CZ300747B6 - Svarovací hlava na svorníky - Google Patents

Svarovací hlava na svorníky Download PDF

Info

Publication number
CZ300747B6
CZ300747B6 CZ20022735A CZ20022735A CZ300747B6 CZ 300747 B6 CZ300747 B6 CZ 300747B6 CZ 20022735 A CZ20022735 A CZ 20022735A CZ 20022735 A CZ20022735 A CZ 20022735A CZ 300747 B6 CZ300747 B6 CZ 300747B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
welding
welding head
axis
stud
bolt
Prior art date
Application number
CZ20022735A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20022735A3 (cs
Inventor
Madsak@Juergen
Citrich@Ulrich
Original Assignee
Nelson Bolzenschweiss-Technik Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nelson Bolzenschweiss-Technik Gmbh & Co. Kg filed Critical Nelson Bolzenschweiss-Technik Gmbh & Co. Kg
Publication of CZ20022735A3 publication Critical patent/CZ20022735A3/cs
Publication of CZ300747B6 publication Critical patent/CZ300747B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/20Stud welding
    • B23K9/201Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis
    • B23K9/202Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis by means of portable equipment, e.g. stud welding gun

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Vynález se týká svarovací hlavy na svorníky s lineárním pohonem (5), svarovací osou (11), spojenou s lineárním pohonem (5), a elektromagnetickým systémem (7) merení délek, který urcuje polohu svarovací osy (11) ve svarovací hlave na svorníky, pricemž elektromagnetický systém (7) merení délek má množinu permanentních magnetu usporádaných lineárne ve smeru pohybu svarovací osy (11) a magnetické cidlo (33).

Description

Oblast techniky
Vynález se týká svařovací hlavy na svorníky s lineárním pohonem, svařovací osou, spojenou s lineárním pohonem, a s elektromagnetickým systémem měření délek, který určuje polohu svařovací osy ve svařovací hlavě na svorníky.
Dosavadní stav techniky
Zařízení na přivařování svorníků se kupříkladu v automobilovém oboru používají k tomu, aby se na karoserii při vařily svorníky. Svařování probíhá tak, že se mezi svorník, uchycený ve svařovací hlavě, a polotovar přiloží vysoké napětí a dojde k vytvoření elektrického oblouku. Nastavení polohy přivařovaného svorníku, totiž zvednutí přivařovaného svorníku a vytvoření elektrického oblouku, jakož i navazující vnoření svorníku do taveniny, by mělo probíhat za řízení dráhy, aby se dosáhlo vždy stálé vysoké kvality svařování. Dosud se výlučně používaly optoelektronické systémy měření délek nebo dráhy. Ty jsou necitlivé proti vysokým svařovacím proudům a s nimi spojeným magnetickým polím. Silná magnetická pole se mohou ve svařovacích hlavách na svorníky vytvářet také v oblasti lineárního pohonu, neboť lineární pohony pracují často na principu ponorných cívek, to znamená, že mají proudem protékané cívky a permanentní magnety. Optoelektronické systémy měření délek jsou však náchylné na nečistoty. Protože v oblasti svařovací hlavy vzniká mnoho svařovacího postřiku a okolí je Často velmi prašné, jsou dosud používané optoelektronické systémy měření dráhy umístěny ve svařovací hlavě utěsněné, což způsobuje vysoké náklady.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje svařovací hlava na svorníky s lineárním pohonem, svařovací osou spojenou s lineárním pohonem a elektromagnetickým systémem měření délek, který určuje polohu svařovací osy ve svařovací hlavě na svorníky. Jeho podstata spočívá v tom, že elektromagnetický systém měření délek má množinu permanentních magnetů, lineárně uspořádaných ve směru pohybu svařovací osy, a magnetické čidlo.
V praxi se ukázalo, že elektromagnetické systémy měření délek, které jsou z principu na nečistoty necitlivé, jsou ve svařovacích hlavách na svorníky schopné funkce. To je pro odborníka zcela překvapující, protože právě ve svařovacích hlavách na svorníky tečou extrémně vysoké svařovací proudy a v důsledku toho se vytvářejí silná elektromagnetická pole. Jak se ukázalo, dá se pomocí elektromagnetických systémů měření délek dosáhnout í ve svařovacích hlavách rozlišovací schopnosti, která je znatelně vyšší než je rozlišovací schopnost optoelektronických systémů měření délek.
Podle jednoho výhodného provedení se používá inkrementální elektromagnetický systém měření délek.
Podle výhodného provedení jsou permanentní magnety uspořádány na pásu nebo v něm a tvoří magnetický pás.
Je rovněž výhodné, jestliže permanentní magnety nebo magnetický pás jsou upevněny na svařovací ose.
Použitím magnetického pásu jsou náklady pro upevnění na svařovací ose nízké.
Nadto může mít systém měření délek nastavitelnou rozlišovací schopnost, aby se mohl přizpůsobovat okolnostem a požadavkům. Alternativně je také použitelný indukční systém měření délek.
U jednoho výhodného provedení je uspořádán lineární pohon, který pracuje na principu ponorných cívek. Ten má více za sebou zapojených cívek, do kterých zasahuje alespoň jeden permanentní magnet, který je spojen se svařovací osou.
Takovýto lineární pohon má tu výhodu, že může dosáhnout exaktního nastavení polohy a ideálně io se doplňuje s elektromagnetickým systémem měření délek, který má vysokou rozlišovací schopnost. Protože takovýto lineární pohon vytváří rovněž extrémně silná magnetická pole, je o to pozoruhodnější, že elektromagnetický systém měření délek nebo dráhy, zejména za použití magnetického pásu a indukčního čidla, funguje vysoce přesně a navíc ještě po dlouhý čas stabilně.
Přehled obrázků na výkresech
Další znaky a přednosti vynálezu vyplývají z následujícího popisu a přiložených výkresů, které znázorňují na obr. 1 pohled na podélný řez svařovací hlavou na svorníky podle vynálezu a na obr. 2 principiální skicu lineárního pohonu svařovací hlavy na svorníky podle obr. 1.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je stylizovaně znázorněna svařovací hlava na svorníky, která má kryt 3, v krytu 3 uspořádaný elektromagnetický, axiálně působící lineární pohon 5, a elektromagnetický systém 7 měření délek nebo dráhy. Lineární pohon 5 sestává z více válcových cívek 9, 9J, viz, obr. 2, upevněných na krytu 3, a svařovací osy 11, rozprostírající se dovnitř cívek 9, 9\ avšak z nich vyčnívající. Svařovací osa JJ. zase sestává z více úseků, totiž zadního úseku J3 ve tvaru jednoho nebo více za sebou uspořádaných permanentních magnetů, a podélného, na něj navazujícího válcovitého úseku 15, který má přední konec, jenž je vytvořen jako držák svorníku. V držáku J7 svorníku je zastrčen a uchycen svorník 19 určený k přivaření.
Svařovací hlava na svorníky, znázorněná na obr. 1, pracuje následovně:
Svařovací hlava na svorníky se přistaví ke zde neznázoměnému polotovaru, kupříkladu plechu vozidla. Během postavování svařovací hlavy, která je upevněna na ramenu robota, může být svařovací osa JJ. v základní poloze, znázorněné na obr. 1. Jestliže robot přivede svařovací hlavu blízko k polotovaru, tak se svařovací osa 11 pohybuje ve vysouvacím směru V, až špička privarovaného svorníku 19 zkontaktuje povrch polotovaru. V této poloze se může zjistit poloha polotovaru.
Potom co byl povrch polotovaru zkontaktován, tak se přiloží svařovací napětí a svařovací osa _U se za řízení dráhy nebo rychlosti posune o definovaný úsek ve směru R do požadované polohy nebo mezi polohy, takže se pomocí zdvihového zapálení generuje elektrický oblouk. Pro vytvoření vysokého standardu kvality při svařování je žádoucí, aby byl odstup polotovaru k přivařova45 nému svorníku 19 udržován co možná přesně, což je jednoduše dosažitelné pomocí inkrementálního systému měření délky s velkou rozlišovací schopností, spojeného se zvláštním lineárním pohonem 5. Proto se lineami pohon 5 a systém měření délek popisují v následujícím podrobněji.
Lineární pohon 5, který pracuje na principu ponorných cívek, může mít, tak, jak ukazuje obr. 2, více cívek, kupříkladu dvě v sérii zapojené cívky 9, 9/ $ rozdílnými směry vinutí, takže vzniknou .7.
dva elektromagnety s opačným směrem magnetického toku, jak je to kupříkladu popsáno ve spisu US 5 321226. Permanentní magnet na zadním úseku 13 zasahuje do obou cívek 9, 9\ a pomocí cívek 9,2 je posunutelný do obou směrů V nebo R.
Elektromagnetický systém 7 měření délek je k tomu, aby určoval polohu hnací osy 1 h a je spojen s řídicí jednotkou 23, která pak také řídí svařovací proud a cívky 9,9.
Elektromagnetický systém 7 měření délek sestává z magnetického pásu 31, který je upevněn na svařovací ose 11, kupříkladu pomocí lepidla, a z magnetického čidla 33, upevněného na krytu 3. io Pomocí otočného kódovacího přepínače 35 se dá nastavit rozlišení systému měření délek kupříkladu v rozsahu 1 mm až 0,005 mm.
Magnetický pás 31 zahrnuje množinu lineárně uspořádaných permanentních magnetů, například ve tvaru tyčových magnetů, které jsou kupříkladu svou osou orientovány napříč k podélné ose magnetického pásu. Permanentní magnety mohou být zapuštěny do plastu, kupříkladu zastříknuty. Jestliže je to žádoucí, může být také provedeno zesílení magnetického pásu pomocí kovových proužků nebo drátů. V podélném směru magnetického pásu 31 jsou permanentní magnety výhodně uspořádány v ekvidistantním odstupu. Kupříkladu může odstup mezi dvěma permanentními magnety činit cca 2 mm.
Magnetické čidlo (pod tímto pojmem se rozumí každý druh čidla pro detekci magnetického pole) může být vytvořeno jako indukční čidlo. Jestliže se magnetické čidlo 33 a magnetický pás 31 relativně vůči sobě pohybují, tak magnetické čidlo vytváří zvlněný signál. Tento signál se vyhodnocuje zde blíže neznázoměnou vyhodnocovací jednotkou, která může být kupříkladu integro25 vána do řídicí jednotky 23, a z toho se určuje změna polohy nebo absolutní poloha svařovací osy H· Kupříkladu může být signál magnetického Čidla 33 ekvidistantně vzorkován a z informace o odstupu dvou extrémů signálu, který je v korelaci s odstupem dvou permanentních magnetů v podélném směru magnetického pásu, a z hodnoty signálu ve vzorkovacím bodě, vztaženo na hodnotu extrému, se vysoce přesně stanovuje poloha svařovací osy J_l·
Jestliže se svařovací osa JI pohybuje ovládáním lineárního pohonu 5 ve vysouvacím směru V, probíhá tento pohyb výhodně regulovaně, tedy zde pomocí uzavřené zpětnovazební smyčky dosed Ioop feedback. Svorník J9 se noří do taveniny a upevňuje na polotovaru.
Samozřejmě by bylo rovněž možné řízení pohybu bez regulace.
Průmyslová využitelnost
Zařízení podle vynálezu je použitelné výhodně všude tam, kde je prováděno svařování polo40 tovarů.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Svařovací hlava na svorníky, s lineárním pohonem (5), svařovací osou (11) spojenou s lineárním pohonem (5), a elektromagnetickým systémem (7) měření délek, který určuje polohu svařovací osy (11) ve svařovací hlavě na svorníky, vyznačující se tím, že elektromagnetický systém (7) měření délek má množinu permanentních magnetů, lineárně
    50 uspořádaných ve směru pohybu svařovací osy (11), a magnetické čidlo (33).
  2. 2* Svařovací hlava na svorníky podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje inkrementální elektromagnetický systém (7) měření délek.
    -3CZ 300747 B6
  3. 3. Svařovací hlava na svorníky podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že permanentní magnety jsou uspořádány na pásu nebo v něm, a tvoří magnetický pás (31),
  4. 5 4. Svařovací hlava na svorníky podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že permanentní magnety nebo magnetický pás (31) jsou upevněny na svařovací ose (H)·
    5. Svařovací hlava na svorníky podle některého z předcházejících nároků, vyznačující w se tím, že elektromagnetický systém měření délek je systém s měnitelnou rozlišovací schopností.
  5. 6. Svařovací hlava na svorníky podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se t í m , že obsahuje lineární pohon (5), pracující na principu ponorných cívek.
  6. 7. Svařovací hlava na svorníky podle nároku 6, vyznačující se tím, že lineární pohon (5) má více za sebou zapojených cívek (9, 9'), do kterých zasahuje alespoň jeden permanentní magnet, který je spojen se svařovací osou (11).
CZ20022735A 2000-02-21 2001-02-21 Svarovací hlava na svorníky CZ300747B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20003132U DE20003132U1 (de) 2000-02-21 2000-02-21 Bolzenschweißkopf

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20022735A3 CZ20022735A3 (cs) 2003-03-12
CZ300747B6 true CZ300747B6 (cs) 2009-07-29

Family

ID=7937673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20022735A CZ300747B6 (cs) 2000-02-21 2001-02-21 Svarovací hlava na svorníky

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6750417B2 (cs)
EP (1) EP1259351B1 (cs)
AT (1) ATE265909T1 (cs)
AU (1) AU4635701A (cs)
BR (1) BR0108788B1 (cs)
CA (1) CA2408257C (cs)
CZ (1) CZ300747B6 (cs)
DE (2) DE20003132U1 (cs)
MX (1) MXPA02008098A (cs)
WO (1) WO2001062427A1 (cs)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20105489U1 (de) * 2001-03-29 2002-08-08 HBS Bolzenschweißsysteme GmbH & Co. KG, 85221 Dachau Bolzenschweißkopf mit Linearantrieb
DE10136991A1 (de) 2001-07-23 2003-02-06 Emhart Llc Newark Verfahren zum Kurzzeit-Lichtbogenschweißen und Kurzzeit-Lichtbogenschweißsystem
US6998564B2 (en) * 2003-04-18 2006-02-14 Newfrey Llc Stud welding gun with stud detection system
DE102013201348A1 (de) 2013-01-29 2014-07-31 Ford Global Technologies, Llc Bolzenhalter
US20150375332A1 (en) * 2014-06-30 2015-12-31 Newfrey Llc Non-contact laminar flow drawn arc stud welding nozzle and method
CN104227202B (zh) * 2014-09-26 2016-04-27 苏州梦之捷焊接技术有限公司 拉弧式螺柱焊枪中静铁芯的调节装置
US9914181B1 (en) * 2015-09-28 2018-03-13 Nbn Innovations, Llc. Position sensing a location pin in a welding electrode
CN112171030A (zh) * 2019-07-01 2021-01-05 南京理工大学 一种自动控制螺柱焊拉弧高度的螺柱焊枪
EP4059649B1 (en) * 2021-03-16 2025-09-17 Newfrey LLC Welding gun and method for monitoring a welding process
EP4059650A1 (en) * 2021-03-16 2022-09-21 Newfrey LLC Welding gun with a displacement measuring system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS229282B1 (en) * 1982-12-21 1984-06-18 Alojz Ing Plachy Apparatus for mechanized arc welding of noses on suspension tubes of the steam producers
DE3929669A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-14 Bettermann Obo Ohg Bolzenanschweissvorrichtung
US5406044A (en) * 1994-04-20 1995-04-11 Eaton Corporation Displacement monitoring system for stud welding
WO1996011767A1 (en) * 1994-10-18 1996-04-25 Emhart Inc. Stud welding device
DE19529350A1 (de) * 1995-08-09 1997-02-13 Bolzenschweistechnik Heinz Soy Schweißeinrichtung zum Verschweißen von Bolzen mittels Spitzenzündung, Kurzzeit-Hubzündung oder Hubzündung
CZ285368B6 (cs) * 1992-07-30 1999-07-14 Splitfast Technologies Limited Navařovatelný upevňovací člen, svářecí zařízení pro jeho přivařování a uspořádání pro upevňování montážní části na navařovatelném členu

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070226A (en) * 1989-12-08 1991-12-03 Erico Fastening Systems, Inc. Interactive stud welding gun
DE4015174C2 (de) * 1990-05-11 1999-01-21 Buehler Ag Form zum Gießen von Kunststoff oder Metall unter Druck und Spritz-oder Druckgießmaschine mit einer solchen Form
DE4115786A1 (de) * 1991-05-15 1992-11-19 Micro Epsilon Messtechnik Verfahren und vorrichtung zum ueberwachen mechanischer kraftuebertragungssysteme
US5252802A (en) * 1993-01-27 1993-10-12 Trw Inc. Apparatus for welding a stud to a workpiece
DE4314528C2 (de) 1993-05-03 1998-01-22 Trw Nelson Bolzenschweisstechn Verfahren zur Überwachung des Schweißvorgangs beim Bolzenschweißen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CH688186A5 (de) 1994-10-03 1997-06-13 Ifa Internationale Finanzansta Schweissverfahren zum Verbinden einer Komponente mit einem Werkstueck und Vorrichtung zum Ausfuehren des Verfahrens.
US6215085B1 (en) * 1994-10-18 2001-04-10 Emhart Inc. Stud welding device
US5502291A (en) * 1994-11-07 1996-03-26 Emhart Inc. Stud welder
DE19524490B4 (de) * 1995-07-05 2005-06-09 Newfrey Llc, Newark Verfahren zum Verschweißen von Schweißbolzen mit einem Werkstück
DE19720333B4 (de) * 1997-05-15 2007-01-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Messung von Kraftstoff, der Kraftstoffeinspritzventilen zur Einspritzung an einer Brennkraftmaschine zugeführt wird und Kraftstoffeinspritzsystem zur Durchführung des Verfahrens
DE19749745A1 (de) * 1997-11-11 1999-05-12 Karl Wilhelm Zoeller Berührungslos wirkendes Wegmeßsystem insbesondere für Kraftspanner

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS229282B1 (en) * 1982-12-21 1984-06-18 Alojz Ing Plachy Apparatus for mechanized arc welding of noses on suspension tubes of the steam producers
DE3929669A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-14 Bettermann Obo Ohg Bolzenanschweissvorrichtung
CZ285368B6 (cs) * 1992-07-30 1999-07-14 Splitfast Technologies Limited Navařovatelný upevňovací člen, svářecí zařízení pro jeho přivařování a uspořádání pro upevňování montážní části na navařovatelném členu
US5406044A (en) * 1994-04-20 1995-04-11 Eaton Corporation Displacement monitoring system for stud welding
WO1996011767A1 (en) * 1994-10-18 1996-04-25 Emhart Inc. Stud welding device
DE19529350A1 (de) * 1995-08-09 1997-02-13 Bolzenschweistechnik Heinz Soy Schweißeinrichtung zum Verschweißen von Bolzen mittels Spitzenzündung, Kurzzeit-Hubzündung oder Hubzündung

Also Published As

Publication number Publication date
DE50102200D1 (de) 2004-06-09
EP1259351A1 (de) 2002-11-27
US6750417B2 (en) 2004-06-15
ATE265909T1 (de) 2004-05-15
DE20003132U1 (de) 2000-06-29
MXPA02008098A (es) 2004-09-06
US20030132202A1 (en) 2003-07-17
BR0108788A (pt) 2005-02-09
CA2408257C (en) 2010-06-29
AU4635701A (en) 2001-09-03
CA2408257A1 (en) 2001-08-30
CZ20022735A3 (cs) 2003-03-12
WO2001062427A1 (de) 2001-08-30
EP1259351B1 (de) 2004-05-06
BR0108788B1 (pt) 2010-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ300747B6 (cs) Svarovací hlava na svorníky
US9393701B2 (en) Magnetic device for gripping and clamping workpieces
US20080101895A1 (en) Gripper having sensor for detecting displacement
US4923184A (en) Clamping device
KR20200056809A (ko) 리니어 모터 및 그 제어 시스템
CA2223158A1 (en) Electromagnetic actuator
KR970706939A (ko) 스터드(stud) 용접장치(STUD WELDING DEVICE)
CA2519494A1 (en) Magnetic assembly for magnetically actuated control devices
US4165501A (en) Position sensing system
US12233538B2 (en) Supply device for shaft-like component
WO2017110668A1 (ja) ストローク検出装置
US6215085B1 (en) Stud welding device
GB1559373A (en) Magnetic actuators for spool and sleeve valves
US5732938A (en) Actuation apparatus
JP2019060707A (ja) ストローク検出装置
JP6432640B2 (ja) 電磁発電機およびこれを搭載した直動アクチュエータ装置
JP2005304298A (ja) 電磁アクチュエーター
PL241503B1 (pl) Mechanizm automatycznego pozycjonowania segmentów bieżnika względem stojana silnika liniowego
US7548057B2 (en) Full waveguide
CN112518080B (zh) 机器人用焊接工具及机器人
JP2006516799A (ja) 開閉器用の電磁式駆動装置
CN112243564B (zh) 具有以可在轨道部件上运动的方式布置的轨道车辆的系统和设备
US20030141346A1 (en) Method for welding a bolt onto a workpiece and a bolt-welding device
JP6171782B2 (ja) 電磁発電機およびこれを搭載した直動アクチュエータ装置
JPH1080121A (ja) リニアアクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20200221