DE102013216966A1 - Detection of spatter by resistance measurement - Google Patents
Detection of spatter by resistance measurement Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013216966A1 DE102013216966A1 DE201310216966 DE102013216966A DE102013216966A1 DE 102013216966 A1 DE102013216966 A1 DE 102013216966A1 DE 201310216966 DE201310216966 DE 201310216966 DE 102013216966 A DE102013216966 A DE 102013216966A DE 102013216966 A1 DE102013216966 A1 DE 102013216966A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- welding
- current
- spatter
- resistance
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
- B23K11/25—Monitoring devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
- B23K11/11—Spot welding
- B23K11/115—Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/30—Features relating to electrodes
- B23K11/31—Electrode holders and actuating devices therefor
- B23K11/314—Spot welding guns, e.g. mounted on robots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Schweißspritzern bei einem Widerstandsschweißvorgangs, wobei ein zu schweißendes Werkstück zwischen zwei Schweißelektroden eingeklemmt wird, wobei ein Messstrom durch die zwei Schweißelektroden geleitet wird, wobei ein elektrischer Widerstand zwischen den zwei Schweißelektroden über die Zeit erfasst wird, wobei aus einem Verlauf (201, 202; 301, 302) des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Schweißelektroden über die Zeit Schweißspritzer erkannt werden.The invention relates to a method for detecting welding spatter in a resistance welding process, wherein a workpiece to be welded is clamped between two welding electrodes, wherein a measuring current is passed through the two welding electrodes, wherein an electrical resistance between the two welding electrodes is detected over time, wherein a trace (201, 202, 301, 302) of the electrical resistance between the two welding electrodes over time weld spatter are detected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Schweißspritzern bei einem Widerstandsschweißvorgang.The present invention relates to a method for detecting welding spatter in a resistance welding process.
Stand der TechnikState of the art
Beispielsweise im automatisierten Karosserierohbau werden Schweißzangen als Schweißgeräte eingesetzt. Nach dem Schließen der Schweißzange erfolgt der Schweißablauf nach Zeitabschnitten (Vorhaltezeit, Strom- und Pausenzeiten, Nachhaltezeit), die vom Anwender festgelegt wurden. For example, in automated body shop welding tongs are used as welding equipment. After closing the welding tongs, the welding process is carried out according to periods of time (lead time, current and break times, sustain time) specified by the user.
Eine Widerstandsschweißeinrichtung mit der Möglichkeit, den Schweißvorgang beeinflussende Schweißparameter, wie insbesondere Schweißstrom, Stromzeit und Elektrodenkraft zu steuern, ist in der
Während des Schweißprozesses können Tropfen geschmolzenen Metalls oder "Schweißspritzer" aufgrund der extremen Intensität von Hitze und Kraft, die an oder um die Schweißverbindung herum aufgebracht werden, periodisch ausbrechen. Dies führt zu einer schlechteren Schweißqualität und zur Verschmutzung von metallischen Oberflächen, insbesondere den Werkstückoberflächen und den Oberflächen des Schweißgeräts selbst, beispielsweise Elektrodenkappen. Eine Schweißspritzeransammlung kann ungewünschte Ergebnisse verursachen, die abhängig von dem Ort der Ansammlung variieren. Beispielsweise können Schweißspritzer, die sichtbare Oberflächen des Werkstücks oder die Sichtoberflächen bedecken, eine unansehnliche, raue Endoberfläche erzeugen, wodurch zusätzliche zeitraubende Oberflächenreinigungs- und Schweißspritzerentfernungsschritte erforderlich werden. Eine Ansammlung von Schweißspritzern an den Elektrodenkappen kann häufige Wechsel notwendig machen. During the welding process, drops of molten metal or "spatter" may periodically erupt due to the extreme intensity of heat and force applied to or around the weld joint. This leads to a poorer quality of welding and contamination of metallic surfaces, in particular the workpiece surfaces and the surfaces of the welder itself, for example electrode caps. Spatter accumulation can cause undesirable results that vary depending on the location of the collection. For example, spatter that covers visible surfaces of the workpiece or the viewing surfaces can create an unsightly, rough end surface, requiring additional time-consuming surface cleaning and spatter removal steps. An accumulation of weld spatter on the electrode caps may necessitate frequent changes.
Es ist wünschenswert, über eine einfache und dennoch genaue Methode zum Erkennen von Schweißspritzern zu verfügen, die idealerweise ohne zusätzliche Hilfs- oder Messmittel auskommt.It is desirable to have a simple yet accurate method for detecting weld spatter that ideally requires no additional auxiliary or measuring means.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Erkennen von Schweißspritzern bei einem Widerstandsschweißvorgang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for detecting weld spatter in a resistance welding process with the features of patent claim 1 is proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Die Erfindung eignet sich besonders für Widerstandspunktschweißverfahren. Solche Verfahren lassen sich durch Schweißsteuerungen (Recheneinheiten, z.B. speicherprogrammierbare Steuerungen, SPS) relativ exakt steuern, da die den Schweißvorgang beeinflussenden Schweißparameter (insbesondere Schweißstrom, Schweißspannung, Stromzeit, d.h. die Zeit, zu der ein Schweißstrom fließt, und Elektrodenkraft, d.h. die Kraft, mit der die Schweißelektroden gegen das Werkstück gedrückt werden) elektronisch ausreichend genau steuerbar sind.The invention is particularly suitable for resistance spot welding processes. Such methods can be relatively accurately controlled by welding controls (arithmetic units, eg programmable logic controllers, PLC), since the welding parameters influencing the welding process (in particular welding current, welding voltage, current time, ie the time at which a welding current flows, and electrode force, ie the force, with which the welding electrodes are pressed against the workpiece) are electronically sufficiently precisely controlled.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass Schweißspritzer durch Analyse von elektrischen Widerstandsverläufen erkannt werden können. Der elektrische Widerstand des Werkstücks lässt sich besonders einfach als ohmscher Widerstand, d.h. als Quotient aus einer Messspannung und einem Messstrom ermitteln. Bei auftretenden Schweißspritzern wird während der Schweißung Material aus der Fügestelle herausgedrückt. Gleichzeitig kommt es zu einer schlagartigen und signifikanten (d.h. um mehr als einen zulässigen bzw. üblichen Wert) Widerstandsreduzierung. The invention is based on the recognition that spatter can be detected by analyzing electrical resistance curves. The electrical resistance of the workpiece is particularly simple as an ohmic resistance, i. as the quotient of a measuring voltage and a measuring current. When welding spatter occurs during the welding material is pushed out of the joint. At the same time, there is an abrupt and significant (i.e., more than allowable) resistance reduction.
Als Messspannung und Messstrom eignen sich während Stromzeiten Schweißspannung und Schweißstrom, welche in der Schweißsteuerung ohnehin bekannt sind. Während Pausenzeiten und Nachhaltezeiten fließt jedoch kein Schweißstrom. Durch die erfindungsgemäße Methode können jedoch auch in diesen Zeiten Schweißspritzer erkannt werden, indem ein im Vergleich zu üblichen Schweißströmen kleiner Messstrom (z.B. im Bereich weniger hundert Ampere, insbesondere < 1 kA) durch das Werkstück geleitet wird, der die Ermittlung des ohmschen Widerstands gestattet, ohne jedoch schweißende Eigenschaften zu besitzen, insbesondere ohne das Werkstück signifikant zu erwärmen (d.h. in die Nähe des Schmelzens zu bringen).As a measuring voltage and measuring current are suitable during current times welding voltage and welding current, which are already known in the welding control anyway. During break times and retention times, however, no welding current flows. However, by means of the method according to the invention, spatter can also be detected in these times by passing a small measuring current (eg in the range of a few hundred amperes, in particular <1 kA) through the workpiece, which permits the determination of the ohmic resistance, without, however, possessing welding properties, in particular without significantly heating the workpiece (ie bringing it near to melting).
Wird ein Auftreten von Schweißspritzern erkannt, können geeignete Gegenmaßnahmen, wie z.B. Steuer- und Regeleingriffe, ergriffen werden, um die Schweißqualität wieder zu verbessern. Insbesondere durch eine Veränderung der Elektrodenkraft, des Schweißstroms und/oder der Stromzeit wird eine störsichere Produktion mit gleichbleibender Qualität gewährleistet. Beispielsweise kann aus einem Vergleich des Widerstandsverlaufs vor dem Auftreten des Schweißspritzers mit einem Referenzverlauf, der ohne Schweißspritzer aufgezeichnet wurde, eine notwendige Anpassung der Schweißzeit (Zeitverlängerung) berechnet werden. In ähnlicher Art und Weise werden auch der Schweißstrom und die Zangenkraft beeinflusst.If an occurrence of weld spatter is detected, suitable countermeasures, such as e.g. Control measures are taken to improve the quality of welding again. In particular, by changing the electrode force, the welding current and / or the current time, interference-free production with consistent quality is ensured. For example, from a comparison of the resistance profile before the occurrence of the welding spatter with a reference curve, which was recorded without spatter, a necessary adjustment of the welding time (time extension) can be calculated. In a similar manner, the welding current and the force of the forceps are also affected.
Eine Überwachung des kompletten Widerstandsverlaufs beginnend mit der ersten Schweiß-Bestromung bis zum Abheben der Schweißelektroden erlaubt vorteilhaft, Schweißspritzer auch in Strompausen und während einer Nachhaltezeit zu erkennen. A monitoring of the complete resistance curve, starting with the first welding energization until lifting off Welding electrodes advantageously allows welding spatter to be detected even in current pauses and during a retention time.
Aus dem Widerstandsverlauf und dem Ergebnis der Spritzererkennung können Prozessstabilitäts- und Schweißqualitätsfaktoren bestimmt und zur Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) des Schweißgeräts verwendet werden.Process stability and welding quality factors can be determined from the resistance profile and the result of the spatter detection and used for condition monitoring of the welding machine.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Widerstandsschweißgeräts, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a resistance welding device, is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.
Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the invention in the form of software is advantageous because this allows very low cost, especially if an executing processing unit is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Figurenbeschreibungfigure description
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
Ein zu schweißendes Werkstück, meist zwei Lagen Blech
Nach dem Aufbringen der Elektrodenkraft wird mit einem Schweißtransformator (nicht dargestellt) als Schweißstromquelle bei einer Schweißspannung von üblicherweise < 20 V mit unterschiedlichen Frequenzen ein Schweißstrom von mehreren Kiloampere durch die SchweißsteIle geleitet. Dadurch werden die beiden zu verbindenden Fügeteile
Weiterhin weist die X-Schweißzange
Die X-Schweißzange
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird nun ein elektrischer Widerstand zwischen den Elektroden während des gesamten Bearbeitungsvorgangs (mit und ohne Schweiß-Bestromung) erfasst. Beispielhafte Widerstands- und Stromverläufe über die Zeit sind in den
Der Stromverlauf ist mit
In
In
In den
In
In
Durch eine Überwachung des Widerstandsverlaufs vom Zeitpunkt der ersten Schweiß-Bestromung bis zum Zeitpunkt des Öffnens der Schweißzange können somit Schweißspritzer als Fehlerursache erkannt werden. Werden Schweißspritzer erkannt, können die Schweißparameter für den aktuellen Schweißvorgang entsprechend angepasst werden. Die Anpassungen erfolgen bei der Schweißzeit, dem Schweißstrom und der Elektrodenkraft. Der Grad der Anpassung ergibt sich aus einem Vergleich der Widerstandsverläufe (Istverlauf mit Referenzverlauf). Beispielsweise kann bei Auftreten eines Schweißspritzers in der Stromzeit diese verlängert und/oder der Schweißstrom und/oder die Elektrodenkraft erhöht werden.By monitoring the resistance profile from the time of the first welding current supply to the time of opening the welding gun so that spatter can be recognized as the cause of the error. If spatter is detected, the welding parameters for the current welding process can be adjusted accordingly. The adjustments are made in the welding time, the welding current and the electrode force. The degree of adaptation results from a comparison of the resistance curves (actual course with reference curve). For example, when a welding spatter occurs in the current time, it can be extended and / or the welding current and / or the electrode force can be increased.
Nach erfolgter Schweißung wird in der Nachhaltezeit zur Produktionsüberwachung aus dem gemessenen Widerstandsverlauf ein Prozessstabilitäts- und Schweißqualitätsfaktor berechnet, in den auch die Spritzerinformationen einbezogen werden.After welding, a process stability and welding quality factor is calculated in the hold time for production monitoring from the measured resistance curve, which also includes the splash information.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1414610 B1 [0003] EP 1414610 B1 [0003]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310216966 DE102013216966A1 (en) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | Detection of spatter by resistance measurement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310216966 DE102013216966A1 (en) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | Detection of spatter by resistance measurement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013216966A1 true DE102013216966A1 (en) | 2015-03-19 |
Family
ID=52579820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310216966 Pending DE102013216966A1 (en) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | Detection of spatter by resistance measurement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013216966A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3412397A1 (en) | 2017-06-06 | 2018-12-12 | Robert Bosch GmbH | Method of, computing unit and computer program for predicting welding spatters during a resistance welding process |
WO2021147681A1 (en) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 上海交通大学 | Intrinsic process signal-based online spatter detection method for resistance spot welding, and system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1414610B1 (en) | 2001-07-12 | 2008-03-19 | KUKA Systems GmbH | Resistance welding device and control method |
-
2013
- 2013-08-27 DE DE201310216966 patent/DE102013216966A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1414610B1 (en) | 2001-07-12 | 2008-03-19 | KUKA Systems GmbH | Resistance welding device and control method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3412397A1 (en) | 2017-06-06 | 2018-12-12 | Robert Bosch GmbH | Method of, computing unit and computer program for predicting welding spatters during a resistance welding process |
WO2021147681A1 (en) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 上海交通大学 | Intrinsic process signal-based online spatter detection method for resistance spot welding, and system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016107398B4 (en) | QUALITY CONTROL SYSTEM FOR SPOT WELDING | |
EP2485108A2 (en) | Method for referencing an actuator position of at least one electric actuator | |
DE102013108563A1 (en) | Method and device for resistance welding of sandwich panels | |
DE102008028385B4 (en) | Measuring and control method for resistance welding | |
EP3606694B1 (en) | Method and device for marking a workpiece surface of a metallic workpiece using a welding wire electrode | |
EP3680050A2 (en) | Method for testing welding tongs for resistance welding of workpieces | |
DE102015111459B4 (en) | "Quality monitoring of a welded connection" | |
DE102013216966A1 (en) | Detection of spatter by resistance measurement | |
DE102012025196A1 (en) | Device for determination of wear of welding tong used for welding components of vehicle chassis, adjusts time period between two cleaning operations for electrode caps of tong, based on short-circuit measurement result of tong | |
WO2016016448A1 (en) | Hold-down device, welding device, and method for checking the existence and/or the quality of a join | |
DE102013217584A1 (en) | Detection of spatters by electrode force monitoring | |
EP3138652B1 (en) | Electric welding method | |
DE102008005113B4 (en) | Method for securing the welding quality of welding spots during resistance spot welding of a specific combination of materials | |
DE10334478B4 (en) | Method and apparatus for resistance welding | |
DE102011018653A1 (en) | Resistance-welding apparatus comprises first main electrode and second main electrode for introducing welding current into workpiece to be welded, where one of the main electrodes is a part of an electrode arrangement, and adjusting unit | |
DE102005053438A1 (en) | Molded body sheets spot welding method for motor vehicle, involves comparing value of testing current with reference value, and determining quality of spot weld on basis of comparison of current value with reference value | |
DE102015215190A1 (en) | Method and device for carrying out a welding process | |
DE102016211684A1 (en) | Detection of alloyed electrode caps in resistance welding | |
DE102015000600A1 (en) | Method for welding at least two sheet metal parts with electrical resistance welding | |
EP3760360B1 (en) | Welding control for a welding device and method for reducing vibrations of a welding tool | |
DE4203190C1 (en) | Regulation and quality assessing of welding esp. spot welding - has ultrasonic detecting probe attached to welding electrode to record noise emission level at weld location | |
DE10331617B4 (en) | Method and device for detecting and monitoring the characteristics of components or parts in the secondary circuit of resistance welding equipment | |
DE102016206036A1 (en) | Method for carrying out a welding process of workpieces to be welded together at a welding point | |
EP3808491B1 (en) | Method for the resistance welding of workpieces | |
EP3895835B1 (en) | Method for resistance welding |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |