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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Schweißzange zum Widerstandschweißen sowie eine Steuereinheit, ein Schweißgerät und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
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Stand der Technik
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Mittels Schweißprozessen wie beispielsweise dem Widerstandsschweißen können Werkstücke stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Beispielsweise werden im Zuge des automatisierten Karosserierohbaus durch robotergeführte Schweißzangen unterschiedliche Werkstücke, z.B. Bleche, mittels Widerstandsschweißen miteinander verschweißt.
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Im Zuge eines Widerstandsschweißprozesses werden zwei Schweißelektroden einer Schweißzange mit einer Elektrodenkraft gegen die zu verschweißenden Werkstücke gedrückt. Die Schweißelektroden werden für die Dauer einer Stromzeit mit dem Schweißstrom bestromt, wodurch eine Widerstandserwärmung der beiden zu verschweißenden Werkstücke zwischen den Schweißelektroden erfolgt, wodurch die Werkstücke bis zum Erreichen einer erforderlichen Schweißtemperatur erhitzt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Kalibrieren einer Schweißzange zum Widerstandschweißen sowie eine Steuereinheit, ein Schweißgerät und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung ermöglicht eine automatische Kalibrierung der Schweißzange, welche durch die Schweißsteuerung selbständig durchgeführt wird, ohne Zutun eines Benutzers. Die Schweißsteuerung der entsprechenden Schweißzange, welche zum Regeln, Steuern bzw. Durchführen der Schweißprozesse verwendet wird, überprüft im regulären, laufenden Betrieb der Schweißzange permanent, ob eine Kalibrierung notwendig ist. Wenn die Schweißsteuerung erkennt, dass eine Kalibrierung notwendig ist, führt die Schweißsteuerung diese autonom durch.
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Im Zuge des Verfahrens werden ein oder mehrere Messwerte wenigstens einer den Schweißprozess charakterisierenden Größe während der Durchführung von regulären Schweißprozessen bestimmt, insbesondere selbstständig durch die Schweißsteuerung. Regulärer Schweißprozess meint einen im üblichen Betrieb auftretenden Schweißprozess, insbesondere eine reguläre Kurzschlussmessung nach einem regulären Kappenfräsen.
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Zweckmäßigerweise werden diese Messwerte ohnehin im Zuge regulärer Schweißprozesse zur Regelung bestimmt, so dass für das Verfahren kein zusätzlicher Messaufwand nötig ist. Die Messwerte können mittels Sensoren messtechnisch erfasst werden oder auch aus von Sensoren erfassten Sensorwerten berechnet werden. Beispielsweise können aktuelle Werte für Schweißstrom, Schweißspannung, Phasenanschnitt, Elektrodenkraft, elektrischen Widerstand etc. als derartige Messwerte bestimmt werden. Die Messwerte werden zweckmäßigerweise in der Schweißsteuerung abgespeichert. In Abhängigkeit von dem wenigstens einen bestimmten Messwert wird entschieden, ob eine Kalibrierung der Schweißzange nötig ist. Diese Entscheidung wird insbesondere ebenfalls selbstständig durch die Schweißsteuerung getroffen, insbesondere jedes Mal, wenn die entsprechenden Messwerte bestimmt werden.
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Wenn entschieden wird, dass eine Kalibrierung der Schweißzange nötig ist, wird die Kalibrierung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen bestimmten Messwert durchgeführt, zweckmäßigerweise selbstständig von der Schweißsteuerung. Im Zuge dieser Kalibrierung wird insbesondere wenigstens ein Parameter zur Regelung des Schweißprozesses in Abhängigkeit von dem wenigstens einen bestimmten Messwert nachjustiert bzw. neu bestimmt. Derartige Parameter (im Folgenden auch als Schweiß- bzw. Regelparameter bezeichnet) sind insbesondere in der Schweißsteuerung hinterlegte Werte, gemäß welchen Regelungen und Steuerungen im Zuge der Schweißprozesse durchgeführt werden.
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Bei herkömmlichen Schweißzangen ist es oftmals der Fall, dass eine Kalibrierung nur bei der ersten Inbetriebnahme der Schweißzange durchgeführt wird. Da Schweißzangen zu dieser Zeit jedoch oftmals noch nicht komplett fehlerfrei arbeiten, kann die Kalibrierung in derartigen Fällen auch oftmals nicht optimal und fehlerbehaftet sein. Aufgrund von Verschleiß- bzw. Alterungserscheinungen der Schweißzange kann es auch dazu kommen, dass entsprechende für eine neue Schweißzange ausgelegte Schweiß- bzw. Regelparameter nicht mehr optimal auf die aktuellen Gegebenheiten der Schweißzange angepasst sind. Schweißprozesse können somit gegebenenfalls gemäß diesen Schweiß- bzw. Regelparametern nicht mehr bestmöglich durchgeführt werden. Da die Kalibrierung im Zuge des Verfahrens bei Bedarf stets wiederholt wird, kann gewährleistet werden, dass stets eine bestmöglich kalibrierte Schweißzange mit optimal abgestimmten Schweiß- bzw. Regelparametern zur Verfügung steht.
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Für die Kalibrierung im Rahmen des Verfahrens ist insbesondere zu keinem Zeitpunkt ein Eingreifen eines Benutzers erforderlich. Arbeits- und Zeitaufwand können somit reduziert werden und weiterhin kann gewährleistet werden, dass die Kalibrierung stets optimal und mit bestmöglicher Präzision durchgeführt wird. Insbesondere kann verhindert werden, dass einzelne Schritte der Kalibrierung durch einen Benutzer fehlerhaft bzw. unsachgemäß durchgeführt oder gar vergessen werden.
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Vorteilhafterweise wird der wenigstens eine bestimmte Messwert mit wenigstens einem Referenzwert verglichen. In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird entschieden, ob die Kalibrierung der Schweißzange nötig ist. Beispielsweise wenn der bzw. die Messwerte außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs um den Referenzwert herum liegen, kann insbesondere entschieden werden, dass die Kalibrierung nötig ist. Dieser Referenzwert charakterisiert insbesondere einen fehlerfrei durchgeführten Schweißprozess mit optimal kalibrierter Schweißzange.
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Beispielsweise kann ein zeitlicher Verlauf des Schweißstroms bestimmt werden. Als Referenz kann ein entsprechender Soll-Verlauf für den Schweißstrom vorgegeben sein.
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Wenn der tatsächliche Verlauf von diesem Soll-Verlauf abweicht, beispielsweise weil der tatsächliche Verlauf ein ungewolltes Schwingungsverhalten aufweist, deutet dies darauf hin, dass Regelparameter zum Ansteuerung eines Transformator-Regelkreises nachkalibriert werden sollen.
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Bevorzugt kann der wenigstens eine Referenzwert aus den bestimmten Messwerten selbst bestimmt werden. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Referenzwert zu diesem Zweck aus einer Vielzahl von Messwerten bestimmt, welche im Zuge einer bestimmten Anzahl von zuletzt durchgeführten regulären Schweißprozessen bestimmt worden sind. Insbesondere je mehr Messwerte aus unterschiedlichen Schweißprozessen vorliegen, desto genauer kann der Referenzwert bestimmt werden. Insbesondere kann zusammen mit dem Referenzwert ein Genauigkeitsfaktor bestimmt werden, der Auskunft darüber gibt, aus wie vielen Messwerten der jeweilige Referenzwert bestimmt wurde und wie genau dieser Referenzwert anzusehen ist.
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Vorzugsweise werden aktuelle Werte für einen Schweißstrom und/oder eine Schweißspannung als Messwerte bestimmt. Dabei können jeweils Absolutwerte für Schweißstrom/Schweißspannung bestimmt werden (z.B. Maximalwerte) oder auch entsprechende zeitliche Verläufe oder deren Steigungen (dI/dt bzw. dU/dt). Bevorzugt kann auch ein elektrischer Widerstand, zweckmäßigerweise der ohmsche Widerstand der Schweißzange (Zangenwiderstand) bzw. am Schweißpunkt, als Messwert bestimmt werden. Dieser Widerstand kann beispielsweise aus dem Schweißstrom und der Schweißspannung berechnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Elektrodenkraft als Messwert bestimmt werden, also zweckmäßigerweise diejenige Kraft, mit welcher die Elektroden gegeneinander bzw. gegen zu verschweißende Werkstücke gedrückt werden. Diese Elektrodenkraft kann beispielsweise mittels eines Kraftsensors bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Phasenanschnitt einer entsprechenden Phasenanschnittssteuerung als Messwert bestimmt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird aus dem wenigstens einen bestimmten Messwert ein Qualitätswert bestimmt, welche eine Qualität des entsprechenden durchgeführten Schweißprozesses beschreibt. Insbesondere wird nach jedem durchgeführten Schweißprozess aus den im Zuge dieses Schweißprozesses bestimmten Messwerten der entsprechende Qualitätswert bestimmt, welcher die Qualität dieses entsprechenden Schweißprozess charakterisiert.
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Beispielsweise kann ein sog. Prozessstabilitätsfaktor (PSF) als Qualitätswert bestimmt werden, welcher eine Stabilität des entsprechenden durchgeführten Schweißprozesses angibt. Zur Bestimmung des Prozessstabilitätsfaktors kann beispielsweise eine aktuelle Schweißkurve (d.h. der zeitliche Verlauf von Messwerten einer speziellen Größe, z.B. der zeitliche Verlauf des Zangenwiderstands) mit einer entsprechenden Referenzkurve verglichen werden. Beispielsweise kann ein PSF Wert von 100 einer exakten Übereinstimmung von Referenzkurve und aktueller Schweißkurve entsprechen. Jede Abweichung der beiden Kurven zueinander verringert den Stabilitätsfaktor.
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Beispielsweise kann der Qualitätswert auch die Güte eines Strom/Spannungs-Zusammenhangs oder einer Elektrodenkraft angeben, welche jeweils Aspekte der im Zuge des Schweißprozesses erreichten Produktqualität bewerten. Zur Ermittlung eines Strom/Spannungs-Qualitätsfaktors kann beispielsweise das aktuelle Widerstandssignal mit einem Widerstandssignal bei einem Referenz-Schweißprozess von Stahl als Basis bzw. Referenz in Bezug gesetzt werden. Zur Ermittlung eines Elektrodenkraft-Qualitätsfaktors kann beispielsweise das aktuelle Kraftsignal mit einem Kraftsignal bei einem Referenz-Schweißprozess von Aluminium als Basis bzw. Referenz in Bezug gesetzt werden. Die Qualitätsfaktoren können insbesondere aus Messwerten für Schweißstrom und/oder Schweißspannung und/oder Elektrodenkraft und/oder Phasenanschnitt und/oder Leistung und/oder Energieeintrag bestimmt werden.
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Bevorzugt wird der wenigstens eine erfasste Messwerte nur dann für die Kalibrierung verwendet, wenn der daraus bestimmte Qualitätswert auf eine hohe Qualität des entsprechenden durchgeführten Schweißprozesses hindeutet. Somit kann verhindert werden, dass für die Kalibrierung fehlerhafte oder ungenaue Messungen mit einbezogen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird der wenigstens eine Messwert im Zuge eines regulären Schweißprozesses bestimmt, welcher nach einem Startfräsen und/oder nach einem Folgefräsen durchgeführt wird. Elektrodenkappen der Elektroden der Schweißzange können durch Fräsen gereinigt werden. Wenn neue Elektrodenkappen zum ersten Mal derartig gereinigt werden, spricht man dabei vom sog. Startfräsen. Jedes weitere Fräsen wird als Folgefräsen bezeichnet. Nach einem Startfräsen bzw. Folgefräsen wird zumeist ein spezieller Test-Schweißprozess durchgeführt, um auf die Qualität des Fräsvorgangs rückschließen zu können. Zweckmäßigerweise wird eine sog. Kurzschlussmessung als derartiger Test-Schweißprozess durchgeführt, im Zuge derer sich kein Werkstück zwischen den Elektroden der Schweißzange befindet. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Messwert im Zuge einer derartigen Kurzschlussmessung nach dem Start- bzw. Folgefräsen bestimmt.
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Derartige Fräsvorgänge und Kurzschlussmessungen werden zweckmäßigerweise ohnehin in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt, beispielsweise um etwaigen Verschleißerscheinungen der Elektroden vorzubeugen und um Schweißprozesse stets mit möglichst reinen Elektrodenkappen durchführen zu können. Insbesondere jedes Mal, wenn eine derartige Kurzschlussmessung durchgeführt wird, können von der Schweißsteuerung automatisch die entsprechenden Messwerte bestimmt und über das Durchführen einer Kalibrierung entschieden werden. Die Schweißsteuerung kann insbesondere anhand eines speziell gesetzten Parameters bzw. eines speziellen Eingangsbits selbstständig erkennen, ob aktuell eine derartige Kurzschlussmessung als Schweißprozess durchgeführt wird.
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Zweckmäßigerweise werden diese im Zuge der Kurzschlussmessungen bestimmten Messwerte ebenfalls für die Kalibrierung verwendet. Da die Kurzschlussmessungen mit frisch gefrästen Elektrodenkappen und insbesondere mittels definierten Verläufen bzw. Werten für Regelparameter durchgeführt werden, bieten sich die entsprechenden Messwerte besonders für die Kalibrierung an.
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Vorteilhafterweise wird die Kalibrierung in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Messwerten durchgeführt, welche im Zuge einer bestimmten Anzahl von zuletzt durchgeführten regulären Schweißprozessen bestimmt worden sind, besonders vorteilhaft im Zuge einer bestimmten Anzahl von zuletzt durchgeführten Kurzschlussmessungen. Da wie oben erläutert insbesondere die im Zuge der regulären Schweißprozesse bestimmten Messwerte in der Schweißsteuerung abgespeichert werden, stehen diese Messwerte ohnehin in der Schweißsteuerung zur Verfügung, wenn diese entscheidet, dass eine Kalibrierung nötig ist. Somit kann die Kalibrierung mit einer höheren Präzision durchgeführt werden und die Genauigkeit des entsprechenden neu bestimmten bzw. nachkalibrierten Parameters kann erhöht werden. Zweckmäßigerweise wird die Kalibrierung in diesem Fall mittels statistischer Methoden durchgeführt. Beispielsweise können statistische Werte, etwa der arithmetische Mittelwert, der Median, die Varianz und/oder die Standardabweichung aus dieser Vielzahl von Messwerten bestimmt und für die Kalibrierung verwendet werden.
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Vorteilhafterweise wird die Schweißzange für Schweißprozesse im Zuge eines Karosserierohbaus verwendet, bevorzugt im Zuge einer Kraftfahrzeugproduktion. Insbesondere werden dabei Bleche mit vergleichsweise großen Unterschieden in Dicke und Festigkeit miteinander verschweißt, um die Karosserie eines Kraftfahrzeugs herzustellen.
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Eine erfindungsgemäße Steuereinheit (Recheneinheit), z.B. eine Schweißsteuerung eines Schweißgeräts, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Die Steuereinheit kann beispielsweise als SPS (speicherprogrammierbare Steuerung), als NC (Numerical Control) oder CNC (Computerised Numerical Control) ausgebildet sein. Ein entsprechendes Schweißgerät weist insbesondere eine derartige Steuereinheit und eine Schweißzange, z.B. eine Handschweißzange oder eine robotergeführte Schweißzange auf, welche mit einer Schweißstromquelle verbunden ist.
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Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt schematisch Schweißgerät zum Widerstandsschweißen mit einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Steuereinheit, das dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
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2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als ein Blockdiagramm.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
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In 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schweißgeräts schematisch dargestellt und mit 100 bezeichnet.
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Mit dem Schweißgerät 100 können Werkstücke 120 durch Widerstandsschweißen miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Insbesondere werden Werkstücke 120 im Zuge eines Karosserierohbaus miteinander verschweißt, wobei insbesondere eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs hergestellt wird. Beispielsweise können zwei Bleche 121 und 122 mit unterschiedlichen Dicken miteinander verschweißt werden.
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Das Schweißgerät 100 weist eine Schweißzange 110 mit zwei Schweißelektroden 111 und 112 auf. Im Zuge des Widerstandsschweißens werden die Schweißelektroden 111 und 112 mit einer Elektrodenkraft an einem Schweißpunkt 125 gegen die Bleche 121 und 122 gedrückt. Die Schweißelektroden 111 und 112 werden für die Dauer einer Schweißzeit mit einem Schweißstrom bestromt, wodurch eine Widerstandserwärmung der Bleche 121 und 122 am Schweißpunkt 125 erfolgt.
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Das Schweißgerät 100 weist weiterhin eine Steuereinheit (Schweißsteuerung) 130 auf, welche die Schweißzange 110 ansteuert und den Schweißprozess mittels in einer Speichereinheit abgespeicherten Schweiß- bzw. Regelparametern regelt. Die Steuereinheit 130 kann beispielsweise als SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ausgebildet sein.
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Die Steuereinheit 130 ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, welches in 2 schematisch als ein Blockdiagramm dargestellt ist.
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Im Zuge des Karosserierohbaus werden in Schritt 201 Schweißprozesse durchgeführt, um Bleche 121, 122 mittels des Schweißgeräts 100 wie in 1 dargestellt miteinander zu verschweißen. Die Steuereinheit 130 regelt diese Schweißprozesse mittels der entsprechenden abgespeicherten Schweiß- bzw. Regelparameter. Beispielsweise können durch die Steuereinheit 130 Größen wie Schweißstrom, Schweißspannung, Schweißzeit und/oder Elektrodenkraft geregelt werden.
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Beispielsweise sind als derartige Parameter ein Skalierwert eines Kraftsensors, ein Zangenwiderstand sowie Regelparameter eines Transformators (sog. Transformatorparameter) in der Schweißsteuerung 130 hinterlegt. Als Zangenwiderstand ist dabei insbesondere der ohmsche Widerstand der Schweißzange 110 bzw. der Schweißelektroden 111 und 112 zu verstehen. Die Schweißzange 110 mit den Elektroden 111 und 112 befindet sich insbesondere in einem sog. Sekundärkreis, also insbesondere hinter einem Sekundäranschluss eines entsprechenden Transformators. Beispielsweise sind ein P-Anteil und ein I-Anteil einer entsprechenden PI-Regelung des Schweißstroms sowie eine maximale Steigung des zeitlichen Verlaufs des Schweißstroms als Transformatorparameter hinterlegt.
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In das Schweißgerät 100 ist insbesondere ein Kraftsensor integriert, mittels welchem die Elektrodenkraft bestimmt werden kann, mit welcher die Schweißelektroden 111 und 112 aktuell gegeneinander bzw. gegen die Werkstücke 120 gepresst werden. Der Skalierwert des Kraftsensors setzt eine an einem analogen Mess-Eingangskanal gemessene Sensorspannung dieses Kraftsensors mit einer entsprechenden Elektrodenkraft in Verbindung.
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Im Zuge dieser Regelungen des Schweißprozesses werden von der Schweißsteuerung 130 aktuelle Messwerte von Größen bestimmt, welche den Schweißprozess charakterisieren. Beispielsweise werden Messwerte für den Schweißstrom und die Schweißspannung sowie deren zeitliche Verläufe bestimmt. Weiterhin werden aus diesen Werten für Schweißstrom und Schweißspannung Messwerte für den Zangenwiderstand bestimmt. Mittels des Kraftsensors können Messwerte für die Elektrodenkraft bestimmt werden.
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Aus diesen bestimmten Messwerten werden weiterhin ein oder mehrere Qualitätswerte bestimmt, welche eine Qualität des entsprechenden durchgeführten Schweißprozesses beschreiben. Beispielsweise wird ein sog. Prozessstabilitätsfaktor bestimmt, welcher eine Stabilität des durchgeführten Schweißprozesses angibt, sowie beispielsweise ein Strom/Spannungs- und/oder Elektrodenkraft-Qualitätsfaktor, welche jeweils Aspekte der im Zuge des Schweißprozesses erreichten Produktqualität bewerten. Die Qualitätsfaktoren können insbesondere aus Messwerten für Schweißstrom und/oder Schweißspannung und/oder Elektrodenkraft und/oder Phasenanschnitt und/oder Leistung und/oder Energieeintrag bestimmt werden.
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In regelmäßigen Abständen, beispielsweise nach einem vorgegebenen Zeitintervall oder nach einer vorgegebenen Anzahl von durchgeführten Schweißprozessen, werden die Elektroden 111 und 112 bzw. deren Elektrodenkappen in Schritt 202 durch Fräsen gereinigt. Nachdem der Fräsvorgang abgeschlossen ist, wird von dem jeweiligen Schweißroboter die Schweißzange 110 geschlossen und ein bestimmtes Schweißprogramm wird angewählt. Dieses ist als Kurzschlussmessprogramm ausgelegt und dient zur Qualifizierung des zuvor stattgefundenen Fräsablaufs. Bei der Anwahl dieses Programms wird von dem Schweißroboter zweckmäßigerweise gleichzeitig ein entsprechendes Eingangsbit gesetzt bzw. aktiviert, um der Schweißsteuerung 130 zu signalisierten, dass sie die Messergebnisse für die Kalibrierung nutzen kann.
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Nach diesem Fräsvorgang wird in Schritt 203 somit ein spezieller Test-Schweißprozess durchgeführt, um auf die Qualität des Fräsvorgangs rückschließen zu können. In Schritt 203 wird dabei eine sog. Kurzschlussmessung als derartiger Test-Schweißprozess durchgeführt, im Zuge derer sich kein Werkstück zwischen den frisch gefrästen Elektroden 111 und 112 befindet.
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Analog zu den Schweißprozessen von Blechen gemäß Schritt 201 werden auch im Zuge dieser Kurzschlussmessung in Schritt 204 aktuelle Werte für den Schweißstrom, die Schweißspannung, deren zeitliche Verläufe, den Zangenwiderstand und die Elektrodenkraft als Messwerte bestimmt. In Schritt 205 werden ebenfalls der Prozessstabilitätsfaktor und der wenigstens eine Qualitätsfaktor als Qualitätswerte bestimmt.
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Die Schweißsteuerung 130 erkennt anhand des speziellen Eingangsbits, dass der aktuelle Schweißvorgang eine Kurzschlussmessung ist. Die Schweißsteuerung 130 führt daher in Schritt 206 in Abhängigkeit von den in Schritt 204 bestimmten Messwerten eine Überprüfung durch, ob eine Kalibrierung der Schweißzange 110 nötig ist, insbesondere ob die hinterlegten Schweiß- bzw. Regelparameter nachkalibriert werden sollen.
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Im Zuge dieser Überprüfung werden die in Schritt 204 bestimmten Messwerte jeweils mit einem Referenzwert vergleichen. Beispielsweise wird der zeitliche Verlauf des Schweißstroms mit einem Soll-Verlauf für den Schweißstrom als Referenzwert verglichen. Wenn der tatsächliche Verlauf von diesem Soll-Verlauf abweicht, beispielsweise weil der tatsächliche Verlauf ein ungewolltes Schwingungsverhalten aufweist, wird von der Schweißsteuerung 130 entscheiden, dass Transformatorparameter nachkalibriert werden sollen.
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Weiterhin wird die mittels des Kraftsensors bestimmte Elektrodenkraft mit einem Soll-Wert für die Elektrodenkraft als Referenzwert verglichen. Wenn der mittels des Kraftsensors bestimmte Messwert von dem Soll-Wert beispielsweise um mehr als 5% abweicht, wird von der Schweißsteuerung 130 entschieden, dass der Skalierwert für den Kraftsensor nachkalibriert werden soll.
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Der aus gemessener Schweißspannung und gemessenem Schweißstrom bestimmte Zangenwiderstand wird mit dem in der Schweißsteuerung 130 hinterlegten Zangenwiderstand als entsprechenden Referenzwert verglichen. Weichen diese beiden Werte voneinander ab, deutet dies darauf hin, dass sich der tatsächliche ohmsche Widerstand der Schweißelektroden 111 und 112 im Vergleich zu dem in der Schweißsteuerung hinterlegten Schweißparameter verändert hat. Wenn die beiden Werte z.B. um als 5% voneinander abweichen, wird von der Schweißsteuerung 130 entschieden, dass der als Schweißparameter in der Schweißsteuerung hinterlegte Schweißparameter nachkalibriert werden soll.
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Wenn aufgrund einer oder mehrerer dieser in Schritt 206 durchgeführten Vergleiche entschieden wird, dass eine entsprechende Kalibrierung durchgeführt werden soll, wird in Schritt 207 zunächst überprüft, ob die in Schritt 203 durchgeführte Kurzschlussmessung eine hohe Qualität besitzt. Zu diesem Zweck werden der in Schritt 205 bestimmte Prozessstabilitätsfaktor und der wenigstens eine Qualitätsfaktor mit einem Schwellwert verglichen. Wenn aufgrund dieses Schwellwertvergleichs bestimmt wird, dass die entsprechende Kurzschlussmessung ausreichend hohe Qualität besitzt, wird von der Schweißsteuerung 130 in Schritt 208 die entsprechende Kalibrierung in Abhängigkeit von den in Schritt 204 bestimmten Messwerten selbstständig durchgeführt.
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Die Transformatorparameter, also P-Regelungsanteil, I-Regelungsanteil und/oder maximale Steigung des zeitlichen Verlaufs des Schweißstroms, können im Zuge dieser Kalibrierung derart angepasst werden, dass der gewünschte Soll-Verlauf des Schweißstroms durch die Regelung erreicht werden kann. Insbesondere ist es auch denkbar, für diese Korrektur der Transformatorparameter nicht nur die in Schritt 204 bestimmten Messwerte heranzuziehen, sondern eine Vielzahl von bestimmten Messwerten aus einer Vielzahl von durchgeführten Kurzschlussmessungen, z.B. der letzten zehn Kurzschlussmessungen.
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Um z.B. den Skalierwert für den Kraftsensor zu kalibrieren, wird dieser Skalierwert neu berechnet aus der in Schritt 204 gemessenen Sensorspannung des Kraftsensors und dem entsprechenden Soll-Wert für die Elektrodenkraft. Es ist auch denkbar, dass der neue Skalierwert nicht nur aus dem in Schritt 204 gemessenen Messwert bestimmt wird, sondern aus den entsprechenden Messwerten für die Sensorspannung aus einer Vielzahl von Kurzschlussmessungen. Beispielsweise kann der neue Skalierwert aus den Messwerten für die Sensorspannung bestimmt werden, welche im Zuge der letzten zehn durchgeführten Kurzschlussmessungen bestimmt und in der Schweißsteuerung 130 hinterlegt wurden. In diesem Fall kann der neue Skalierwert insbesondere mittels statistischer Methoden bestimmt werden. Beispielsweise kann für jede dieser letzten Zehn Kurzschlussmessungen aus den entsprechenden Messwerten ein jeweiliger Skalierwert bestimmt werden. Aus dieser Vielzahl von Skalierwerten kann ein statistischer Wert als neuer, kalibrierter Skalierwert bestimmt werden, z.B. der arithmetische Mittelwert.
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Um den Zangenwiderstand zu kalibrieren, wird dieser aus der in Schritt 204 bestimmten Schweißspannung und dem Schweißstrom neu berechnet. Der neue Zangenwiderstand kann ebenfalls aus einer Vielzahl von bestimmten Messwerten für Schweißspannung und Schweißstrom einer Vielzahl von Kurzschlussmessungen bestimmt werden, beispielsweise aus den entsprechenden Messwerten der letzten zehn Kurzschlussmessungen. Auch in diesem Fall kann der neue Zangenwiderstand mittels statistischer Methoden bestimmt werden, beispielsweise als arithmetisches Mittel.
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Nach erfolgreich durchgeführter Kalibrierung werden die entsprechenden korrigierten bzw. neu bestimmten Schweiß/Regelungsparameter in der Schweißsteuerung 130 hinterlegt und für die nachfolgenden Schweißprozesse von Blechen im Zuge des Karosserierohbaus verwendet.
