DD142518A1

DD142518A1 - Verfahren zur ermittlung und ueberwachung elektrischer schweissparameter

Info

Publication number: DD142518A1
Application number: DD21172879A
Authority: DD
Inventors: Norbert Winkler; Manfred Bahr
Original assignee: Norbert Winkler; Manfred Bahr
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1979-03-22
Publication date: 1980-07-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Messen, überwachen und Regeln elektrischer Schweißparameter. Ziel ist, die in bekannten Meßeinrichtungen vorkommenden Fehler in der Größenordnung von 10% des Skalenendwertes beträchtlich zu reduzieren. Zur Lösung der Aufgabe, durch entsprechende Maßnahmen die bisher ausschließlich auf analogem Wege durchgeführte Aufbereitung des von dem Geber kommenden Meßsignals und die damit verbundenen großen Streuungen der angezeigten Werte su vermeiden und verfälschende Einflüsse von Kurvenform und Deiner des Schweißstromes auszuschließen, wird erfindungsgemäß der von einem Meßwertaufnehmer und einem Betragsbildungsglied gewonnene Wert unmittelbar über einen schnellen analog-digita.1 Wandler in eine serielle Folge von en Vierten umgesetzt, aus denen mit Hilfe, vorzugsweise eines entsprechend programmierten Mikroprozessors, die elektrischen Schweißparaneter errechnet» automatisch ausgewertet und einer Anzeige zugeführt werden» - Fig.1 -

Description

-λ- 2 117

Anmelder; Norbert Winkler

- 402 Halle, Paracelsusstr, 2 b

Manfred Bahr

40 Halle, Götzstr· 32

gujstellungjsipevollmaphti^terj;

Leit-BfN"Schweißtechnik» im Zentralinstitut für Schweißtechnik der DDR 403 Halle, PSF 16

Verfahren zur Ermittlung und Überwachung elektrischer Schweißparameter . ......

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Überwachung elektrischer Schweißparameter, insbesondere des Schweißströmes in Verbindung mit der Schweißzeit und dem Spannungsabfall über der Schweißstelle, vorzugsweise zur Erhöhung der Qualität widerstandsgeschweißter Erzeug· nisse«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind eine Keihe Verfahren bekannt, die verschiedene Geräte zur Messung und Überwachung elektrischer Schweißparameter beim Widerstandsschweißen verwenden· Dasu zählt beispielsweise ein Strom- und- Spannungsmeß- und Überwachungsgerät, mit welchem von dem Schweißstrom oder der Schweißspannung entweder der Effektivwert, der

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Scheitelwert oder das Zeitintegral dieser Vierte angezeigt oder überwacht werden kann. Ein anderes bekanntes Leistungsmeßund überwachungsgerät gestattet zusätzlich die Messung der elektrischen Wirkleistung und der elektrischen Arbeit, die beim Schweißprozeß oder einem, wählbaren Zeitabschnitt davon umgesetzt wird« Die Verarbeitung der Meßsignale und die Inzeige erfolgen analog.

Nach einem bekannten Effektivwertmesser wird der Effektivwert, Spitzenwert und Ladung analog gemessen, aufbereitet und digital angezeigt·

Nach der DE-OS 17 65 035 und US-OS 19 51 989 sowie DB-PS 113 814 erfassen spezielle Meßwertgeber eine dem Schweißstrom proportionale Größe, wobei über einen Verstärker und Integrationsschaltung eine Ladungsmessung erfolgt· In der DB-AS 10 06 550 wird anstelle der Ladungsmessung der Effektivwert des Schweißstromes bzw, die verstärkte

und integrierte zweite Potenz einer dem Sohweißstrom proportionalen Größe gemessen und verglichen. Die CH-PS 490 155 beschreibt ein Verfahren zur betriebsgemäßen Überwachung von Widerstandspunkt-, naht- oder -buckelschweißmaschinen mittels Meßwertaufnahme, Integration mit gleichzeitiger Verstärkung, Vollweggleichrichtung, nochmaliger Integration und anschließender ana~ log-digital Wandlung für die digitale Anzeige» In der DD-PS 72 081 wird eine Einrichtung zum Messen und Eegeln des effektiven Schweißstromes beim Widerstandspunktschweißen beschrieben, wobei eine Fotodiode (Foto-Y/iderstand) den Lichtstrom einer Glühlampe empfängt, der dem Effektivwert des von einem Meßwandler kommenden Speisestromes proportional ist_? und damit Schwellwertschalter für digitale Meßwertanzeige ansteuert· Allen vorgenannten Verfahren zur Ermittlung und Überwachung elektrischer Schweißparameter haftet der gemeinsame Fehler an, daß infolge der bisher üblichen

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analogen Aufbereitung und der teilweise noch analogen Anzeige der zur Zeit "bekannten Meßgeräte die erzielten Meßwerte mit einem recht hohen Fehler behaftet sind· In einigen bekannten, hier nicht aufgeführten Geräten fehlen auch einige Baugruppen für die analoge Meßwertbildung, so daß bei diesen noch größere Fehler entstehen.

Ziel ,4er Erfindung

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zur Ermittlung und überwachung elektrischer Schweißparameter zu schaffen, bei welchem die in den bisher vorhandenen Heßeinrichtungen vorkommenden Fehler in der Größenordnung von 10 # des Skalenendwertes beträchtlich zu reduzieren sind und damit die Genauigkeit der Messung und letztendlich die Qualität widerstandsgeschweißter Erzeugnisse erhöht wird.

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln und Maßnahmen vorzusehen, durch welche die bisher ausschließlich auf analogem Wege durchgeführte Aufbereitung des von dem Geber kommenden Meßsignals und die damit verbundenen großen Streuungen der angezeigten Werte vermieden und verfälschende Einflüsse von Kurvenform und Dauer des Schweißstromes aufgeschlossen 7/erden.

Erfindungsgemäß wird öle Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem unmittelbar nach dem Meßgeber eine Betragsbildung des Meßsignals erfolgt und dieser Betrag

sofort einem schnellen analog-digital Wandler zugeführt wird, der die für die weitere fehlerfreie Verarbeitung benötigten digitalen Werte liefert. Diese digitalen Signale werden vorzugsweise einem geeigneten Mikroprozessor zugeführt» Dieser errechnet dann aus den seriell anfallenden digitalen Signalen unter Berücksichtigung der Periodenlänge bei Wechselstrom bzw. der Stromflußzeit bei Gleichstrom solche Größen wie Effektivstromstärke, Spitsenstromstärke der positiven bzw. negativen Halbwellen, Ladungsmenge, Leistung und umgesetzte elektrische Energie, wobei für die Produktenbildung aus Strom und Spannung zwei Meßzweige mit je einem Geber, einem Betragsbildungsglied und einem schnellen analogsdigital Wandler ausgerüstet sind« Bei entsprechender Programmeinstellung können in Verbindung mit einem parallel zum Strommeßzjweig angeordneten Zähler die Periodenzahl, die Stromfrequenz oder aus einer Vielzahl von Stromhalbwellen eine oder mehrere herausgegriffen und entsprechend der obigen Angaben ausgemessen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Variante A und B näher erläutert werden»

Zur Veranschaulichung dienen Figur 1 und Figur 2_e Variante A (Figur 1) ist zum Messen und Überwachen des Schweißstromes und daraus resultierender. Parameter be~ stimmt· Ein Meßwertgeber 1 (Rogowski-Gürtel) liefert ein der ersten Ableitung des Schweißstromes direkt proportionales Signals Durch, das folgende Betragsbildungsglied 2 wird gesichert, daß für den schnellen analog-digital Wandler 3 nur positive Werte bereitstehen» Der schnelle analog-digital Wandler 3 und die Recheneinheit 4 bilden

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das Kernstück der Einrichtung, Durch das Zusammenwirken dieser beiden Baugruppen werden die an dem Meßprogrammschalter 5 einstellbaren elektrischen Parameter errechnet und zur Anzeige 6 gebracht· Es ist weiterhin möglich, an die Recheneinheit 4 eine Ausgabe 7 auf Schnelldrucker oder Lichtschreiber anzubringen. Ein Grenzwertkomperator 8 vergleicht den ermittelten 7/ert von der Recheneinheit 4 mit dem über die Sollwerteingabe 9 extern einstellbaren Sollwert mit seinen zulässigen Toleranzen und gibt ein Signal für die Vergleichsanzeige 10 bzw, eine Stellgröße zum Eingriff in die Schweißmaschinensteuerung ab· Mit Hilfe des Zählers 11 ist es möglich, in Verbindung mit der Recheneinheit 4 die Periodenzahl festzustellen oder nur eine bestimmte, extern einstellbare Anzahl von Halbwellen auszumessen· um noch auftretende Fehler bei der Meß v/er tauf nähme zu reduzieren, kann der Meßwertgeber 1 zur Strommessung beispielsweise als Präzisionsshunt ausgeführt werden» Dazu muß die Recheneinheit 4 entsprechend anders programmiert werden. Ein an sich bekanntes und hier nicht mit gekennzeichnetes Netzteil vervollständigt die gesamte Einrichtung.

Zum Messen sowohl des Schweißstromes als auch des Spannungsabfalls über der Schweißstelle und den daraus resultierenden Parametern wird Variante B verwendet. Im Vergleich zu Variante A wird der Meßwertgeber 1 erweitert. Zusätzlich greifen zwei Elektroden den Spannungsabfall über der Schweißstelle ab. Dieses Signal wird über das Betragsbildungsglied 12 und den schnellen analogdigital Wandler 13 der Recheneinheit 4 zugeführt· Die Baugruppen 5 bis 11 bleiben in ihrer Bedeutung erhalten und werden lediglich auf die zusätzlichen Meßmöglichkeiten erweitert.

Figur 2 zeigt, an welcher Stelle das zweite Betragsbildungsglied 12 und der zweite schnelle analog-digital Wandler 13 eingefügt werden«

Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren zur Ermittlung und überwachung elektrischer Schweißparameter, insbesondere des Schweißstromes in Verbindung mit der Schweißzeit und dem Spannungsabfall über der Schweißstelle, vorzugsweise zur Erhöhung der Qualität widerstandsgeschweißter Erzeugnisse, gekennzeichnet dadurch , daß der von einem Meßwertaufnehmer und einem anschließenden Betragsbildungsglied (2 j 12) gewonnene Wert unmittelbar über einen schnellen analog-digital Wandler (3J 13) in eine serielle Folge von digitalen Werten umgesetzt wird, aus denen mit Hilfe, vorzugsweise eines entsprechend programmierten Mikroprozessors, die elektrischen Schweißparameter errechnet, automatisch ausgewertet und einer Anzeigefö)zugeführt werden·

- Hierzu ein Blatt Zeichnungen -