DE10060055A1

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

Info

Publication number: DE10060055A1
Application number: DE2000160055
Authority: DE
Inventors: Wilfried Faber; Klaus Zweinert; Norbert Loehle; Carsten Selke; Gernot Sitte
Original assignee: MSC MES SENSOR und COMPUTERTEC
Current assignee: MSC MES SENSOR und COMPUTERTEC
Priority date: 2000-12-02
Filing date: 2000-12-02
Publication date: 2002-06-13

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 monitoring and Quality assurance in resistance welding processes, especially under Consideration of complex manufacturing processes on one or more Welding stations.

Die Bedeutung einer leistungsfähigen Prozeßbewertung wird regelmäßig in der Fachliteratur unterstrichen. 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.The importance of an efficient process evaluation is regularly emphasized in the specialist literature. For example, in the technical paper in the conference volume DVS reports, volume 133 ( 1991 ), statistical process control is seen as a necessary prerequisite for production control in resistance welding.

Die Qualität von widerstandsgeschweißten Verbindungen hängt von einer Vielzahl von Einflußfaktoren ab. Im allgemeinen wird davon ausgegangen, daß der Durchmesser der sich beim Schweißen ausbildenden Schweißlinse die Festigkeit einer Schweißverbindung bestimmt. Auf die Geometrie der sich ausbildenden Schweißlinse haben jedoch viele Faktoren Einfluß, z. B. die eingebrachte Energie, die Bedingungen der Wärmeableitung sowohl im Bauteil als auch über die Elektroden und auch die Qualität der Werkstückoberflächen.The quality of resistance welded connections depends on a variety from influencing factors. In general, it is assumed that the Diameter of the welding lens that forms during welding a welded joint. On the geometry of the developing However, welding lenses have many factors, e.g. B. the energy introduced, the conditions of heat dissipation both in the component and via 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.There has been no lack of solutions to stabilize the manufacturing quality, stabilization by using measuring equipment and control components of the influenceable 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). Diese Meßgröße wird meßtechnisch erfaßt und daraus eine signifikante Größe abgeleitet (z. B. Effektivwert der Größe, Spitzenwert der Meßgröße. . .). 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. 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). 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. 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. Damit fehlt diesen Meßsystemen der spezifische Zuschnitt auf einen vorgegebenen technologischen Prozeß und damit die Basis für eine effektive Qualitätssicherung. Insbesondere sind diese Meßsysteme auch nur für den Einsatz an einem Schweißkopf vorgesehen, komplexe Fertigungen auf der Basis mehrerer Schweißanlagen sind nicht überwachbar.The majority of the quality assurance systems are based on the acquisition of one for the process of the relevant measurand (e.g. welding current, welding chip voltage, welding current time, electrode force). This measurand becomes metrological recorded and a significant quantity derived from it (e.g. effective value of the quantity, Peak value of the measured variable. , .). DE-AS 23 15 184 describes a method for this for monitoring and regulating electrical resistance welding processes by using integration and multiplication of instantaneous values for the Signal acquisition presented. From the field of arc welding is one Process for measuring process parameters when welding through complex Acquisition of process parameters with analog calculation and digital display the track energy known (DD-WP 142 677). The disadvantage of these systems is that the information content of the determined quantities is limited and Quality assurance is also only possible to a limited extent becomes. For example, technologically necessary special functions (Current rise control, current-time programs, pressure programs ...) with such simple systems generally do not record, moreover, the data supplied often distort the by reducing to a single size actual physical background. These measuring systems are therefore missing the specific tailoring to a given technological process and thus the basis for effective quality assurance. In particular, these are Measuring systems also only intended for use on a welding head, complex productions based on several 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:
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. Dieser Lösungsansatz basiert auf die Nutzung der Thermospannung zwischen einem Werkstück und einer Schweißelektrode. Der Nachteil dieses Vorschlages besteht darin, daß an die chemische Zusammensetzung von Elektrodenwerkstoff und Werkstück bestimmte Anforderungen gestellt werden. Die Anwendung dieser Lösung ist damit auf bestimmte Technologien beschränkt.Different approaches are known from the patent literature for deriving complex information that corresponds to the expected quality of a weld:
US Pat. No. 5,399,827, for example, presents a method and a device for determining the temperature during spot welding and a method for ensuring the quality of a spot weld. This approach is based on the use of thermal voltage between a workpiece and a welding electrode. The disadvantage of this proposal is that certain requirements are placed on the chemical composition of the electrode material and workpiece. The application of this solution is therefore limited to certain technologies.

Anstelle des Temperatursignales werten die folgenden Patentinhalte die relativen Elektrodenbewegungen aus. Die US-PS 5393950 beschreibt die Steuerung des Schweißprozesses auf der Basis von Messungen des Nachsetzweges zwischen der Werkstückoberfläche und einer beweglichen Elektrode. 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. 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). Unter diesen Bedingungen korreliert der Nachsetzweg mit Qualitätsmerkmalen. In der Praxis jedoch insbesondere beim Punktschweißen existiert ein merklicher Elektrodenverschleiß, der zu Querschnittsänderungen führt. Damit verbunden sind komplexe Effekte, die nicht allein durch Wegänderungen der Elektroden erfaßt werden können.Instead of the temperature signal, the following patent contents evaluate the relative ones Electrode movements. The US-PS 5393950 describes the control of the Welding process based on measurements of the repositioning distance between the workpiece surface and a movable electrode. Continuing this The control of the welding process is thought in US Pat. No. 5,558,785 presented by evaluating the relative movement between the electrodes, whereby switching off from the detection of the reversal point of the repositioning path of the welding current is triggered. Regarding these solutions, it should be noted that such proposals are used effectively in certain technologies can be, namely whenever, from defined electrode or other cross sections can be assumed (e.g. projection welding). Under The follow-up path correlates with these conditions with quality features. In the Practice, however, especially in spot welding, there is a noticeable one Electrode wear, which leads to changes in cross-section. Are connected with it complex effects that are not only detected by changes in the path of the electrodes can be.

Zur Berücksichtigung dieser Effekte werden in den folgenden Lösungen die meßbaren elektrischen Parameter als Basis für die Prozeßbewertung herange zogen. In der US-PS 5575934 wird ein Schweiß-Monitor vorgestellt, der aus Strom- und Spannungsmessung über ein Wärmeleitungsmodell den Durchmesser der erwarteten Schweißlinse berechnet. Hierzu ist einzuschätzen, daß sich allein aus den elektrischen Parametern ohne Kenntnis der mechanischen Eigenschaften der Schweißanlage keine eindeutigen Schweißlinsenparameter berechnen lassen. Vielmehr bestimmen das Nachsetzverhalten der Schweißma schine in Verbindung mit den an den Elektroden wirksamen Drücken eindeutig die Schweißlinsengeometrie. 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. Aus den Widerstandswerten werden Bedingungen für eine Änderung des Elektroden durchmessers und einer Spritzerbildung abgeleitet. Durch Beeinflussung des Schweißstromes soll erreicht werden, daß eine Spritzerbildung reduziert wird.To take these effects into account the following solutions measurable electrical parameters as the basis for process evaluation pulled. In US-PS 5575934 a sweat monitor is presented, which consists of Current and voltage measurement using a heat conduction model The diameter of the expected welding lens was calculated. To do this, it must be estimated that only the electrical parameters without knowledge of the mechanical Properties of the welding system no clear welding lens parameters have it calculated. Rather determine the repositioning behavior of the welding machine seems in connection with the pressures effective at the electrodes Nugget geometry. In US-PS 5436422 a method for control resistance welding, in which the calculation of The focus is on resistance values from current and voltage. From the Resistance values become conditions for a change in the electrodes diameter and a spattering derived. By influencing the Welding current should be achieved that spattering is reduced.

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.Approaches to improve the information density are known on the one hand grasp the process in greater complexity or on the other hand use a more efficient evaluation or analysis for 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. 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. Hierzu werden z. B. die relativen Strommaxima erwähnt, aus denen in Verbindung mit Spannungswerten der Widerstandsverlauf ermittelt wird. 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). Für die Auswertung werden hier Fuzzy-Methoden verwendet (Fuzzy Pattern Klassifikation).So in the utility model 297 15 999.2 are a method and measuring system specified that for a technology-independent evaluation and assurance of Manufacturing quality from the inclusion of additional process variables, e.g. B. Force and path signals in addition to current and voltage quantities Signals are recorded with high dynamics, compared with each other and evaluated and significant sizes are used. For this purpose, e.g. B. the relative Current maxima mentioned, from which in connection with voltage values of Resistance curve is determined. Another method to improve Information density from the manufacturing process is assessed by analyzing the Frequency distribution of current and voltage values at a high sampling rate the quality of a weld (brochure material of the company Harm + Wende, Hamburg). Fuzzy methods are used for the evaluation used (fuzzy pattern classification).

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.Although these procedures aim at better analysis and evaluation all analyzes are limited to a manufacturing process however, on single sizes that are not always with a manufacturing quality correlate descriptive welding lens training.

Bekannt ist eine Lösung (nach Prospekt IZFP der FHG Saarbrücken), bei der an die Elektroden eine Ultraschall-Meßtechnik befestigt ist. Zwischen Ober- und Unterelektrode werden Ultraschallsignale geschickt, aus deren Dämpfung eine Schweißlinsengröße abgeschätzt wird. 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. 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.A solution is known (according to prospectus IZFP of the FHG Saarbrücken) in which the electrodes are attached to an ultrasonic measuring technique. Between head and Ultrasound signals are sent from the lower electrode, one of which is attenuated Welding lens size is estimated. The device-related effort is great, Ultrasonic transmitters and receivers can only be used with certain Attach pliers constructions, so that one of the Welding lens size dependent sound propagation is guaranteed. It must it can be assumed that the reproducibility of the Attenuation-derived quality assessment is critical since many mechanical Machine properties that influence 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, there is a lack of a manageable measuring system with an acceptable one Effort even with different manufacturing technologies and marginal conditions conditions, including variable coating thicknesses, shunt possibility differently worn welding electrode surfaces and variable effective electrode forces count, reliable information on manufacturing quality supplies.

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 pursues the aim of a method and a measuring system specify with which the welding quality determining in the manufacturing process Welding lens in terms of size from secondary sizes and for Quality assurance is assessed.

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, one with regard to the measuring method and also the robust implementation of the device-technical measurement system, which in ongoing manufacturing process each weld spot non-destructively and without additional process times regarding the size of the welding process training welding lens.

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 known Force signals recorded with high dynamics during the Current flow phase can be analyzed with regard to the effective melt pressure that the fluctuations in force relative to the welding current signal be recorded in half waves and the temporal course of these fluctuations in force by comparison with a target curve, preferably a time-dependent increase, to evaluate the size of the weld nugget and thus the manufacturing quality is used.

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. 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. Die Größe dieser Kraftänderungen ist proportional dem verflüssigten Volumen und damit der Schweißlinse. Die Größe der Schweißlinse läßt sich somit direkt aus dem dynamischen Kraftverlauf ableiten. Durch eine Vielzahl von Messungen konnte dieser Zusammenhang nachgewiesen werden. The effect is exploited that the liquefied workpiece areas, that ultimately form the welding lens, under the conditions of a pulsating energy supply through the welding current and a homogeneous Periodically increase heat dissipation via the electrodes and the workpiece and heat up, which leads to volume changes. These volume changes are sluggish compared to the dynamics of the melting lens change Welding machine is not compensated for and caused by corrective movements therefore dynamic changes in force on the electrode holders are measurable. The magnitude of these changes in force is proportional the liquefied volume and thus the welding lens. The size of the Welding lens can thus be derived directly from the dynamic force curve. This relationship has been demonstrated by a large number of measurements become.

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. Auf die aufwendige Erfassung einer Vielzahl von physikalischen Größen wie z. B. Schweißspannung, Nachsetzweg, Temperaturverlauf oder Ultraschall-Dämpfung kann verzichtet werden, auch sind keine umfangreichen Anlernphasen, wie bei Fuzzy-Überwachungen üblich, erforderlich.The advantages achieved by the invention are in particular that ultimately on the basis of a single physical parameter, the dynamic force signal between the electrodes, which with comparatively simple technical effort with sufficiently high dynamics and a tailored evaluation independent of concrete technological parameters such as effective welding current, static Electrode power, welding time and regardless of production process-related Malfunctions 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-relevant welding lens can be closed. On the elaborate Acquisition of a variety of physical quantities such as B. welding voltage, Repositioning path, temperature curve or ultrasonic damping can be omitted are also not extensive learning phases, as with Fuzzy monitoring common, required.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand wird die Hüllkurve der Kraftschwankungen ermittelt und als normierte Größe unabhängig von konkreten Schweißparametern bewertet. Eine besonders einfache Interpretation gelingt, wenn die zeitliche Zuordnung über die "Hilfsgröße" Schweißstrom realisiert wird.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2. With comparatively little technical effort, the envelope of the Force fluctuations are determined and as a standardized variable independent of concrete Welding parameters assessed. A particularly simple interpretation succeeds if the time allocation is realized via the "auxiliary variable" welding current.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is in described the following in more detail:

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

Ausgangspunkt der Prozeßüberwachung und Qualitätssicherung beim Widerstandsschweißen ist eine Widerstandsschweißanlage, die mit einem Kraft- 1 und einem Strommeßsystem 2 ausgestattet ist. 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. 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. 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. An dessen Ausgängen ist ein 2. Differenzverstärker 11 angeschlossen, dessen Ausgang auf 2 Schalter 12/13 gelegt ist. Diese Schalter 12/13 werden von 2 Zählern 16/17 angesteuert. 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. Der Zähleingang der Zähler 16/17 ist an den Ausgang des Schwellwertschalters 15 angeschlossen, der seinerseits eingangsseitig direkt mit dem Strommeßsystem in Wirkverbindung steht. Die Schalter 12/13 verbinden bei Erreichen der über die Voreinstellung 18 vorgegebenen Periodenzahlen den Ausgang des Differenzverstärkers 11 mit Zwischenwertspeichern 19/20. 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. 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. 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. B. zur Erfassung von Trends.The starting point for process monitoring and quality assurance for resistance welding is a resistance welding system that is equipped with a force 1 and a current measuring system 2 . The force signal p (t) of the force measuring system 1 is 2 paths, on the one supplied and to the other via an integrator 3 directly to a differential amplifier 4, whose output is connected to a dynamic switch. 5 This dynamic switch 5 is controlled by the non-negated output of the threshold switch 8 , which is connected on the input side to the current measuring system 2 via the rectifier 6 and integrator 7 . 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. At the outputs of a second differential amplifier 11 is connected whose output is set to 2 switch 12/13. These switches 12/13 are / is driven by two counters 16 17th 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 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. The switches 12/13 connect upon reaching the predetermined over the preset period numbers 18 the output of the differential amplifier 11 with the intermediate value memories 19/20. These are connected on the output side to further differential amplifiers 21 , which emit the change in the force oscillation between the 1st preset period and the 2nd preset period as a static value. On the output side, this differential amplifier 21 is connected via a further switch 22 , which has an operative connection to the non-inverting output of the threshold switch 8 , to a last threshold switch / switch system 23 which, after comparison with the settings of the setpoint generator 24, enables the output of evaluation results. Irrespective of this output of the evaluation results, the input of the threshold switch / switch system 23 is already brought out as an output in order to implement requirements for a separate analysis, e.g. B. to capture 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 purely hardware possible, but also with the help of computational components be implemented.

List of the reference symbols used

11

Kraftmeßsystem
force measuring system

22

Strommeßsystem
current measuring system

33

Integrator
integrator

44

Differenzverstärker
differential amplifier

55

dynamischer Schalter
dynamic switch

66

Gleichrichter
rectifier

77

Integrator
integrator

88th

Schwellwertschalter
threshold

99

, .

1010

Extremwertbildner
extreme-

1111

Differenzverstärker
differential amplifier

1212

, .

1313

Schalter
switch

1414

Differenzierglied
Differentiator

1515

Schwellwertschalter
threshold

1616

, .

1717

Zähler
counter

1818

digitale Voreinstellung
digital presetting

1919

, .

2020

Zwischenwertspeicher
Between memory

2121

Differenzverstärker
differential amplifier

2222

Schalter
switch

2323

Schwellwertschalter/Schaltersystem
Threshold / switch system

2424

Sollwertgeber
Setpoint generator

Claims

1. Process for process monitoring and quality assurance in resistance welding processes with the aim of securing a minimum lens size using known methods and devices for dynamic recording process parameters, characterized in that during the current flow phase the measurable force signals are analyzed in such a way that the force fluctuations with a relative reference to the welding current signal are recorded in half waves and that the time course of the force fluctuations is compared as an envelope curve of the force signal with a target curve, and that the target curve is approximated by a time-dependent increase.

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 generation are connected to the force-envelope curves that dynamic in the signal switch (12/13) are arranged, which are connected on the control side with pulse counters (16, 17) and threshold switches (8, 15) of the current signal and in that the intermediate memory (19/20 are) connected to the dynamic switches (12/13) which are output connected to the differential amplifier (21) whose output a turn via a further switch (22) which is also controlled by the current-threshold switch (8), selectively Output or via a threshold switch / switch system ( 23 ), which with a setpoint generator ( 24 ) is connected.