zwei Lichtsensoren bzw. lichtemitierenden Elementen vorgesehensind.
    [4] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach Anspruch3 dadurch gekennzeichnet, daß inden mittleren engsten Bereich der doppelkonischen Bohrung (20)zusätzlicheine vierte Querbohrung (21) für das Einleiten von Drucklufteinmündet.
    [5] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach Anspruch3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die der Aufnahme des lichtemitierendenElementen und Lichtsensoren dienenden Querbohrungen (22–24) sowiedie dem Einleiten von Druckluft dienende Querbohrung (21)winkelmäßig versetztzueinander angeordnet sind.
    [6] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach einem dervorangegangenen Ansprüchedadurch gekennzeichnet, daß derzylindrische Sensorträger(6) innerhalb eines quaderförmigen Gehäuses (1) angeordnetist, welches mit einer Anzahl von Bohrungen (9) versehenist, mit denen dasselbe unter Einsatz entsprechender Schrauben aneiner Meßstationbefestigbar ist.
    [7] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach Anspruch6 dadurch gekennzeichnet, daß dasGehäuse (1)zusätzlichKraftmeßsensoren(29) enthält,mit welchen die auf die beiden Pfannenplatten (12) und (13)mit ihren Aufnahmepfannen (16) einwirkenden Druckkräfte bestimmbarist. (4 und 5)
    [8] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach Anspruch7 dadurch gekennzeichnet, daß dasGehäuse (1)aus zwei flachen Gehäuseteilen(25, 26) besteht, zwischen welchen im Bereichdes Sensorabschnitts (3) ein Flachschlitz (27)mit einem T-förmigen Endbereich(28) gebildet ist, und daß die Verformung der beidenGehäuseteile(25, 26) im Bereich des Sensorabschnitts (3)unter Einsatz von wenigstens eines in eine zylindrische Kammer (29)eingesetzten Verformungsmeßelementsin Form eines Dehnungsmeßstreifensoder piezoelektrischen Kristalls bestimmbar ist.
    [9] Elektrodenzustandsmeßeinrichtung nach einem derAnsprüche6–8 dadurchgekennzeichnet, daß dasGehäuse(1) mit einem Auswertabschnitt (2) versehen ist,welcher der Aufnahme der Auswertelektronik dient, und daß dieserAuswertabschnitt (2) mit wenigstens einem Drehpoentiometer(10) versehen ist, mit welchem die von dem bzw. den lichtemitierendenElementen abgegebene Lichtmenge einstellbar ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-02-23| 8181| Inventor (new situation)|Inventor name: SCHMIDT, RALF PHILIPP, 67251 FREINSHEIM, DE |
    2006-03-23| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2010-04-08| 8128| New person/name/address of the agent|Representative=s name: GRUENECKER, KINKELDEY, STOCKMAIR & SCHWANHAEUSSER, |
    2010-04-08| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: LUTZ PRECISION, K.S., BRATISLAVA, SK |
    2011-07-20| R016| Response to examination communication|
    2011-09-05| R016| Response to examination communication|
    2013-10-15| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2015-02-24| R020| Patent grant now final|
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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