Auf Elektrodenverschiebungen ansprechende Steuereinrichtung für eine elektrische Bearbeitungsmaschine, insbesondere eine Schweissmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine auf Elektroden verschiebungen ansprechende Steuereinrichtung für eine mit Elektroden versehene elektrische Bearbeitungsma schine, insbesondere eine elektrische Schweissmaschine.
Wenn derartige Maschinen im Betrieb sind, erfolgt eine Elektrodenverschiebung während des Stromdurch ganges infolge der Ausdehnung des Metalls, das zwi schen den Elektroden beim Punkt-, Heft- oder Naht schweissen gehalten wird, oder durch Schrumpfung eines der Teile bei Auskragung und Stumpfschweissung. Es ist bemerkt worden, dass die Grösse der Verschie bung der Elektroden ein Kennzeichen für die Qualität der Verbindung ist, die von der Maschine erzeugt wird.
Die vorliegende Steuereinrichtung ist erfindungs gemäss gekennzeichnet durch eine mit den Elektroden vereinigte Messvorrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals, das den relativen Stellungen der Elektroden in jedem Augenblick während des Betriebes der Ma schine entspricht, eine Speichervorrichtung zur Erzeu gung eines zweiten Signals für die Anzeige des Be trages des, ersten Signals, im Augenblick der Berührung des Werkstückes durch die Elektroden, Mittel zur Her- vorbringung eines dritten, der Differenz zwischen dem ersten und zweiten Signal gleichwertigen Signals, das mindestens während der Dauer des Stromdurchganges durch die Elektroden erzeugt wird,
und durch Ver gleichsmittel zum Vergleich des dritten Signals mit einem weiteren Signal vorbestimmter Grösse, wobei die Vergleichmittel dazu vorgesehen sind, bei Erreichen eines vorgesehenen Wertes der Differenz zwischen dem dritten Signal und dem weiteren Signal eine Ausgangs leistung abzugeben.
Die Erfindung wird anhand eines in der beiliegen den Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wei ter erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Schweiss maschine, an welcher die die Verschiebungen messende Steuereinrichtung verwendet werden kann.
Fig. 2 ist ein elektrisches Schaltschema einer sol chen Einrichtung. Unter Hinweis auf die Darstellung in Fig. 1 be steht die Schweissmaschine aus einem Maschinengehäuse 1, welches so gestaltet ist, dass eine C-förmige öff- nung entsteht. Innerhalb dieser Öffnung ist eine untere Elektrode 2 montiert, die gegenüber der Maschine fest angebracht ist. Die Elektrode 2 ist durch einen Zu leiter mit einem Ende der Sekundärwicklung eines nicht gezeigten Schweisstransformators verbunden. Oberhalb der unteren Elektrode ist eine obere Elektrode 4 mon tiert, die auf der Kolbenstange 5 einer im Gehäuse angebrachten Kolben-Zylinder-Anordnung geführt wird.
Die obere Elektrode 4 ist mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung eines Transformators durch einen flexiblen Zuleiter 6 verbunden. Der Zylinder ist in bekannter Weise zur Versorgung mit Druckluft aus gerüstet, um, wenn erforderlich, ein Paar Teile 7 fest machen zu können. Sobald die Teile durch die von dem Kolben ausgeübte Druckkraft zusammengepresst werden, wird ein elektrischer Strom durch die Elek troden und die Teile geleitet, um eine lokale Erhitzung der letzteren herbeizuführen. Am Ende der Arbeits operation wird der Stromdurchgang abgestoppt und die Elektroden werden auseinander bewegt, um die Weg nahme der Teile von der Maschine zu ermöglichen.
Zur Anwendung der vorliegenden Steuereinrichtung an einer solchen Maschine wird eine Messvorrichtung 8 am Gehäuse der Maschine angebracht. Die Messvor- richtung hat eine Steuerstange 9, die durch die Kolben stange 5 bewegt wird. Der elektrische Teil der Mess- vorrichtung besteht aus einem in Fig. 2 enthaltenen Potentiometer 10, das einen von der Steuerstange 9 bewegbaren Schieber 11 enthält.
Eine Klemme des Potentiometers ist an die geerdete Klemme eines Gleichstromnetzes und die andere ist über einen Widerstand 13 an die negative Klemme 14 des Netzes angeschlossen. Der Schieber 11 ist an die Basisklemmen eines Paares Transistoren 15 und 16 mit entgegengesetztem Leitfähigkeitscharakter ange schlossen, die zusammen einen Emittermitlauf begrün den. Die Kollektorelektroden sind mit den Klemmen 14 bzw. 12 verbunden. Die Emitteranschlüsse der bei den Transistoren sind miteinander und mit einer Platte eines Ladekondensators 17 über einen Widerstand 18 verbunden.
Ausserdem ist ein Widerstand 19 vorgesehen, der die Emitter mit der Klemme 12 verbindet. Die andere Platte des Kondensators 17 ist mit der Klemme 12 über ein Paar normalerweise geschlossener Relais kontakte 20 anschliessbar. Diese Kontakte 20 sind von einer nicht dargestellten Relaisspule bedienbar, die der art angeordnet ist, dass sie während des Stromdurch ganges durch die Elektroden der Schweissmaschine durchflossen wird. Die andere Platte des Kondensators 17 ist auch mit dem Basisanschluss eines npn-Transi- stors 21 verbunden, dessen Emitter mit der negativen Klemme 14 des Netzes über einen Widerstand 22 ver bunden ist.
Der Kollektor des Transistors 23 ist mit der positiven Klemme 23 des Netzes verbunden. Ein weiterer npn-Transistor 24 ist vorgesehen, dessen Emit- ter mit dem Emitter des Transistors 21, und dessen Kollektor mit der positiven Klemme 23 des Netzes über einen Widerstand 25 verbunden ist. Die Basis des Transistors 24 ist über einen Widerstand 26 mit dem Schieber eines Potentiometers 27 verbunden, das an die Klemmen 14 und 12 des Netzes angeschlossen ist. Ferner ist ein Widerstand zwischen der geerdeten Netzklemme 12 und der Basis des Transistors 24 an geschlossen.
Die Basis des Transistors 24 ist über einen Wider stand 29 mit dem Kollektor eines npn-Transistors 30 verbunden. Der Emitter desselben ist mit dem posi tiven Pol 23 des Netzes, seine Basis mit dem Kollektor des Transistors 24 verbunden. Ausserdem ist der Kollek tor des Transistors 30 mit der Erdungsklemme 12 über die in Serie geschalteten Widerstände 31, 32 und über einen zwischen den beiden zuletzt erwähnten Wider ständen gelegenen Anschluss mit der Basis eines npn- Transistors 33 verbunden.
Der Emitter dieses Transi stors 33 ist mit der Netzklemme 12 und sein Kollektor mit der Netzklemme 23 über eine Relaisspule 34 und einen dazu in Serie liegenden Widerstand 35 verbun den. Die Relaisspule 34 steht in paralleler Verbindung mit einer Diode 36, deren Anode mit dem Kollektor des Transistors 33 verbunden ist. Die Relaisspule 34 steuert nicht dargestellte Relaiskontakte im Steuerkreis der Schweissmaschine.
Im Betrieb werden die zu verbindenden Teile zwi schen den Schweisselektroden angeordnet; diese werden dann aufeinander zu bewegt, bis die Teile zusammen gepresst sind. Währenddessen bewegt sich der Schieber <B>11,</B> und der Ladekondensator 17 wird auf eine Span nung aufgeladen, die für die relative Stellung der Elek troden bezeichnend ist. Die Kontakte 20 werden dann geöffnet, was durch den Steuerkreis der Schweissma schine erwirkt wird, wenn Stromdurchgang durch die Elektroden erfolgt. In dem Augenblick, wo die Kon takte 20 öffnen, ist die an die Basis des Transistors 21 angelegte Spannung gleich jener des geerdeten Netz anschlusses 12. Da jedoch die Elektroden infolge der Erhitzung der Teile bewegt werden, wird eine zuneh mend negativ werdende Spannung an die Basis des Transistors 21 angelegt.
Diese Spannung wird mit der über den Widerstand 28 entwickelten Spannung ver glichen, die durch die Einstellung des Potentiometers 27 bestimmt wird, wobei das letztere so eingestellt wird, dass, wenn die Elektroden sich um einen vorbe stimmten Betrag weiterbewegt haben, die Stromrichtung wechselt, und die Transistoren 30 und 33 führen da- durch Strom zu der Relaisspule 34, was bewirkt, dass die verbundenen Kontakte des Relais den elektrischen Strom durch die Elektroden abstoppen und verursachen, dass die Elektroden sich zur Freigabe der Teile aus- einanderbewegen.
Es wird also mit dem ersten Signal nach Mass gabe der Stellung der Messvorrichtung 10 über die zwischengeschalteten Transistoren 15, 16 der Lade kondensator 17 auf einen Wert aufgeladen, der als Messwert für die Stellung der Elektroden 2, 4 steht, wenn sich diese mit dem Werkstück in Berührung be geben, und der das zweite Signal darstellt. Beim Durch fluss des Schweissstromes durch die Elektroden 2, 4 öffnen sich die Mittel zur Hervorbringung eines Dif ferenzsignals, also die Relaiskontakte 20, so dass die am Kondensator 17 stehende Spannung, also das zweite Signal, zum ersten Signal dazugezählt wird, um das dritte Signal zu bilden, welches dann den durch die Transistoren 21, 24 gebildeten Vergleichsmitteln zuge führt wird.
Die den Vergleichsmitteln 21, 24 zugeführte Bezugsspannung (das weitere Signal) ist diejenige, welche über dem Widerstand 28 aufgebaut und durch die Einstellung des Potentiometers 27 bestimmt wird, welches vor Benützung der Maschine eingestellt wird.