DE10060055A1 - Monitoring a resistance welding process comprises analyzing measurable force signals during a current flow phase so that force fluctuations are acquired with reference to the current flow signal - Google Patents

Monitoring a resistance welding process comprises analyzing measurable force signals during a current flow phase so that force fluctuations are acquired with reference to the current flow signal

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DE10060055A1
DE10060055A1 DE2000160055 DE10060055A DE10060055A1 DE 10060055 A1 DE10060055 A1 DE 10060055A1 DE 2000160055 DE2000160055 DE 2000160055 DE 10060055 A DE10060055 A DE 10060055A DE 10060055 A1 DE10060055 A1 DE 10060055A1
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resistance welding
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Wilfried Faber
Klaus Zweinert
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Carsten Selke
Gernot Sitte
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Abstract

Method for monitoring a resistance welding process comprises analyzing measurable force signals during a current flow phase so that force fluctuations are acquired with reference to the current flow signal and the progression of the fluctuations is compared to a theoretical curve. An Independent claim is also included for a device for monitoring a resistance welding process comprising an integrator (3), a differential amplifier (4), a dynamic switch (5), an extreme value former (9/10), a further differential amplifier (11), and a further dynamic switch (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßsystem zur Prozeßüberwachung und Qualitätssicherung bei Widerstandsschweißverfahren insbesondere unter Berücksichtigung komplexer Fertigungsprozesse auf einer oder auf mehreren Schweißstationen. The invention relates to a measuring system for process control and quality assurance in resistance welding method, in particular taking account of complex manufacturing processes on one or more welding stations.

Die Bedeutung einer leistungsfähigen Prozeßbewertung wird regelmäßig in der Fachliteratur unterstrichen. The importance of an efficient process evaluation is regularly highlighted in the literature. Zum Beispiel in dem Fachbeitrag im Tagungsband DVS-Berichte, Band 133 ( 1991 ) wird die statistische Prozeßkontrolle als notwendige Voraussetzung für die Fertigungsteuerung beim Widerstands schweißen angesehen. For example, in the compartment in the conference proceedings DVS Reports, Volume 133 (1991) is considered to weld the statistical process control as a necessary condition for production control in the resistance.

Die Qualität von widerstandsgeschweißten Verbindungen hängt von einer Vielzahl von Einflußfaktoren ab. The quality of resistance welded joints depends on a large number of influencing factors. Im allgemeinen wird davon ausgegangen, daß der Durchmesser der sich beim Schweißen ausbildenden Schweißlinse die Festigkeit einer Schweißverbindung bestimmt. In general, it is assumed that the diameter of the forming in the welding nugget determines the strength of a weld joint. Auf die Geometrie der sich ausbildenden Schweißlinse haben jedoch viele Faktoren Einfluß, z. However, many factors influence the geometry of the forming nugget z. B. die eingebrachte Energie, die Bedingungen der Wärmeableitung sowohl im Bauteil als auch über die Elektroden und auch die Qualität der Werkstückoberflächen. B. the energy introduced, the conditions of heat dissipation both in the component as well as on the electrodes and also the quality of the workpiece surfaces.

Zur Stabilisierung der Fertigungsqualität hat es nicht an Lösungsansätzen gefehlt, durch Nutzung von Meßmitteln und Steuerungskomponenten eine Stabilisierung der beeinflußbaren Parameter zu bewirken. To stabilize the production quality has been no lack of solutions to bring about through the use of measurement means and control components to stabilize the influenced parameters.

Die Mehrzahl der die Qualität sichernden Systeme geht von der Erfassung einer für den Prozeß wesentlichen Meßgröße aus (z. B. Schweißstrom, Schweißspan nung, Schweißstromzeit, Elektrodenkraft). The majority of the quality assurance systems is by the detection of a substantial for the process from process variable (z. B. welding current, welding voltage clamping, welding current time, electrode force). Diese Meßgröße wird meßtechnisch erfaßt und daraus eine signifikante Größe abgeleitet (z. B. Effektivwert der Größe, Spitzenwert der Meßgröße. . .). This measured quantity is determined using measuring techniques and derived a significant size (eg. B. effective value of the magnitude, peak value of the measured variable...). In der DE-AS 23 15 184 wird hierzu ein Verfahren zum Überwachen und Regeln von elektrischen Widerstandsschweißvorgängen durch Ausnutzung von Integration und Multiplikation von Momentanwerten für die Signalgewinnung vorgestellt. In DE-AS 23 15 184 this method for monitoring and regulating electric resistance welding operations by taking advantage of integration and multiplication of instantaneous values ​​is presented for the signal acquisition. Aus dem Gebiet des Lichtbogenschweißens ist ein Verfahren zum Messen von Prozeßkenngrößen beim Schweißen durch komplexe Erfassung von Prozeßkenngrößen mit analoger Berechnung und digitaler Anzeige der Streckenenergie bekannt (DD-WP 142 677). In the area of ​​arc welding is a method for measuring process parameters during the welding by complex detection of process parameters with analog calculation and digital display of the energy per unit length is known (DD-WP 142 677). Der Nachteil dieser Systeme besteht darin, daß der Informationsgehalt der ermittelten Größen begrenzt ist und eine Qualitätssicherung gleichfalls nur in einem begrenzten Umfang ermöglicht wird. The disadvantage of these systems is that the information content of the determined variables is limited, and quality assurance is likewise allows only to a limited extent. Beispielsweise lassen sich technologisch notwendige Sonderfunktionen (Stromanstiegssteuerung, Strom-Zeit-Programme, Druckprogramme. . .) mit derart einfachen Systemen generell nicht erfassen, mehr noch, die gelieferten Daten entstellen durch die Reduzierung auf eine einzelne Größe oftmals den eigentlichen physikalischen Hintergrund. For example, technologically necessary special functions can be (current rise control, current-time programs, print programs...) With such simple systems not generally capture, even more, the data supplied disfigure the reduction to a single size often the actual physical background. Damit fehlt diesen Meßsystemen der spezifische Zuschnitt auf einen vorgegebenen technologischen Prozeß und damit die Basis für eine effektive Qualitätssicherung. Thus, these measuring systems of the specific blank to a predetermined technological process and thus the basis for effective quality assurance is missing. Insbesondere sind diese Meßsysteme auch nur für den Einsatz an einem Schweißkopf vorgesehen, komplexe Fertigungen auf der Basis mehrerer Schweißanlagen sind nicht überwachbar. In particular, these measuring systems are provided only for use on a welding head, complex manufacturing on the basis of a plurality of welding systems are not monitored.

Zur Ableitung von komplexen Informationen, die mit einer zur erwartenden Qualität einer Schweißung korrespondieren, sind aus der Patentliteratur unterschiedliche Lösungsansätze bekannt: For the derivation of complex information corresponding with the expected quality of a weld, different solutions are known from the patent literature:
In der US-PS 5399827 wird beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur beim Punktschweißen und ein Verfahren zur Sicherung der Qualität einer Punktschweißung vorgestellt. In US Patent 5399827 a method and a device for determining the temperature at the spot welding and a method for securing the quality of a spot weld, for example, presented. Dieser Lösungsansatz basiert auf die Nutzung der Thermospannung zwischen einem Werkstück und einer Schweißelektrode. This approach is based on the use of the thermoelectric voltage between a workpiece and a welding electrode. Der Nachteil dieses Vorschlages besteht darin, daß an die chemische Zusammensetzung von Elektrodenwerkstoff und Werkstück bestimmte Anforderungen gestellt werden. The disadvantage of this proposal is that are made on the chemical composition of electrode material and workpiece certain requirements. Die Anwendung dieser Lösung ist damit auf bestimmte Technologien beschränkt. The application of this solution is thus limited to certain technologies.

Anstelle des Temperatursignales werten die folgenden Patentinhalte die relativen Elektrodenbewegungen aus. the following Patent content evaluate the relative electrode movement instead of the temperature signal. Die US-PS 5393950 beschreibt die Steuerung des Schweißprozesses auf der Basis von Messungen des Nachsetzweges zwischen der Werkstückoberfläche und einer beweglichen Elektrode. The US-PS 5393950 describes the control of the welding process on the basis of measurements of the Nachsetzweges between the workpiece surface and a movable electrode. In Fortführung dieses Gedankens wird in der US-PS 5558785 die Steuerung des Schweißprozesses durch Auswertung der Relativbewegung zwischen den Elektroden vorgestellt, wobei aus der Erfassung des Umkehrpunktes des Nachsetzweges ein Abschalten des Schweißstromes ausgelöst wird. In continuation of this idea, the control of the welding process is presented by evaluating the relative movement between the electrodes in the US Patent 5558785, wherein a switching off of the welding current is triggered from the detection of the turning point of the Nachsetzweges. Zu diesen Lösungen ist zu bemerken, daß derartige Vorschläge bei bestimmten Technologien wirkungsvoll eingesetzt werden können, nämlich immer dann, wenn von definierten Elektroden- oder anderen Querschnitten ausgegangen werden kann (z. B. Buckelschweißen). These solutions should be noted that such proposals can be effectively used in certain technologies, namely whenever can be assumed defined electrode or other cross sections (eg. As projection welding). Unter diesen Bedingungen korreliert der Nachsetzweg mit Qualitätsmerkmalen. Under these conditions the Nachsetzweg correlated with quality features. In der Praxis jedoch insbesondere beim Punktschweißen existiert ein merklicher Elektrodenverschleiß, der zu Querschnittsänderungen führt. In practice, however, especially in spot welding, there is a noticeable electrode wear, which leads to changes in cross section. Damit verbunden sind komplexe Effekte, die nicht allein durch Wegänderungen der Elektroden erfaßt werden können. This entails complex effects that can not be detected only by path changes of the electrodes.

Zur Berücksichtigung dieser Effekte werden in den folgenden Lösungen die meßbaren elektrischen Parameter als Basis für die Prozeßbewertung herange zogen. To take account of these effects in the following solutions, the measurable electrical parameters as a basis for the evaluation process also drawn upon. In der US-PS 5575934 wird ein Schweiß-Monitor vorgestellt, der aus Strom- und Spannungsmessung über ein Wärmeleitungsmodell den Durchmesser der erwarteten Schweißlinse berechnet. In US Patent 5575934 a welding monitor is presented, which is calculated from current and voltage measurement via a heat conduction model the diameter of the weld nugget expected. Hierzu ist einzuschätzen, daß sich allein aus den elektrischen Parametern ohne Kenntnis der mechanischen Eigenschaften der Schweißanlage keine eindeutigen Schweißlinsenparameter berechnen lassen. For this purpose, estimate that can be solely from the electrical parameters without knowledge of the mechanical properties of the welding system calculate no clear nugget parameters. Vielmehr bestimmen das Nachsetzverhalten der Schweißma schine in Verbindung mit den an den Elektroden wirksamen Drücken eindeutig die Schweißlinsengeometrie. Rather, the Nachsetzverhalten the Schweißma machine uniquely determine the welding lens geometry in connection with the active electrode to the press. In der US-PS 5436422 wird ein Verfahren zur Steuerung des Widerstandsschweißens beschrieben, bei welchem die Berechnung von Widerstandswerten aus Strom und Spannung im Mittelpunkt steht. In US Patent 5436422 a method for controlling the resistance welding is described, in which the calculation of resistance values ​​of current and voltage is central. Aus den Widerstandswerten werden Bedingungen für eine Änderung des Elektroden durchmessers und einer Spritzerbildung abgeleitet. Conditions for a change in the electrode diameter and spatter are derived from the resistance values. Durch Beeinflussung des Schweißstromes soll erreicht werden, daß eine Spritzerbildung reduziert wird. that spattering is reduced to be achieved by influencing the welding current.

Zur Verbesserung der Informationsdichte sind Lösungsansätze bekannt, die einerseits den Prozeß in einer größeren Komplexität erfassen oder andererseits bei wenigen Größen eine leistungsfähigere Auswertung bzw. Analyse einsetzen. To improve the information density are known solutions, on the one hand detect the process in a greater complexity or otherwise use a more powerful evaluation or analysis in a few sizes.

So sind im Gebrauchsmuster 297 15 999.2 ein Verfahren und Meßsystem angegeben, das für eine technologieunabhängige Bewertung und Sicherung der Fertigungsqualität von der Aufnahme von zusätzlichen Prozeßgrößen, z. Thus, a method and measurement system are shown in the Utility Model 297 15 999.2, the technology for an independent evaluation and securing the manufacturing quality of the reception of additional process variables, such. B. Kraft- und Wegsignalen neben Strom- und Spannungsgrößen, ausgeht, wobei diese Signale mit hoher Dynamik erfaßt, untereinander verglichen und bewertet werden und auf signifikante Größen zurückgegriffen wird. B. force and displacement signals next to the current and voltage quantities, emanates, which signals detected with high dynamics, are compared with each other and evaluated, and will make use of significant quantities. Hierzu werden z. These include, be. B. die relativen Strommaxima erwähnt, aus denen in Verbindung mit Spannungswerten der Widerstandsverlauf ermittelt wird. As mentioned, the relative current maxima, from which is determined in conjunction with voltage values ​​of the resistance curve. Ein weiteres Verfahren zur Verbesserung der Informationsdichte aus dem Fertigungsprozeß bewertet über die Analyse der Häufigkeitsverteilung von Strom- und Spannungswerten, die bei hoher Abtastrate ermittelt wurden, die Qualität einer Schweißung (Prospektmaterial der Firma Harm + Wende, Hamburg). Another method of improving the density of information from the manufacturing process assessed by analyzing the frequency distribution of current and voltage values ​​which were determined at a high sampling rate, the quality of a weld (the company Harm + turning brochures, Hamburg). Für die Auswertung werden hier Fuzzy-Methoden verwendet (Fuzzy Pattern Klassifikation). Fuzzy methods are used (Fuzzy Pattern Classification) for the evaluation here.

Wenngleich diese Verfahren dem Ziel einer besseren Analyse und Bewertung eines Fertigungsprozesses näher kommen, so beschränken sich alle Analysen jedoch auf Einzelgrößen, die nicht in jedem Fall mit einer die Fertigungsqualität beschreibenden Schweißlinsenausbildung korrelieren. However, although these methods are closer to the goal of a better analysis and evaluation of a manufacturing process, all the analyzes restricted to single values ​​that do not correlate with the production quality descriptive nugget education in each case.

Bekannt ist eine Lösung (nach Prospekt IZFP der FHG Saarbrücken), bei der an die Elektroden eine Ultraschall-Meßtechnik befestigt ist. a solution is known (after brochure IZFP FHG Saarbrücken), wherein to the electrodes, an ultrasonic measurement technique is attached. Zwischen Ober- und Unterelektrode werden Ultraschallsignale geschickt, aus deren Dämpfung eine Schweißlinsengröße abgeschätzt wird. Between upper and lower electrode ultrasonic signals from the attenuation a nugget size is estimated to be sent. Der gerätetechnische Aufwand ist groß, Ultraschall-Sender und -Empfänger lassen sich nur bei bestimmten Zangenkonstruktionen anbringen, so daß eine ausschließlich von der Schweißlinsengröße abhängige Schallausbreitung gewährleistet ist. The outlay on equipment is large, ultrasonic transmitters and receivers can only be in certain constructions pliers attach so that a dependent solely on the nugget size sound propagation is guaranteed. Es muß davon ausgegangen werden, daß die Reproduzierbarkeit der aus der Ultraschall- Dämpfung abgeleiteten Qualitätsbewertung kritisch ist, da viele mechanische Maschineneigenschaften die US-Signale beeinflussen. It must be assumed that the reproducibility of the quality rating is derived from the ultrasonic attenuation is critical since many mechanical characteristics of the machine affect the US signals.

Letztendlich fehlt es an einem handhabbaren Meßsystem, das mit vertretbarem Aufwand selbst bei unterschiedlichen Fertigungstechnologien und -randbedin gungen, zu denen auch variable Beschichtungsdicken, Nebenschlußmöglichkei ten, unterschiedlich verschlissene Schweißelektrodenflächen und variable wirksame Elektrodenkräfte zählen, verläßliche Angaben zur Fertigungsqualität liefert. Ultimately, the lack of a manageable measurement system conditions at a reasonable cost, even with different production technologies and -randbedin, including variable coating thicknesses Nebenschlußmöglichkei th differently worn welding electrode surfaces and variable effective electrode forces include, delivers reliable build standard.

Die Erfindung verfolgt somit das Ziel, ein Verfahren und ein Meßsystem anzugeben, mit dem im Fertigungsprozeß die die Schweißqualität bestimmende Schweißlinse hinsichtlich ihrer Größe aus Sekundärgrößen erfaßt und zur Qualitätssicherung bewertet wird. The invention thus aims to provide a method and a measuring system, which determines the weld quality weld nugget is detected with respect to their size secondary sizes and evaluated for quality assurance in the manufacturing process.

Damit ist es Aufgabe der Erfindung, ein hinsichtlich des Meßverfahrens und auch der gerätetechnischen Umsetzung robustes Meßsystem anzugeben, welches im laufenden Fertigungsprozeß einen jeden Schweißpunkt zerstörungsfrei und ohne zusätzliche Prozeßzeiten bezüglich der Größe der sich im Schweißprozeß ausbildenden Schweißlinse bewertet. It is therefore an object of the invention to provide robust measurement system one in terms of the measurement method and the device technical implementation, which evaluates the current manufacturing process one each welding point destructively and without additional processing times on the size of developing in the welding process weld nugget.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit bekannten Mitteln mit hoher Dynamik aufgenommenen Kraftsignale während der Stromflußphase bezüglich des wirkenden Schmelzdruckes analysiert werden, daß hierzu die Kraftschwankungen mit relativem Bezug zum Schweißstromsignal halbwellenweis erfaßt werden und der zeitliche Verlauf dieser Kraftschwankungen durch Vergleich mit einer Sollkurve, vorzugsweise einem zeitabhängigen Anstieg, zur Bewertung der Schweißlinsengröße und damit zur Fertigungsqualität herangezogen wird. According to the invention this object is achieved in that the captured by known means with high dynamic force signals are analyzed with respect to the acting melt pressure during the current flow phase, that for this purpose the force variations with relative reference to the welding current signal half-wave setting are detected and the time course of these force variations by comparison with a reference curve is a time-dependent increase, to evaluate the nugget size and used for manufacturing quality preferably.

Ausgenutzt wird dabei der Effekt, daß sich die verflüssigten Werkstückbereiche, die letztendlich die Schweißlinse bilden, unter den Bedingungen einer pulsierenden Energiezuführung durch den Schweißstrom und einer homogenen Wärmeabführung über die Elektroden und das Werkstück periodisch vergrößern und aufheizen, was zu Volumenänderungen führt. is utilized here to the effect that the liquefied workpiece regions that ultimately form the nugget by the welding current and a homogeneous heat dissipation over the electrode and the workpiece periodically larger under the conditions of a pulsating power supply and heat up, leading to changes in volume. Diese Volumenänderungen werden durch die im Vergleich zur Dynamik der Schmelzlinsenänderung träge Schweißmaschine nicht über Korrekturbewegungen ausgeglichen und bewirken deshalb dynamische Kraftänderungen an den Elektrodenhaltern, die meßtechnisch erfaßbar sind. These volume changes are not offset by the sluggish compared to the dynamics of the melting spot welding machine change over corrective movements and therefore cause dynamic force changes to the electrode holders that are metrologically detected. Die Größe dieser Kraftänderungen ist proportional dem verflüssigten Volumen und damit der Schweißlinse. The magnitude of this force is proportional to change the liquefied volume and thus the nugget. Die Größe der Schweißlinse läßt sich somit direkt aus dem dynamischen Kraftverlauf ableiten. The size of the nugget can thus be derived directly from the dynamic force curve. Durch eine Vielzahl von Messungen konnte dieser Zusammenhang nachgewiesen werden. Through a variety of measurements, this relationship could be demonstrated.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß letztendlich auf der Basis einer einzigen physikalischen Meßgröße, dem dynamischen Kraftsignal zwischen den Elektroden, welche mit vergleichsweise einfachem technischen Aufwand mit ausreichend hoher Dynamik aufgenommen werden kann, und einer zugeschnittenen Auswertung unabhängig von konkreten technologischen Parametern wie effektiver Schweißstrom, statische Elektrodenkraft, Schweißzeit und unabhängig von fertigungsprozeßbedingten Störungen wie elektrischer Nebenschluß, Größe der verschleißabhängigen elektrischen Parameter von Schweißelektroden und wirksame magnetische Induktivität im Sekundärkreis der Schweißmaschine auf die Größe der qualitätsrelevanten Schweißlinse geschlossen werden kann. The advantages achieved with the invention consist in particular in that in the end based on a single physical measured variable, the dynamic force signal between the electrodes which can be recorded with comparatively simple technical effort with a sufficiently high momentum, and a cut evaluation irrespective of any specific technological parameters as effective welding current, static electrode force, welding time and welding lens can be closed independently of production-process-related disorders such as electrical shunt, size of the wear-dependent electrical parameters of welding electrodes and effective magnetic inductance in the secondary circuit of the welding machine to the size of the quality related. Auf die aufwendige Erfassung einer Vielzahl von physikalischen Größen wie z. The costly acquisition of a variety of physical quantities such. B. Schweißspannung, Nachsetzweg, Temperaturverlauf oder Ultraschall-Dämpfung kann verzichtet werden, auch sind keine umfangreichen Anlernphasen, wie bei Fuzzy-Überwachungen üblich, erforderlich. B. welding voltage Nachsetzweg, temperature variation or ultrasonic attenuation can be eliminated, also there are no extensive training times, as with fuzzy monitoring common required.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. An advantageous embodiment of the invention is set out in claim. 2 Mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand wird die Hüllkurve der Kraftschwankungen ermittelt und als normierte Größe unabhängig von konkreten Schweißparametern bewertet. With relatively little technical effort the envelope of the power fluctuations is determined and evaluated as normalized size regardless of specific welding parameters. Eine besonders einfache Interpretation gelingt, wenn die zeitliche Zuordnung über die "Hilfsgröße" Schweißstrom realisiert wird. A particularly simple interpretation is possible if the time allocation on the "auxiliary variable" welding current is realized.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described in detail below:

Fig. 1: Blockschaltbild der Signalbildung Fig. 1: Block diagram of the signal forming

Ausgangspunkt der Prozeßüberwachung und Qualitätssicherung beim Widerstandsschweißen ist eine Widerstandsschweißanlage, die mit einem Kraft- 1 und einem Strommeßsystem 2 ausgestattet ist. Starting point of the process monitoring and quality control in the resistance welding is a resistance welding plant which is equipped with a force 1 and a current measuring. 2 Das Kraftsignal p(t) des Kraftmeßsystems 1 wird über 2 Pfade, zum einen direkt und zum anderen über einen Integrator 3 einem Differenzverstärker 4 zugeführt, dessen Ausgang mit einem dynamischen Schalter 5 verbunden ist. The force signal p (t) of the force measuring system 1 is 2 paths, on the one hand directly and supplied to the other via an integrator 3 to a differential amplifier 4, whose output is connected to a dynamic switch. 5 Dieser dynamische Schalter 5 angesteuert vom nicht-negierten Ausgang des Schwellwertschalters 8 , der eingangsseitig über den Gleichrichter 6 und Integrator 7 mit dem Strommeßsystem 2 verbunden ist. This dynamic switch 5 controlled by the non-negated output of the threshold switch 8, which is on the input side via the rectifier 6 and the integrator 7 is connected to the current measuring. 2 Während der Stromflußphase wird der dynamische Schalter 5 angesteuert und verbindet den Ausgang des Differenzverstärkers 4 mit den 2 Eingängen der Extremwertbildner 9 / 10 für die Erstellung der Hüllkurven des Kraftsignals. During the current flow, the dynamic switch 5 is activated and connects the output of differential amplifier 4 to the 2 inputs of the extreme-9/10 for the production of the envelopes of the force signal. An dessen Ausgängen ist ein 2. Differenzverstärker 11 angeschlossen, dessen Ausgang auf 2 Schalter 12 / 13 gelegt ist. At the outputs of a second differential amplifier 11 is connected whose output is set to 2 switch 12/13. Diese Schalter 12 / 13 werden von 2 Zählern 16 / 17 angesteuert. These switches 12/13 is driven by 2 meters 16/17. Die Zähler selbst haben eingangsseitig den Anschluß an eine digitale Voreinstellung 18 zur Vorgabe von Perioden-Nummern, der Lageeingang der Zähler 16 / 17 ist über ein Differenzierglied 14 mit dem nicht-negierten Ausgang des Schwellwertschalters 8 verbunden. The counter itself have input side connection to a digital preset 18 for presetting periods numbers capable of input of the counter 16/17 is connected via a differentiating circuit 14 to the non-negated output of the threshold. 8 Der Zähleingang der Zähler 16 / 17 ist an den Ausgang des Schwellwertschalters 15 angeschlossen, der seinerseits eingangsseitig direkt mit dem Strommeßsystem in Wirkverbindung steht. The count input of the counter 16/17 is connected to the output of the threshold switch 15, which in turn is on the input side directly to the current measuring system in operative connection. Die Schalter 12 / 13 verbinden bei Erreichen der über die Voreinstellung 18 vorgegebenen Periodenzahlen den Ausgang des Differenzverstärkers 11 mit Zwischenwertspeichern 19 / 20 . The switches 12/13 connect the output of the differential amplifier 11 with intermediate value storing 19/20 upon reaching the predetermined period on the default 18 numbers. Diese sind ausgangsseitig mit weiteren Differenzverstärker 21 verbunden, der die Änderung der Kraftschwingung zwischen der 1. voreingestellten Periode mit der 2. voreingestellten Periode als statischen Wert abgibt. These are the output side to another differential amplifier 21, which delivers the change in the force vibration between the first preset period with the second preset period as a static value. Ausgangsseitig ist dieser Differenzverstärker 21 über einen weiteren Schalter 22 , der eine Wirkverbindung zum nicht-invertierenden Ausgang des Schwellwertschalters 8 besitzt, mit einem letzten Schwellwertschalter/Schaltersystem 23 verbunden, die nach Vergleich mit den Einstellungen des Sollwertgebers 24 die Ausgabe von Bewertungsergebnissen ermöglicht. On the output side of this differential amplifier 21 is connected via a further switch 22, having an operative connection to the non-inverting output of the threshold switch 8 with a final threshold switch / switch system 23, which enables the output of evaluation results by comparison with the settings of the setpoint generator 24th Unabhängig von dieser Ausgabe der Bewertungsergebnisse ist bereits der Eingang des Schwellwertschalters/Schaltersystems 23 als Ausgang herausgeführt, um Voraussetzungen für eine separate Analyse zu realisieren, z. Regardless of this issue of the evaluation results to the input of the threshold switch / switch system has already brought out 23 as starting to realize conditions for a separate analysis, eg. B. zur Erfassung von Trends. As for the detection of trends.

Die technische Realisierung dieses Ausführungsbeispiels ist rein hardwaremäßig möglich, kann aber auch mit Hilfe von rechentechnischen Komponenten umgesetzt werden. The technical implementation of this embodiment is pure hardware equipment, but can also be implemented with the help of computational components.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen List of references used

1 1

Kraftmeßsystem force measuring system

2 2

Strommeßsystem current measuring system

3 3

Integrator integrator

4 4

Differenzverstärker differential amplifier

5 5

dynamischer Schalter dynamic switch

6 6

Gleichrichter rectifier

7 7

Integrator integrator

8 8th

Schwellwertschalter threshold

9 9

, .

10 10

Extremwertbildner extreme-

11 11

Differenzverstärker differential amplifier

12 12

, .

13 13

Schalter counter

14 14

Differenzierglied Differentiator

15 15

Schwellwertschalter threshold

16 16

, .

17 17

Zähler counter

18 18

digitale Voreinstellung digital presetting

19 19

, .

20 20

Zwischenwertspeicher Between memory

21 21

Differenzverstärker differential amplifier

22 22

Schalter counter

23 23

Schwellwertschalter/Schaltersystem Threshold / switch system

24 24

Sollwertgeber Setpoint generator

Claims (2)

  1. 1. Verfahren zur Prozeßüberwachung und Qualitätssicherung bei Widerstandsschweißverfahren mit dem Ziel der Sicherung einer Mindestlinsengröße unter Nutzung von bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur dynamischen Aufnahme Prozeßkenngrößen, gekennzeichnet dadurch , daß während der Stromflußphase die meßbaren Kraftsignale in der Form analysiert werden, daß die Kraftschwankungen mit relativem Bezug zum Schweißstromsignal halbwellenweise erfaßt werden und daß der zeitliche Verlauf der Kraftschwankungen als Hüllkurve des Kraftsignals mit einer Sollkurve verglichen wird, und daß die Sollkurve durch einen zeitabhängigen Anstieg angenähert wird. 1. A method for process control and quality assurance in resistance welding method with the aim of ensuring a minimum lens size with the use of known methods and apparatus for dynamic recording process parameters, characterized in that the measurable force signals are analyzed in the mold during the current flow phase, that the force variations with relative reference are detected as a welding current signal as half-wave and in that the time profile of the force variations is compared as an envelope curve of the force signal with a reference curve, and in that the setpoint curve is approximated by a time-dependent increase.
  2. 2. Vorrichtung zur Prozeßüberwachung und Qualitätssicherung bei Widerstandsschweißverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Funktionseinheiten Integrator ( 3 ), Differenzverstärker ( 4 ), dynamische Schalter ( 5 ) und Extremwertbildner ( 9 / 10 ) in Verbindung mit dem Differenzverstärker ( 11 ) zur Erzeugung der Kraft-Hüll-Kurven zusammengeschaltet sind, daß im Signalfluß dynamische Schalter ( 12 / 13 ) angeordnet sind, die mit Impulszählern ( 16 , 17 ) und Schwellwertschaltern ( 8 , 15 ) des Stromsignals steuerungsseitig verbunden sind und daß Zwischenwertspeicher ( 19 / 20 ) an den dynamischen Schaltern ( 12 / 13 ) angeschlossen sind, die ausgangsseitig mit dem Differenzverstärker ( 21 ) verbunden sind, dessen Ausgang wiederum über einen weiteren Schalter ( 22 ), der gleichfalls vom Strom-Schwellwertschalter ( 8 ) angesteuert wird, wahlweise zu einem Ausgang oder über einen Schwellwertschalter/ Schaltersystem ( 23 ), das mit einem Sollwertgeber ( 24 ) 2. An apparatus for process control and quality assurance in resistance welding method according to claim 1, characterized in that the functional units integrator (3), differential amplifier (4), dynamic switch (5) and extreme-(9/10) in connection with the differential amplifier (11) for generating the force-envelope curves are interconnected such that dynamic in the signal switch (12/13) are arranged, with pulse counters (16, 17) and threshold switches (8, 15) of the current signal are the control side and in that the intermediate memory (19/20 ) (of dynamic switches 12/13) connected to the output side are connected to the differential amplifier (21) is driven also (from the current threshold 8) whose output in turn (via a further switch 22), selectively to a output or via a threshold switch / switch system (23) with a setpoint generator (24) verbunden ist, geführt wird. is guided is connected.
DE2000160055 2000-12-02 2000-12-02 Monitoring a resistance welding process comprises analyzing measurable force signals during a current flow phase so that force fluctuations are acquired with reference to the current flow signal Withdrawn DE10060055A1 (en)

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