DE10035371A1

DE10035371A1 - Holder for stud welding, which cannot itself become inadvertently welded to workpiece, includes sensor to verify presence of stud

Info

Publication number: DE10035371A1
Application number: DE2000135371
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Budde; Juergen Madsak
Original assignee: Nelson Bolzenschweiss Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Nelson Bolzenschweiss Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-07-20
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2002-02-07

Abstract

The stud holder (5) includes a sensor (11) to detect the presence of a part to be welded. The sensor, comprising e.g. a strain gauge assembly, guards against the possibility that no stud has been inserted. When this occurs, current supply is disabled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Bolzen schweißen, insbesondere für das Bolzenschweißen ohne Stützfuß.The invention relates to a method and a device for the bolt welding, especially for stud welding without a support leg.

Bei bisher überwiegend verwendeten Bolzenschweißgeräten wird ein Schweiß kopf bzw. für manuelles Schweißen eine Schweißpistole eingesetzt, wobei je weils am vorderen Ende des Schweißkopfs bzw. der Schweißpistole ein Stützfuß oder Abstandshalter vorgesehen ist. Nach dem Aufsetzen des Bolzenschweiß kopfs bzw. der Schweißpistole mit dem Stützfuß auf die Werkstückoberfläche ergibt sich somit eine definierte Position, insbesondere ein definierter Abstand des Schweißkopfs bzw. der Schweißpistole von der Werkstückoberfläche. Die Bewegung des Bolzenhalters und des darin gehaltenen und zu verschweißenden Teils in Bezug auf die Werkstückoberfläche kann dann ausgehend von dieser definierten Position vorgenommen werden.Welding is used in stud welding devices that have been predominantly used up to now head or for manual welding a welding gun used, each because a support leg at the front end of the welding head or welding gun or spacer is provided. After putting on the stud welding head or the welding gun with the support foot on the workpiece surface this results in a defined position, in particular a defined distance of the welding head or welding gun from the workpiece surface. The Movement of the stud holder and the one to be held and welded Part of the workpiece surface can then start from this defined position.

Eine derartige Bolzenschweißvorrichtung ist beispielsweise in der DE 32 15 453 C1 beschrieben. Bei dieser Bolzenschweißvorrichtung weist die Bolzenschweiß pistole einen elektromotorischen Antrieb für die Schweißachse auf, wobei ein Gleichstrommotor die Schweißachse (hier die Pinole) und den damit verbunde nen Bolzenhalter in axialer Richtung antreibt. Nach dem Aufsetzen der Schweiß pistole mit dem Stützfuß auf die Werkstückoberfläche wird der Bolzenhalter zunächst solange auf die Werkstückoberfläche zubewegt, bis die Stirnseite des im Bolzenhalter gehaltenen zu verschweißenden Teils in Kontakt mit der Werk stückoberfläche steht. Anschließend wird der Strom für den Vorstromlichtbogen eingeschaltet und die Schweißachse mittels des Gleichstrommotors von der Werkstückoberfläche abgehoben. Hierdurch wird ein Vorstromlichtbogen gezün det. Der weitere Verlauf entspricht dem üblichen Verfahren des Bolzenschwei ßens mit Hubzündung.Such a stud welding device is for example in DE 32 15 453 C1 described. In this stud welding device, the stud welding has pistol on an electromotive drive for the welding axis, being a DC motor the welding axis (here the quill) and the associated drives a bolt holder in the axial direction. After putting on the sweat gun with the support foot on the workpiece surface becomes the stud holder initially moved towards the workpiece surface until the front of the part to be welded held in the stud holder in contact with the factory piece surface stands. Then the current for the pre-current arc switched on and the welding axis by means of the DC motor from the Workpiece surface lifted off. This ignites a pre-current arc det. The further course corresponds to the usual process of stud welding with spark ignition.

Des Weiteren ist aus der EP 0 776 261 B1 eine Vorrichtung zum Zusammen schweißen wenigstens zweier Teile bekannt, bei der ein Schweißkopf mittels eines Verstellantriebs, beispielsweise eines Roboterarms, gegenüber der beab sichtigten Schweißstelle des Werkstücks ausgerichtet und anschließend in Rich tung auf das Werkstück bewegt wird, bis die Stirnseite des zu verschweißenden Teils an die Werkstückoberfläche angepresst ist. Der Schweißkopf wird dabei über die Position einer erstmaligen Berührung des zu verschweißenden Teils mit der Werkstückoberfläche hinaus in Richtung auf das Werkstück zubewegt. Die Schweißachse des Schweißkopfs ist hierzu derart ausgebildet, dass sie bei dieser weiteren Bewegung des Schweißkopfs in Richtung auf das Werkstück in den Schweißkopf hineinbewegt wird.Furthermore, EP 0 776 261 B1 is a device for assembling welding at least two parts known, in which a welding head by means an adjustment drive, for example a robot arm, opposite the spac sighted weld of the workpiece and then in Rich tion is moved onto the workpiece until the end face of the workpiece to be welded Is partially pressed onto the workpiece surface. The welding head is doing this about the position of a first contact with the part to be welded moved towards the workpiece surface. The For this purpose, the welding axis of the welding head is designed in such a way that it further movement of the welding head towards the workpiece in the Welding head is moved into it.

Durch das Vorsehen eines derartigen zusätzlichen Bewegungswegs für den Schweißkopf ist es möglich, in einem großen Bereich unabhängig von Lagetole ranzen des Werkstücks und Toleranzen bei der Bewegung des Schweißkopfs einen sicheren Kontakt zwischen der Stirnseite des zu verschweißenden Teils und dem Werkstück herzustellen. Nach dem Stoppen der Bewegung des Schweißkopfs kann die Schweißachse des Schweißkopfs mit dem Bolzenhalter und dem darin gehaltenen zu verschweißenden Teil ausgehend von der dann vorhandenen Ausgangsstellung zur weiteren Durchführung des Schweißvorgangs bewegt werden. Diese Bewegung erfolgt mittels des Antriebs für die Schweiß achse. Diese Vorrichtung bzw. dieses Verfahren ermöglicht somit ein Schweißen ohne Stützfuß. By providing such an additional path of movement for the Welding head it is possible to work in a large area regardless of the trough the workpiece and tolerances when moving the welding head a secure contact between the face of the part to be welded and manufacture the workpiece. After stopping the movement of the Welding head can be the welding axis of the welding head with the stud holder and the part to be welded held therein, based on the then existing starting position for further execution of the welding process be moved. This movement takes place by means of the drive for the sweat axis. This device or method thus enables welding without support foot.

Der Vorteil des Schweißens ohne Stützfuß ist u. a. darin zu sehen, dass der Schweißbereich, d. h. der Bereich der Werkstückoberfläche, der für das Schwei ßen zugänglich sein muss, im Vergleich zum Schweißen mit Stützfuß eine deut lich geringere Fläche aufweisen kann. Insbesondere ist es beim Schweißen mit Stützfuß kaum möglich, ein zu verschweißendes Teil in relativ engen Nuten des Werkstücks mit diesem zu verschweißen.The advantage of welding without a support foot is u. a. in seeing that the Welding area, d. H. the area of the workpiece surface that is used for welding must be accessible compared to welding with a support leg Lich can have a smaller area. In particular, when welding with Support leg hardly possible, a part to be welded in relatively narrow grooves To weld the workpiece to it.

Insbesondere bei Bolzenschweißverfahren bzw. Bolzenschweißvorrichtungen, die ohne Stützfuß arbeiten, besteht jedoch eine gewisse Gefahr darin, dass bei einem Fehlen eines zu verschweißenden Teils im Bolzenhalter der Bolzenhalter selbst mit dem Werkstück verschweißt wird.In particular in the case of stud welding processes or stud welding devices, who work without a support foot, there is a certain risk that at a lack of a part to be welded in the stud holder itself is welded to the workpiece.

Bei Bolzenschweißvorrichtungen, die mit einem Stützfuß arbeiten, könnte das Detektieren des Vorhandensein eines zu verschweißenden Teils im Bolzenhalter auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass nach dem Aufsetzen des Schweiß kopfs auf das Werkstück der Weg gemessen wurde, um den die Schweißachse auf das Werkstück zubewegt werden muss, bis ein Kontakt erreicht ist. In Kennt nis der Geometrie des zu verschweißenden Teils und dessen Position im Bolzen halter kann dann auf das Vorhandensein eines zu verschweißenden Teils ge schlossen werden, wenn die zurückgelegte Wegstrecke der Schweißachse bis zum Kontakt des zu verschweißenden Teils mit dem Werkstück kleiner ist als ein vorgegebener Weg. Dieses Verfahren versagt jedoch bei Bolzenschweißvorrich tungen, die ohne Stützfuß arbeiten.This could happen with stud welding devices that work with a support leg Detect the presence of a part to be welded in the stud holder easily done by putting on the sweat the path around which the welding axis was measured must be moved towards the workpiece until contact is reached. Knows nis the geometry of the part to be welded and its position in the bolt holder can then ge on the presence of a part to be welded be closed when the distance traveled by the welding axis to for contact of the part to be welded with the workpiece is smaller than one given way. However, this method fails with stud welding devices that work without a support leg.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bolzenhalter, ein Bolzen schweißverfahren und eine Bolzenschweißvorrichtung, insbesondere für das Bolzenschweißen ohne Stützfuß zu schaffen, wobei das Vorhandensein eines zu verschweißenden Teils im Bolzenhalter sicher detektierbar ist. The invention is therefore based on the object of a bolt holder, a bolt welding process and a stud welding device, in particular for the To create stud welding without a support foot, the presence of one too welding part in the stud holder is reliably detectable.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 7 und 8.The invention solves this problem with the features of patent claims 1 or 7 and 8.

Durch die Ausbildung eines Bolzenhalter mit einer Sensoreinrichtung ist es auf einfache Art und Weise möglich, das Vorhandensein eines Bolzens im Bolzen halter zu detektieren und den Schweißvorgang, wie beispielsweise Einschalten des Schweißstroms, in Abhängigkeit hiervon zu steuern.By forming a bolt holder with a sensor device, it is open simple way possible, the presence of a bolt in the bolt Detect holder and the welding process, such as switching on of the welding current, depending on this.

Die Sensoreinrichtung kann hierzu im Bolzenhalter fest integriert und kosten günstig in einem Herstellungsprozess zusammen mit dem Bolzenhalter gefertigt werden. Hierbei können derartige Bolzenhalter mittels geeigneter Befestigungs mittel, wie beispielsweise Bajonettverschluss, Überwurfmutter, o. ä. am Kopf einer Schweißvorrichtung, beispielsweise einer Schweißachse, lösbar angeordnet sein. Hierdurch kann ein derartiger Bolzenhalter schnell für die Verarbeitung anderer zu verschweißender Teile gewechselt und zu Reparaturzwecken ausge tauscht werden. Es ist auch denkbar, vorhandene Schweißvorrichtungen ohne Sensoreinrichtung mit derartigen lösbaren Bolzenhaltern nachzurüsten.For this purpose, the sensor device can be firmly integrated in the stud holder and cost cheaply manufactured in a manufacturing process together with the stud holder become. In this case, such bolt holders can be fastened by means of suitable fastening medium, such as bayonet lock, union nut, or the like on the head a welding device, for example a welding axis, detachably arranged his. This allows such a bolt holder to be processed quickly other parts to be welded replaced and removed for repair purposes be exchanged. It is also conceivable to have existing welding devices without Retrofit sensor device with such detachable bolt holders.

Zur Verwirklichung dieser Vorteile kann die Sensoreinrichtung aber auch am Bolzenhalter selbst, beispielsweise an seiner Innen- oder Außenseite, lösbar und fixierbar angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich der weitere Vorteil, dass auch nicht lösbare Bolzenhalter nachgerüstet werden können, wobei die Sensorein richtung selbst hierbei für andere Arbeitsgänge wechselbar oder zu Reparatur zwecken austauschbar ist.To achieve these advantages, the sensor device can also be used on Bolt holder itself, for example on its inside or outside, detachable and be arranged fixable. This has the further advantage that non-detachable bolt holders can be retrofitted, with the sensors The direction itself can be changed for other operations or for repair is interchangeable.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinrichtung als wenigstens ein Dehnungsmessstreifen ausgebildet, welche vorteilhafterweise eine sehr kostengünstige Realisierung eines Sensors darstellt. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen, wie beispielsweise Piezoelemente, o. ä. einer Sensoreinrichtung denkbar, die geeignet sind, Verformungen am Bolzen halter zu detektieren.In a preferred embodiment of the invention, the sensor device formed as at least one strain gauge, which advantageously represents a very inexpensive implementation of a sensor. Of course are also other embodiments, such as piezo elements, or the like. a sensor device conceivable that are suitable for deformations on the bolt Detect holder.

Mittels einer solchen Sensoreinrichtung ist es beispielsweise mittels einer einfa chen Schwellwertschaltung möglich festzustellen, ob sich vor einem Schweiß vorgang ein zu verschweißendes Teil, insbesondere Kragenbolzen, in dem Bol zenhalter befindet. Ein Schweißvorgang ohne Bolzen und ein mögliches uner wünschtes Verschweißen des Bolzenhalters an einem Werkstück kann hierdurch auf einfache Weise verhindert werden.By means of such a sensor device it is possible, for example, by means of a simple Chen threshold switching possible to determine whether there is a sweat process a part to be welded, in particular collar bolts, in the bolt Zen holder is located. A welding process without bolts and a possible un Desired welding of the stud holder to a workpiece can hereby can be prevented in a simple manner.

Weiterhin ist es möglich, die Sensoreinrichtung mit einer Auswerte- und Steuer einrichtung mit eventueller zusätzlicher Speichereinheit zu verbinden, um den Schweißvorgang in Abhängigkeit der Messergebnisse zu steuern und/oder dessen Qualität, insbesondere die Qualität des zu verschweißenden Teils, zu werten. So ist es denkbar, dass der durch die Bewegung des Bolzens im Bolzenhalter verur sachte Ist-Wert bzw. Ist-Kurvenverlauf als Ausgangssignal der Sensoreinrich tung mit einem Sollwert bzw. Sollkurvenverlauf verglichen wird und so zusätz lich Aussagen über Länge, Bewegungsgeschwindigkeit, Dicke, Profil usw. des zu verschweißenden Teils sowie Defekte am Bolzenhalter, wie beispielsweise Bruch einer Lamelle usw., getroffen werden können.It is also possible to provide the sensor device with an evaluation and control device to connect with any additional storage unit to the Control and / or the welding process depending on the measurement results Quality, especially the quality of the part to be welded. So it is conceivable that caused by the movement of the bolt in the bolt holder Gentle actual value or actual curve shape as output signal from the sensor device device is compared with a setpoint or setpoint curve and so additional Lich statements about length, speed of movement, thickness, profile etc. of the welding part and defects on the stud holder, such as breakage a slat, etc., can be taken.

Der Sollwert bzw. Sollkurvenverlauf kann hierbei vorgebbar sein, beispielsweise über ein Terminal, ein Netzwerk (LAN, WAN) oder andere Eingabegeräte wie Karten- oder Diskettenlesegerät o. ä. und/oder aus vorangegangenen Messungen gewonnen werden. Hierbei können beispielsweise zu Beginn der Verarbeitung einer Charge von gleichen zu verschweißenden Teilen mit ausgewählten den vorgegeben Toleranzen genügenden zu verschweißenden Teilen eine oder mehre re Kalibriermessung vorgenommen werden und hieraus beispielsweise über Mittelwertbildung eine Sollkurve bestimmt werden. Solche Werte bzw. Kurven können dann vorteilhafterweise intern oder extern zur weiteren späteren Verwen dung, auch an anderen Bolzenhaltern, gespeichert werden.The target value or target curve profile can be predeterminable, for example via a terminal, a network (LAN, WAN) or other input devices such as Card or disk reader or similar and / or from previous measurements be won. For example, at the beginning of processing a batch of the same parts to be welded with selected ones predetermined tolerances of sufficient parts to be welded one or more re calibration measurement are made and from this, for example Averaging a target curve can be determined. Such values or curves can then advantageously be used internally or externally for further later use dung, also on other stud holders.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhän gigen Ansprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the depend current claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Embodiment explained in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 eine Ansicht eines Schweißkopfes mit einem Bolzenhalter ohne Bol zen nach der Erfindung im Längsschnitt; Figure 1 is a view of a welding head with a stud holder without Bol zen according to the invention in longitudinal section.

Fig. 2 eine Ansicht des Schweißkopfes nach Fig. 1 mit Bolzen im Längs schnitt; Fig. 2 is a view of the welding head of Figure 1 with bolts in longitudinal section.

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Bolzenhalter in Einzeldarstellung; Fig. 3 is a side view of a pin holder in an individual representation;

Fig. 4 ein Diagramm eines Kurvenverlaufs der Ausgangssignale einer Sen soreinrichtung während einer Bewegung eines Bolzens im Bolzenhal ter und Fig. 4 is a diagram of a curve of the output signals of a sensor device Sen during a movement of a bolt in the Bolzenhal ter and

Fig. 5 ein Diagramm einer Bewegung eines Bolzens im Bolzenhalter. Fig. 5 is a diagram of a movement of a bolt in the bolt holder.

Fig. 1 zeigt den vorderen Bereich einer Bolzenschweißvorrichtung, wie bei spielsweise Schweißkopf oder Schweißpistole, die den vorderen Bereich einer Schweißachse 3 umfasst, an dessen stirnseitigen Ende ein Bolzenhalter 5 ange ordnet ist. Der Bolzenhalter 5 ist hierbei mittels eines lösbaren Befestigungsmit tels in Form einer Überwurfmutter 7 an der Spitze der Schweißachse 3 lösbar befestigt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Bolzenhalter 5 mehrere, beispiels weise vier, sechs oder eine beliebige andere Anzahl von Längsschlitzen entlang der Längsachse des Bolzenhalters 5 und somit der Längsachse des Bolzen schweißkopfs 1 auf, die vom stirnseitigen Kopfende bis zu einem Drittel, zur Hälfte oder darüber hinaus des Bolzenhalters 5 reichen. Durch diese z. B. vier Längsschlitze 7 ist der Bolzenhalter 5 in mehrere, beispielsweise vier Lamellen 9 unterteilt. Fig. 1 shows the front area of a stud welding device, such as in welding head or welding gun, which includes the front area of a welding axis 3 , at the front end of a stud holder 5 is arranged. The bolt holder 5 is detachably fastened by means of a releasable fastening means in the form of a union nut 7 at the tip of the welding axis 3 . As can be seen from FIG. 1, the stud holder 5 has a plurality, for example four, six or any other number of longitudinal slots along the longitudinal axis of the stud holder 5 and thus the longitudinal axis of the stud welding head 1 , which extends from the front end of the head to a third, half or more of the bolt holder 5 . Through this z. B. four longitudinal slots 7 , the bolt holder 5 is divided into several, for example four slats 9 .

Weiterhin weist der Bolzenhalter 5 einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen 11 auf, die als Sensoreinrichtung fungieren. Die Dehnungsmessstreifen 11 sind hier bei vorteilhafterweise im Bereich der größten auftretenden Verformung aufgrund einer Bolzenbewegung mit dem Bolzenhalter 5 angeordnet. Im Ausführungsbei spiel sind die Dehnungsmessstreifen 11 an der Außenfläche des Bolzenhalters 5 im Bereich der Fußenden der Schlitze 7 angeordnet, da hier mit der größten Ver formung zu rechnen ist. Hierbei kann ein Dehnungsmessstreifen 11 fest mit der Außenfläche des Bolzenhalters 5, z. B. mittels Kleben, Nieten oder Schweißen verbunden und/oder mit der Überwurfmutter 13 fest verbunden oder an diese angeformt sein, so dass eine Vergrößerung des Außenumfangs und damit Ver formung der Wandung des Bolzenhalters 5 im Bereich des Dehnungsmessstrei fens 11 bzw. an dessen Unterseite eine Verformung des Dehnungsmessstreifens 11 bewirkt. Bei einer Befestigung der Dehnungsmessstreifen 11 ausschließlich an der Überwurfmutter 13 können vorteilhafterweise verschiedene Bolzenhalter 5 mit einer solchen Überwurfmutter 13 verwendet werden, ohne dass solche Bolzenhalter 5 eigene Dehnungsmessstreifen 11 aufweisen müssen. Furthermore, the bolt holder 5 has one or more strain gauges 11 , which act as a sensor device. The strain gauges 11 are advantageously arranged here in the region of the greatest deformation occurring due to a bolt movement with the bolt holder 5 . In the exemplary embodiment, the strain gauges 11 are arranged on the outer surface of the bolt holder 5 in the region of the foot ends of the slots 7 , since the greatest deformation is to be expected here. Here, a strain gauge 11 can be fixed to the outer surface of the bolt holder 5 , for. B. connected by gluing, riveting or welding and / or firmly connected to the union nut 13 or molded onto it, so that an enlargement of the outer circumference and thus Ver deformation of the wall of the bolt holder 5 in the area of the strain gauge 11 or on the underside thereof a deformation of the strain gauge 11 causes. When the strain gauges 11 are fastened exclusively to the union nut 13 , different bolt holders 5 can advantageously be used with such a union nut 13 without such bolt holders 5 having to have their own strain gauges 11 .

Fig. 2 zeigt den Zustand eines Bolzenhalters 5, welcher mit einem Bolzen 15 geladen und für einen Schweißvorgang des Bolzen 15 an einem Werkstück 17 bereit ist. Hierbei wurde der Bolzen 15 mittels eines Ladestifts 17 vom Fußpunkt des Bolzenhalters 5 bis zu dessen Spitze in seine in Fig. 2 dargestellte Endlage befördert, wobei die Lamellen 9 des Bolzenhalters 5 je nach Zeitpunkt der Be wegung des Bolzens 15 und dessen Aufenthaltsort im Bolzenhalter 5 einer Ver formung radial nach außen unterliegen bis der Bolzen 15 seine Endlage erreicht und von den Lamellen des Bolzenhalters 5 radial nach innen mit einer Kraft be aufschlagt wird und eventuell zusätzlich durch einen Ladestift 17 gegen ein Zu rückrutschen gehalten wird. Fig. 2 shows the state of a stud holder 5, which is loaded with a bolt 15 and is ready for a welding operation of the pin 15 in a workpiece 17. Here, the bolt 15 was transported by means of a loading pin 17 from the base of the bolt holder 5 to its tip into its end position shown in FIG. 2, the lamellae 9 of the bolt holder 5 depending on the time of the movement of the bolt 15 and its location in the bolt holder 5 subject to a deformation radially outwards until the bolt 15 reaches its end position and is applied radially inwards by a force from the slats of the bolt holder 5 and possibly additionally held against slipping by a loading pin 17 .

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Einzeldarstellung des vorderen und mittleren Be reichs eines Bolzenhalters 5 ab der Linie I in Fig. 2. Hierbei ist die mögliche Verformung der Lamellen 9 radial nach außen als gestrichelte Linie 25 darge stellt, welche bei einem rotationssymmetrischen zu verschweißenden Teil 15 alle Lamellen 9 also den gesamten Umfang des Bolzenhalters 5 in diesem Bereich betrifft. Fig. 3 shows an enlarged individual view of the front and middle loading area of a stud holder 5 from line I in Fig. 2. Here, the possible deformation of the slats 9 radially outwards as a dashed line 25 represents Darge, which in a rotationally symmetrical part to be welded 15 all the slats 9 thus affect the entire circumference of the bolt holder 5 in this area.

Die Verformung des Bolzenhalters 5 bzw. dessen Lamellen 9 bewirkt hierbei eine Verformung des oder der Dehnungsmessstreifen, so dass sich dessen Aus gangssignal bzw. Messsignal entsprechende ändert. Zur Umsetzung eines Mess widerstands in eine, wie in Fig. 4 im Diagramm dargestellte, Messspannung dient z. B. eine Brückenschaltung mit dem oder den Dehnungsmessstreifen als verän derliche Widerstände in den Brückenzweigen, so dass bei einer anliegenden Fest spannung an einem Diagonalzweig das Messsignal am anderen Diagonalzweig als Messspannung U_B entnommen werden kann. Selbstverständlich steht eine solche beschriebene Schaltung nur beispielhaft für viele einem Fachmann bekannte Umsetzungs- oder Auswertungsschaltungen wie z. B. Sollwertschaltun gen, Analog-Digitalschaltungen mit Komparator o. ä.The deformation of the bolt holder 5 or its slats 9 causes a deformation of the strain gauge or stripes, so that its output signal or measurement signal changes accordingly. To convert a measuring resistor into a measuring voltage, as shown in FIG . B. a bridge circuit with the or the strain gauges as changeable resistances in the bridge branches, so that when a voltage is applied to a diagonal branch, the measurement signal at the other diagonal branch can be taken as the measurement voltage U _B. Of course, such a circuit described is only an example of many conversion or evaluation circuits known to a person skilled in the art, such as, for. B. Sollwerttschaltun conditions, analog-digital circuits with comparator or the like.

Im Weiteren werden die in Fig. 4 dargestellten Verläufe sowie deren Auswertung anhand einer Bewegung des Bolzens 15 durch einen Bolzenhalter 5 gemäß Fig. 5 dargestellt.Furthermore, the courses shown in FIG. 4 and their evaluation are shown on the basis of a movement of the bolt 15 by a bolt holder 5 according to FIG. 5.

Nach Fig. 5 legt der Bolzen ab dem Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₂ eine Stre cke S₁ zurück, wobei diese Bewegung im Diagramm nur beispielhaft als lineare gleichförmige Bewegung dargestellt ist. Als Nullpunkt der Bewegung ist hierbei der Punkt definiert, bei dessen Fortbewegung der Bolzen im Bolzenhalter eine erste Bewegung der Lamellen 9 nach außen bewirkt. Vor diesem Zeitpunkt liegt das Messsignal der Dehnungsmessstreifen als konstanter Wert, also z. B. wie in Fig. 4 dargestellt als Diagonalspannung U₁ einer Messbrücke vor.According to FIG. 5, the bolt inserted from the time t ₁ to time t _2, a Stre blocks S ₁ back, this movement being shown as exemplary only linear uniform motion in the diagram. The zero point of the movement is defined here as the point at which the bolt in the bolt holder moves a first movement of the slats 9 outwards. Before this time, the measurement signal of the strain gauges is a constant value, e.g. B. as shown in Fig. 4 as a diagonal voltage U _{1 of} a measuring bridge.

Bei einer weiteren Bewegung des Bolzens durch den Bolzenhalter verändert sich die Messspannung U_B aufgrund der auf den Dehnungsmessstreifen 11 einwir kenden Verformung der Lamellen 9 in diesem Bereich und verläuft beispielswei se entlang einer als durchgezogene Linie dargestellte Kurve 19 im Diagramm nach Fig. 4 bis zu einem Zeitpunkt t₂ keine weitere Veränderung der Verformung der Lamellen 9 erfolgt und als Endspannung U₂ erreicht ist. Diese kann, wie in Diagrammen nach Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt, mit der Endlage des Bolzens 15 im Bolzenhalter 5 übereinstimmen oder bereits vorher durch fehlende weitere Verformung aufgrund der Längsbewegung des Bolzens 15 im Bolzenhalter 5 erreicht sein.With a further movement of the bolt by the bolt holder, the measurement voltage U _{B changes} due to the deformation of the lamellae 9 acting on the strain gauge 11 and runs, for example, along a curve 19 shown as a solid line in the diagram according to FIG. 4 up to At a point in time t _2, there is no further change in the deformation of the lamellae 9 and is reached as the final voltage U ₂ . These may be as shown in graphs of FIG. 4 and FIG. 5, the same as the end position of the bolt 15 in the pin holder 5 or previously by the lack of further deformation due to the longitudinal movement of the bolt 15 in the stud holder 5 is reached.

Die durchgezogene Kurve 19 im Diagramm nach Fig. 4 zeigt hierbei ein Beispiel eines Bolzens 15 ohne Kragen, so dass die Endspannung U₂ auch das Maximum der Kurve ist. Dagegen zeigt die gestrichelt dargestellte Kurve 21 in Fig. 4 einen typischen Kurvenverlauf einer Bewegung eines Kragenbolzens 15 durch einen Bolzenhalter 5 bei dem der Endwert U₂ der Messspannung U_B vorher durch ein Maximum U₃ übertroffen wird. Dieses Maximum wird hierbei durch den größe ren Außenumfang des Kragens gegenüber dem restlichen Umfang des Bolzens und der hierdurch weiter radial nach außen gedrückten Lamellen 9 bewirkt.The solid curve 19 in the diagram according to FIG. 4 shows an example of a bolt 15 without a collar, so that the final tension U _{2 is} also the maximum of the curve. In contrast, the curve 21 shown in dashed lines in FIG. 4 shows a typical curve profile of a movement of a collar bolt 15 through a bolt holder 5, in which the final value U _{2 of} the measurement voltage U _{B is} previously exceeded by a maximum U ₃ . This maximum is caused by the larger outer circumference of the collar compared to the remaining circumference of the bolt and the fins 9 which are thereby pressed further radially outwards.

Wird ein solches Messergebnis bzw. Ist-Kurvenverlauf nicht nur einer einfachen Sollwertschaltung, Vergleicher o. ä. sondern einer Auswerte- und Steuereinheit zugeführt, so kann der Kurvenverlauf über die Zeit die Grundlage für Aussagen wie Form, Länge, Abmessung, Profil des Bolzens 15 zusätzlich zum einfachen Detektieren "Bolzenvorhanden Ja - Nein" bilden. Beispielsweise kann in einer Auswerteeinheit ein Vergleich einer so gemessenen Ist-Kurve mit einer Sollkur ve vorgenommen werden, wobei die Ist-Kurve innerhalb gewisser Toleranzen liegen kann. Die Sollkurve kann hierbei extern in eine Auswerteeinheit z. B. über ein Terminal, Lesegerät wie z. B. Diskette usw. eingegeben werden und/oder mittels Kalibriermessungen ermittelt werden.If such a measurement result or actual curve profile is not only fed to a simple setpoint circuit, comparator or the like, but rather to an evaluation and control unit, the curve profile over time can form the basis for statements such as the shape, length, dimensions, profile of the bolt 15 in addition to the simple detection, form "Bolt present yes - no". For example, an actual curve measured in this way can be compared with a target curve ve in an evaluation unit, the actual curve being able to lie within certain tolerances. The target curve can be externally in an evaluation unit z. B. via a terminal, reading device such. B. diskette etc. can be entered and / or determined using calibration measurements.

Für eine solche Kalibriermessung ist es denkbar, dass eine oder mehrere Bol zenmessungen mit einem oder mehreren Toleranzen genügenden Bolzen vorge nommen werden und deren Ist-Kurven ermittelt werden. Hierbei können auch Bolzen, die an Unter- und Obergrenze der Toleranz liegen, verwendet werden um einen möglichst breiten Bereich zu ermitteln. Aus diesen Ergebnissen lässt sich dann eine Soll-Kurve bzw. ein Soll-Kurvenbereich beispielsweise mittels Mit telwertbildung, Varianz o. ä. ermitteln, innerhalb dieser die weiteren nachfolgen den Messergebnisse liegen müssen. Genügt eine Messkurve nicht dem Sollwert, so wird der Schweißvorgang unterbrochen, z. B. durch Nicht-Einschalten des Schweißstroms oder Stoppen bzw. Nicht-Vorwärtsbewegung der Schweißachse, so dass ein unerwünschtes Verschweißen eines den Toleranzen nicht genügenden Bolzens 15 oder gar bei einem Fehlen eines Bolzens des Bolzenhalters 5 bzw. dessen Kopf mit einem Werkstück 17 verhindert wird.For such a calibration measurement, it is conceivable that one or more bolt measurements are carried out with bolts that meet one or more tolerances and their actual curves are determined. Bolts that are at the upper and lower limits of the tolerance can also be used to determine the widest possible range. A target curve or a target curve range can then be determined from these results, for example by means of averaging, variance or the like, within which the further subsequent measurement results must lie. If a measurement curve does not meet the setpoint, the welding process is interrupted, e.g. B. by not switching on the welding current or stopping or non-forward movement of the welding axis, so that undesired welding of a stud 15 which does not meet the tolerances or even in the absence of a stud of the stud holder 5 or its head with a workpiece 17 is prevented ,

Bei Verwendung mehrerer Dehnungsmessstreifen 11 oder anderer Detektoren ist es sogar möglich, genauere Aussagen über das Profil eines zu verschweißenden Teils 15 zu treffen, da mehrere, beispielsweise vier Detektoren oder Sensoren unterschiedliche Umfangsbereiche eines zu verschweißenden Teils 15 detektie ren. Auf diese Weise können sogar Unterschiede und Veränderungen im Profil, wie mehreckig, rund, oval, Vorsprünge, Ausnehmungen usw. im Querschnitt und deren Veränderung entlang eines zu verschweißenden Teils 15 festgestell sowie zur Auswertung, Speicherung und/oder Steuerung verwendet werden. Weiterhin ist es, insbesondere bei Verwendung mehrerer Detektoren, möglich, Informatio nen über den Bolzenhalter selbst, wie beispielsweise Zustand, Verschleiß, Be schädigungen usw., zu erhalten und zur Auswertung, Speicherung und/oder Steuerung zu verwenden.When using several strain gauges 11 or other detectors, it is even possible to make more precise statements about the profile of a part 15 to be welded, since several, for example four detectors or sensors, detect different circumferential regions of a part 15 to be welded. In this way, even differences can be made and changes in profile, such as polygonal, round, oval, projections, recesses, etc. in cross-section and their change along a part 15 to be welded as well as used for evaluation, storage and / or control. Furthermore, it is possible, particularly when using several detectors, to obtain information about the stud holder itself, such as, for example, condition, wear, damage etc., and to use it for evaluation, storage and / or control.

Claims

1. stud holder for a stud welding device, characterized in that the stud holder ( 5 ) has a sensor device ( 11 ) in order to detect the presence of a part ( 15 ) to be welded.

2. Bolt holder according to claim 1, characterized in that the sensor device ( 11 ) inside, outside or in the bolt holder ( 5 ) is firmly integrated.

3. Bolt holder according to claim 1, characterized in that the sensor device ( 11 ) is detachably and fixably arranged on the inside, outside of or in the bolt holder ( 5 ).

4. Bolt holder according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 11 ) is designed as at least one strain gauge ( 11 ).

5. Bolt holder according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 11 ) is connected to an evaluation and control device in order to control the welding process as a function of the measurement results.

6. Bolt holder according to claim 5, characterized in that the sensor device ( 11 ) is connected to a storage device to store measurement results and / or to retrieve stored measurement results.

7. stud welding device with a stud holder ( 5 ) according to any one of the preceding claims.

8. stud welding method with a stud welding device according to claim 7, characterized in that the process sequence is controlled depending on the measurement result of the sensor device ( 11 ).

9. The method according to claim 8, characterized in that the course of a measurement curve (actual curve) of a stud to be welded is compared with a predeterminable measurement target curve in order to make statements about the welding process, in particular about the part ( 15 ) to be welded.

10. The method according to claim 9, characterized in that the measurement target curve is obtained using one or more calibration measurements.