DE102018208872A1 - Method for lifting-ignition welding and lift-ignition welding device - Google Patents

Method for lifting-ignition welding and lift-ignition welding device Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hubzündungsschweißen, bei dem ein Schweißteil (2) mittels eines Schweißwerkzeugs auf eine Bauteiloberfläche (3A) aufgeschweißt wird, wozu das Schweißteil (2) entlang einer Fügeachse des Schweißwerkzeugs relativ zum Bauteil bewegt wird, mit den Schritten vor Beginn der Schweißung:- Ermitteln der Ausrichtung der Fügeachse (F) des Schweißwerkzeugs relativ zu der Bauteiloberfläche (3A) mittels einer Detektionsvorrichtung (18) und- Positionieren des Schweißwerkzeugs an der Fügestelle derart, dass die Fügeachse (F) senkrecht zur Bauteiloberfläche ausgerichtet ist. Weiterhin wird eine Hubzündungsschweißvorrichtung angegeben.The invention relates to a method for drawn arc welding, in which a welding part (2) is welded onto a component surface (3A) by means of a welding tool, for which purpose the welding part (2) is moved relative to the component along a joining axis of the welding tool, with the steps before the start of the process Welding: - Determining the alignment of the joining axis (F) of the welding tool relative to the component surface (3A) by means of a detection device (18) and - positioning the welding tool at the joint such that the joining axis (F) is aligned perpendicular to the component surface. A drawn arc welding device is also specified.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hubzündungsschweißen und eine Hubzündungsschwei ßvorrichtung.The invention relates to a method for Hubzündungschweißen and a Hubzündungschwei ßvorrichtung.

Beim Hubzündungsschweißen wird ein Schweißteil mithilfe eines Schweißwerkzeugs gehalten und auf ein Bauteil aufgesetzt. Durch Ausbilden eines Stromkreises fließt ein Strom zwischen Schweißwerkzeug und Bauteil durch das Schweißteil. Zur Zündung eines Lichtbogens wird das Schweißteil mittels des Schweißwerkzeugs geringfügig vom Bauteil abgehoben. Der entstehende Lichtbogen schmilzt das Bauteil und/oder das Schweißteil auf. Zur Beendigung des Verfahrens wird das Schweißteil auf das Bauteil abgesenkt und in die Schmelze gedrückt. Der Strom wird abgeschaltet und die Schmelze erkaltet.In lift-and-lift welding, a welding part is held using a welding tool and placed on a component. By forming a circuit, a current flows between the welding tool and the component through the welded part. To ignite an arc, the welding part is slightly lifted off the component by means of the welding tool. The resulting arc melts the component and / or the welded part. To complete the process, the welding part is lowered onto the component and pressed into the melt. The power is turned off and the melt cools.

Ein entsprechendes Verfahren sowie eine hierfür geeignete Schweißvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2013 227 132 B3 bekannt. Das anzuschweißende Schweißteil wird der Schweißvorrichtung über eine automatische Zuführung zugeführt. Ein Ladestift schiebt das Schweißteil bis in einen Endabschnitt einer Halteeinrichtung vor. Der Endabschnitt der Haltevorrichtung ist als sogenannte Spannzange ausgebildet, mit mehreren elastisch nach außen aufspreizbaren Spannelementen, welche das eingeschobene Schweißteil umfangsseitig greifen und über Kraft- bzw. Reibschluss halten.A corresponding method and a welding device suitable for this purpose is for example from DE 10 2013 227 132 B3 known. The welding part to be welded is fed to the welding device via an automatic feed. A loading pin advances the welding part into an end portion of a holding device. The end portion of the holding device is designed as a so-called collet, with a plurality of elastically expandable outward clamping elements which grip the inserted welding part circumferentially and hold over force or frictional engagement.

Sollen andere Geometrien, wie z.B. Kugeln, auf Bauteile aufgeschweißt werden, sind herkömmliche Hubzündungsschweißvorrichtungen nur unzureichend geeignet. Aufgrund der Kugelgeometrie ist das Überstandmaß, d.h. das Maß, um das das Schweißteil gegenüber der Schweißvorrichtung in Richtung auf das Bauteil vorsteht, auf den Kugelradius bzw. eine geringere Strecke begrenzt. Hierdurch und durch die hervorstehende kugelförmige Geometrie des Schweißteils sind starke Wanderbewegungen des Lichtbogens bis hinauf zur Spannzange festzustellen. Gelangt der Lichtbogen bis zur Spannzange, so kommt es zu unerwünschten Nebenschlüssen und dadurch zu einer unzureichenden Schmelzebildung an der Fügestelle. Kommt es zu Abbrand an der Spannzange, so können in nachfolgenden Schweißungen Kugeln nicht mehr sicher geklemmt werden.If other geometries, such as Balls are welded to components, conventional Hubzündungschweißvorrichtungen are insufficiently suitable. Due to the spherical geometry, the protrusion amount, i. the extent to which the welding part projects in the direction of the component with respect to the welding device is limited to the spherical radius or a smaller distance. As a result, and by the protruding spherical geometry of the weld, strong migrations of the arc arc up to the collet. If the arc reaches the collet chuck, unwanted shunts will result and insufficient melt formation at the joint. If there is a burn on the collet, then in subsequent welds balls can not be securely clamped.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Hubzündungsschweißen anzugeben, mit denen die Prozessstabilität insbesondere beim Verschweißen von Kugeln und kugelartigen Schweißteilen erhöht werden kann.Against this background, it is the object of the present invention to provide a method and a device for the arc ignition welding, with which the process stability can be increased in particular when welding balls and ball-like welded parts.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Hubzündungsschweißvorrichtung nach Patentanspruch 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.The object is achieved by a method according to claim 1 and a Hubzündungschweißvorrichtung according to claim 6. Further advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims and the description below.

Es wird ein Verfahren zum Hubzündungsschweißen angegeben, bei dem ein Schweißteil mittels eines Schweißwerkzeugs auf eine Bauteiloberfläche aufgeschweißt wird, wozu das Schweißteil entlang einer Fügeachse des Schweißwerkzeugs relativ zum Bauteil bewegt wird. Erfindungsgemäß beinhaltet das Verfahren vor Beginn der Schweißung, d.h. bevor das Schweißteil unter Zündung des Vorlichtbogens vom Bauteil abgehoben wird, die Schritte: - Ermitteln der Ausrichtung der Fügeachse des Schweißwerkzeugs relativ zu der Bauteiloberfläche mittels einer Detektionsvorrichtung und - Positionieren des Schweißwerkzeugs an der Fügestelle derart, dass die Fügeachse senkrecht zur Bauteiloberfläche ausgerichtet ist.The invention relates to a method for lifting-ignition welding, in which a welding part is welded onto a component surface by means of a welding tool, for which purpose the welding part is moved along a joining axis of the welding tool relative to the component. According to the invention, the method includes, before the beginning of the welding, i. Before the welding part is lifted off the component while igniting the preliminary arc, the steps are: Determining the alignment of the joining axis of the welding tool relative to the component surface by means of a detection device and positioning the welding tool at the joint such that the joining axis is oriented perpendicular to the component surface.

Durch eine exakt senkrechte Ausrichtung liegt der kürzeste Abstand zwischen Bolzenoberfläche und Bauteil genau in Verlängerung der Fügeachse. Hierdurch wird u.a. eine unerwünschte Wanderbewegung des Lichtbogens reduziert. Eine gesteigerte Prozessstabilität ist die Folge.Due to an exactly vertical alignment, the shortest distance between the pin surface and the component lies exactly in the extension of the joint axis. This will u.a. reduces unwanted migration of the arc. An increased process stability is the result.

Die Ausrichtung der Fügeachse im Raum bzw. zur Bauteiloberfläche lässt sich beispielsweise mithilfe von in eine Detektionsvorrichtung integrierte Sensorik ermitteln. In einer Ausgestaltung kann es vorgesehen sei, dass die Ausrichtung der Fügeachse mittels eines Kompassmoduls ermittelt wird. Beispielsweise kann ein 3-Achsen Kompassmodul verwendet werden. Der Sensor des 3-Achsen Kompassmoduls ist in der Lage, selbst bei schwachen Magnetfeldern Daten zu sammeln. Diese Daten werden in eine Differenzialspannung z.B. im Bereich von 2,7 bis 6,5 Volt Gleichstrom umgewandelt und auf 3 Achsen verteilt, um eine breite Palette von Mikrocontrollern mit verschiedenen Spannungen zu versorgen. Das Verfahren hat den Vorzug, dass der Nutzer das Mobilgerät nicht exakt waagerecht zur Bodenachse ausrichten muss, damit die Messdaten die Position korrekt wiedergeben. Der digitale Rohwert am Ausgang kann zur Berechnung von Richtungen, Positionen oder zur Messung von Erdmagnetfeldern verwendet werden, wenn mehrere Magnetfelder gemessen soll, die aus verschiedenen Richtungen kommen. Das Kompassmodul kann jedoch noch genauere Daten liefern, sofern es auf weitere Sensoren zugreift. Dazu zählt beispielsweise ein barometrischer Höhenmesser.The alignment of the joining axis in the space or to the component surface can be determined, for example, by means of sensors integrated in a detection device. In one embodiment, it may be provided that the orientation of the joining axis is determined by means of a compass module. For example, a 3-axis compass module can be used. The sensor of the 3-axis compass module is able to collect data even with weak magnetic fields. These data are converted to a differential voltage, e.g. Converted in the range of 2.7 to 6.5 volts DC and distributed on 3 axes to supply a wide range of microcontrollers with different voltages. The method has the advantage that the user does not have to align the mobile device exactly horizontally with respect to the floor axis, so that the measurement data correctly reproduce the position. The output digital raw value can be used to calculate directions, positions, or to measure Earth's magnetic fields when measuring multiple magnetic fields coming from different directions. However, the compass module can provide even more accurate data as it accesses additional sensors. This includes, for example, a barometric altimeter.

Die so vom Kompassmodul bereitgestellten Daten werden ausgewertet, um eine Lage der Fügeachse im Raum zu bestimmen. Bei bekannter Lage der Bauteiloberfläche kann somit die Ausrichtung zu der Bauteiloberfläche bestimmt werden.The data thus provided by the compass module are evaluated in order to determine a position of the joining axis in the room. With a known position of the component surface, the orientation to the component surface can thus be determined.

Alternativen Ausgestaltungen der Detektionsvorrichtung sind möglich, beispielsweise kann die Ausrichtung der Fügeachse mittels eines oder mehrerer auf die Bauteiloberfläche gerichteter Laserstrahlen ermittelt werden, z.B. mittels Laufzeitmessung o.ä. Alternative embodiments of the detection device are possible, for example, the orientation of the joining axis can be determined by means of one or more directed onto the component surface laser beams, eg by means of transit time measurement or similar.

Die exakte senkrechte Ausrichtung der Fügeachse führt zu besonders signifikanten Verbesserungen der Fügeergebnisse, wenn als Schweißteil eine Kugel verwendet wird oder das Schweißteil eine kugelartige Schweißfläche aufweist. Unter „kugelartiger Schweißfläche“ sollen insbesondere auch eine Kugelkappe verstanden werden, mit der das Schweißteil aufgeschweißt werden soll. Das Schweißteil selbst kann dabei auch eine Bolzenform oder eine andere Form, wie z.B. eine Doppelkugel aufweisen.The exact vertical alignment of the joining axis leads to particularly significant improvements in the joining results when a ball is used as the welding part or the welding part has a spherical welding surface. The term "spherical welding surface" should in particular also be understood to mean a spherical cap with which the welded part is to be welded. The welding part itself may also have a bolt shape or other shape, such as e.g. have a double ball.

In dem Schweißwerkzeug wird das Schweißteil mittels eines Schlittens entlang der Fügeachse bewegt. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Kraft des Schlittens und der Weg des Schlittens über der Zeit ermittelt und die ermittelten Daten werden zur Überwachung der Schweißqualität ausgewertet. Die Kraft, welche während des Schweißprozesses zur Bewegung des Schlittens aufgewendet werden muss, kann z.B. über die Leistungsaufnahme des elektrischen Antriebs des Schlittens ermittelt werden. Vorteilhafter Weise wird die Leistungsaufnahme bei bekannten Hubzündungsschweißwerkzeugen bereits erfasst, so dass keine zusätzliche Sensorik notwendig ist. Der Weg, welchen der Schlitten während der Schweißung zurücklegt, kann z.B. mittels einer Wegmesseinrichtung erfasst werden. Die Kraft und der Weg können vorzugsweise kontinuierlich gemessen bzw. ermittelt werden. Mittels einer Meß- und Auswerteeinrichtung werden die Daten weiter ausgewertet. Die Daten können z. B. in einem in die Hubzündungsschweißvorrichtung integriertem Prozessdatenmanagement (IPM) erfasst und z.B. mit bekannten statistischen Methoden zur Fehlerauswertung ausgewertet werden. Hierdurch lassen sich häufige Fehler, wie z.B. bei der Durchdringung oder mechanischer Verschleiß frühzeitig und nahezu online erkennen. So kann aus dem ermittelten Weg über der Zeit beispielsweise die Geschwindigkeit des Schlittens bestimmt werden. Gemeinsam mit der ermittelten Kraft betrachtet, kann die Konstanz dieser beiden Werte beispielsweise als Kenngröße zur Überwachung der Durchdringung herangezogen werden. Auch ist es möglich, anhand der Kenngrößen frühzeitig einen mechanischen Verschleiß am Schweißwerkzeug zu detektieren. Hierdurch werden eine bessere Prozessüberwachung und eine Vermeidung von verschleißbedingten Schweißfehlern möglich.In the welding tool, the welding part is moved by means of a carriage along the joining axis. In a preferred embodiment of the method, the force of the carriage and the path of the carriage over time are determined and the determined data are evaluated to monitor the quality of welding. The force which has to be expended during the welding process to move the carriage can e.g. be determined by the power consumption of the electric drive of the carriage. Advantageously, the power consumption is already detected in known Hubzündungsschweißwerkzeugen, so that no additional sensor is necessary. The path traveled by the carriage during welding may be e.g. be detected by means of a displacement measuring device. The force and the path can preferably be measured or determined continuously. By means of a measuring and evaluation device, the data are further evaluated. The data can z. In a process data management (IPM) integrated into the lift-and-lift welding device, and e.g. be evaluated with known statistical methods for error evaluation. This allows frequent errors, such as in the penetration or mechanical wear early and almost online recognize. Thus, for example, the speed of the carriage can be determined from the determined path over time. Considered together with the determined force, the constancy of these two values can be used, for example, as a parameter for monitoring the penetration. It is also possible, based on the parameters, to detect mechanical wear on the welding tool at an early stage. As a result, a better process monitoring and avoiding wear-related welding errors are possible.

Weiterhin wird eine Hubzündungsschweißvorrichtung zur Durchführung eines Schweißprozesses angegeben. Die Hubzündungsschweißvorrichtung beinhaltet ein Schweißwerkzeug mit einem Gehäuse und einem Schlitten, der relativ zum Gehäuse entlang einer Fügeachse verfahrbar ist, zum Aufschweißen eines Schweißteils auf einer Bauteiloberfläche, eine Detektionsvorrichtung zur Ermittlung der relativen Ausrichtung der Fügeachse, und einer Steuerungsvorrichtung, die eingerichtet ist, den Schwei ßprozess in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung der Fügeachse freizugeben oder zu sperren.Furthermore, a Hubzündungschweißvorrichtung is specified for performing a welding process. The lift-ignition welding apparatus includes a welding tool having a housing and a carriage that is movable relative to the housing along a joining axis, for welding a welding part on a component surface, a detection device for detecting the relative orientation of the joining axis, and a control device that is configured to weld ßprozess depending on the determined orientation of the joining axis to release or block.

Genauer gesagt kann die Steuerungsvorrichtung derart eingerichtet sein, dass sie den Schweißprozess erst freigibt oder startet, wenn die Ausrichtung der Fügeachse exakt 90 Grad zur Bauteiloberfläche beträgt.More specifically, the control device may be configured such that it does not release or start the welding process until the alignment of the joining axis is exactly 90 degrees to the component surface.

Hierzu kann die Detektionsvorrichtung in einer Ausgestaltung beispielsweise ein Kompassmodul beinhaltet, das am Schweißwerkzeug, z.B. am Gehäuse, befestigt ist.For this purpose, in one embodiment, the detection device may, for example, include a compass module which is attached to the welding tool, e.g. on the housing, is attached.

Weiterhin kann die Hubzündungsschweißvorrichtung eine Stellvorrichtung beinhalten, die in Wirkverbindung mit der Detektionsvorrichtung steht, und die eingerichtet ist zur Veränderung der Lage des Schweißwerkzeugs im Raum in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung der Fügeachse. Wird von der Detektionsvorrichtung erkannt, dass die Fügeachse noch nicht richtig ausgerichtet ist, so kann über die Stellvorrichtung, welche z.B. durch einen das Schweißwerkzeug führenden Industrieroboter gebildet sein kann, das Schweißwerkzeug in die richtige Ausrichtung gebracht.Furthermore, the lift-ignition welding device can include an adjusting device which is in operative connection with the detection device and which is set up to change the position of the welding tool in space as a function of the determined orientation of the joining axis. If it is recognized by the detection device that the joining axis is not yet correctly aligned, then it is possible, via the adjusting device, which, e.g. may be formed by an industrial robot guiding the welding tool, the welding tool is brought into the correct orientation.

Die Hubzündungsschweißvorrichtung kann weiterhin mit einer Meß- und Auswerteeinrichtung versehen sein, die eingerichtet ist zur Ermittlung der Kraft des Schlittens während der Schweißung und des Weg des Schlittens entlang der Fügeachse. Die Auswerteeinrichtung ist weiterhin eingerichtet zur Auswertung dieser Daten zur Überwachung der Schweißqualität. Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung die ermittelten Kenngrößen mit Soll-Größen vergleichen und ein Fehlersignal ausgeben im Falle einer übermäßigen Abweichung.The Hubzündungschweißvorrichtung may further be provided with a measuring and evaluation device which is adapted to determine the force of the carriage during the welding and the path of the carriage along the joining axis. The evaluation device is also set up to evaluate this data for monitoring the quality of the weld. For example, the evaluation device can compare the determined parameters with desired quantities and output an error signal in the event of excessive deviation.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. If the term "can" is used in this application, it is both the technical possibility and the actual technical implementation.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

  • 1 eine beispielhafte Hubzündungsschweißvorrichtung und
  • 2 einen schematischen Ablauf des Verfahrens.
Embodiments will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show:
  • 1 an exemplary Hubzündungschweißvorrichtung and
  • 2 a schematic sequence of the method.

In 1 ist eine Hubzündungs-Schweißvorrichtung 1 gezeigt zum Aufschweißen eines Schweißteils 2 in Form einer Kugel auf ein Bauteil 3. Das Schweißteil 2 ist aus einem magnetischen Material ausgebildet und kann z.B. eine Stahlkugel sein. Das Bauteil 3 kann beispielsweise aus einem Metall, wie z.B. einem Stahl o.ä. hergestellt sein.In 1 is a stroke ignition welding device 1 shown for welding a welding part 2 in the form of a ball on a component 3 , The welding part 2 is formed of a magnetic material and may be, for example, a steel ball. The component 3 For example, from a metal, such as a steel or similar. be prepared.

Die Schweißvorrichtung 1 umfasst ein Schweißwerkzeug mit einem Gehäuse 10, einer Schweißteilaufnahme 12 und einem Ladestift 14. Die Schweißteilaufnahme 12 ist hülsenartig ausgebildet, wobei ein Endabschnitt mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete fingerförmige Spannelemente aufweist, welche als Spannvorrichtung zusammenwirken.The welding device 1 includes a welding tool with a housing 10 , a welding part holder 12 and a charging pin 14 , The welding part holder 12 is sleeve-like, wherein one end portion has a plurality of circumferentially distributed arranged finger-shaped clamping elements, which cooperate as a clamping device.

Zum Einbringen des Schweißteils 2 in die Schweißteilaufnahme 12 wird dieses über einen Zuführschacht 16 z.B. pneumatisch zugeführt und gelangt in den Innenraum der hülsenartigen Schweißteilaufnahme 12. Der Ladestift 14, welcher koaxial zur Schweißteilaufnahme 12 angeordnet und relativ zu dieser verschiebbar ist, schiebt das Schweißteil 2 in bekannter Weise durch den Innenraum in Richtung auf den Endabschnitt. Zur Durchführung der für die Schweißung erforderlichen Hub- und Fügebewegung kann die Schweißteilaufnahme 12 von einem nicht näher dargestellten Schlitten entlang einer Fügeachse F relativ zum Gehäuse 10 bewegt werden (veranschaulicht durch den Doppelpfeil in 1).For inserting the welding part 2 in the welding part holder 12 this is via a feed chute 16 For example, fed pneumatically and enters the interior of the sleeve-like welding part recording 12 , The charging pin 14 which is coaxial with the welding part holder 12 arranged and displaceable relative to this pushes the welding part 2 in a known manner through the interior in the direction of the end portion. To carry out the necessary for the welding stroke and joining movement, the welding part recording 12 from a carriage not shown along a joining axis F relative to the housing 10 be moved (illustrated by the double arrow in 1 ).

An dem Gehäuse 10 ist eine Detektionsvorrichtung 18 befestigt, mit der die Lage der Fügeachse in Relation zur Bauteiloberfläche 3A ermittelt werden kann, beispielsweise mittels eines Kompassmoduls. Wenn mittels der Detektionsvorrichtung 18 festgestellt wird, dass die Fügeachse noch nicht senkrecht zur Bauteiloberfläche ausgerichtet ist, so wird die Schweißvorrichtung mittels einer Steuerungsvorrichtung 20 gesperrt. Bei der Steuerungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um die zentrale Steuerungsvorrichtung der Schweißvorrichtung 1 handeln.On the case 10 is a detection device 18 attached, with which the position of the joining axis in relation to the component surface 3A can be determined, for example by means of a compass module. If by means of the detection device 18 it is determined that the joining axis is not aligned perpendicular to the component surface, so the welding device by means of a control device 20 blocked. The control device can be, for example, the central control device of the welding device 1 act.

Weiterhin wird die Schweißvorrichtung 1 von einer Stelleinrichtung 22, hier dargestellt in Form eines Industrieroboters, entsprechend positioniert bis die Fügeachse F senkrecht zur Bauteiloberfläche 3A steht. Hierzu besteht eine entsprechende Wirkverbindung zwischen Detektionsvorrichtung 18 und Stelleinrichtung 22.Furthermore, the welding device 1 from an actuator 22 , shown here in the form of an industrial robot, positioned accordingly to the joining axis F perpendicular to the component surface 3A stands. For this purpose, there is a corresponding operative connection between the detection device 18 and adjusting device 22 ,

Weiterhin ist eine Mess- und Auswerteinrichtung 24 vorgesehen, mit der während der Schweißung die Kraft, welche zur Bewegung des Schlittens aufgewendet werden muss, sowie der Weg des Schlittens über der Zeit erfasst bzw. ermittelt wird. Diese Daten werden von der Auswerteeinrichtung 24 zur Überwachung der Schweißqualität ausgewertet.Furthermore, a measuring and evaluation device 24 provided during the welding, the force that must be used to move the carriage, as well as the path of the carriage over time is detected or determined. These data are provided by the evaluation device 24 evaluated for monitoring the quality of welding.

Ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Hubzündungsschweißverfahren ist schematisch in 2 abgebildet. Hierbei wird in Schritt A die Ausrichtung der Fügeachse F des Schweißwerkzeugs 1 relativ zu der Bauteiloberfläche 3A mittels der Detektionsvorrichtung 18 ermittelt. In Schritt B wird das Schweißwerkzeug an der Fügestelle derart positioniert, dass die Fügeachse F senkrecht zur Bauteiloberfläche 3A ausgerichtet ist. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass die Schritte A und B mehrfach alternierend durchgeführt werden (angedeutet durch den strichlierten Pfeil in 1) bis die exakte Position des Schweißwerkzeugs erreicht ist.An exemplary inventive Hubzündungschweißverfahren is schematically in 2 displayed. This will be in step A the alignment of the joining axis F of the welding tool 1 relative to the component surface 3A by means of the detection device 18 determined. In step B the welding tool is positioned at the joint so that the joining axis F perpendicular to the component surface 3A is aligned. For this purpose, it may be provided that the steps A and B repeatedly alternating (indicated by the dashed arrow in 1 ) until the exact position of the welding tool is reached.

Erst wenn die Fügeachse des Schweißwerkzeugs exakt senkrecht zur Bauteiloberfläche 3A ausgerichtet ist, wird die Schweißung von der Steuerungsvorrichtung 20 freigegeben und in Schritt C durchgeführt.Only when the joining axis of the welding tool is exactly perpendicular to the component surface 3A is aligned, the welding is done by the control device 20 released and in step C carried out.

Während der Schweißung erfolgt auch die voranstehend beschriebene Erfassung und Auswertung der Kraft-Weg-Zeit-Daten des Prozesses.During the welding, the above-described detection and evaluation of the force-displacement-time data of the process also takes place.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
HubzündungsschweißvorrichtungHubzündungsschweißvorrichtung
22
Schweißteilweldment
33
Bauteilcomponent
3A3A
Bauteiloberflächecomponent surface
1010
Gehäusecasing
1212
SchweißteilaufnahmeWeldment recording
1414
Ladestiftloading pin
1616
Zuführschachtfeed chute
1818
Detektionsvorrichtungdetection device
2020
Steuerungsvorrichtungcontrol device
2222
Stelleinrichtungsetting device
2424
Mess- und AuswerteeinrichtungMeasuring and evaluation device
A, B, CA, B, C
Verfahrensschrittesteps
FF
Fügeachsejoining axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013227132 B3 [0003]DE 102013227132 B3 [0003]

Claims (9)

Verfahren zum Hubzündungsschweißen, bei dem ein Schweißteil (2) mittels eines Schweißwerkzeugs auf eine Bauteiloberfläche (3A) aufgeschweißt wird, wozu das Schweißteil (2) entlang einer Fügeachse des Schweißwerkzeugs relativ zum Bauteil bewegt wird, mit den Schritten vor Beginn der Schweißung: - Ermitteln der Ausrichtung der Fügeachse (F) des Schweißwerkzeugs relativ zu der Bauteiloberfläche (3A) mittels einer Detektionsvorrichtung (18) und - Positionieren des Schweißwerkzeugs an der Fügestelle derart, dass die Fügeachse (F) senkrecht zur Bauteiloberfläche ausgerichtet istMethod for lift-and-strike welding, in which a welding part (2) is welded onto a component surface (3A) by means of a welding tool, for which purpose the welding part (2) is moved along a joining axis of the welding tool relative to the component, with the steps before the welding is started: - Determining the orientation of the joining axis (F) of the welding tool relative to the component surface (3A) by means of a detection device (18) and - Positioning of the welding tool at the joint in such a way that the joining axis (F) is aligned perpendicular to the component surface Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ausrichtung der Fügeachse (F) mittels eines Kompassmoduls ermittelt wird.Method according to Claim 1 in which the orientation of the joining axis (F) is determined by means of a compass module. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ausrichtung der Fügeachse (F) mittels eines oder mehrerer auf die Bauteiloberfläche gerichteter Laserstrahlen ermittelt wird.Method according to Claim 1 in which the orientation of the joining axis (F) is determined by means of one or more laser beams directed onto the component surface. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Schweißteil (2) eine Kugel ist oder eine kugelartige Oberfläche aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which the welding part (2) is a ball or has a spherical surface. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Schweißteil (2) mittels eines Schlittens entlang der Fügeachse (F) bewegt wird und die Kraft des Schlittens und der Weg des Schlittens über der Zeit ermittelt wird und die ermittelten Daten zur Überwachung der Schweißqualität ausgewertet werden.Method according to one of the preceding claims, in which the welding part (2) is moved by means of a carriage along the joining axis (F) and the force of the carriage and the path of the carriage over time is determined and the determined data for monitoring the welding quality are evaluated , Hubzündungsschweißvorrichtung mit: einem Schweißwerkzeug mit einem Gehäuse (10) und einem Schlitten, der relativ zum Gehäuse (10) entlang einer Fügeachse (F) verfahrbar ist, zum Aufschweißen eines Schweißteils (2) auf einer Bauteiloberfläche (3A), einer Detektionsvorrichtung (18) zur Ermittlung der relativen Ausrichtung der Fügeachse (F), und einer Steuerungsvorrichtung (20), die eingerichtet ist, den Schweißprozess in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung der Fügeachse (F) freizugeben oder zu sperren.Lift Ignition Welding Device with: a welding tool with a housing (10) and a carriage, which is movable relative to the housing (10) along a joining axis (F), for welding a welding part (2) on a component surface (3A), a detection device (18) for determining relative orientation of the joining axis (F), and a control device (20) which is set up to enable or disable the welding process as a function of the determined orientation of the joining axis (F). Hubzündungsschweißvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Detektionsvorrichtung (18) ein Kompassmodul beinhaltet, das am Schweißwerkzeug befestigt ist.Lifting device according to Claim 6 in which the detection device (18) includes a compass module attached to the welding tool. Hubzündungsschweißvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, weiterhin mit einer Stellvorrichtung (22), die in Wirkverbindung mit der Detektionsvorrichtung (18) steht, und die eingerichtet ist zur Veränderung der Lage des Schweißwerkzeugs im Raum in Abhängigkeit der ermittelten Ausrichtung der Fügeachse (F).Lifting device according to Claim 6 or 7 , further comprising an adjusting device (22), which is in operative connection with the detection device (18), and which is adapted to change the position of the welding tool in space as a function of the determined orientation of the joining axis (F). Hubzündungsschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, weiterhin mit einer Meß- und Auswerteeinrichtung (24), die eingerichtet ist zur Ermittlung der Kraft des Schlittens während der Schweißung und des Weg des Schlittens entlang der Fügeachse (F) und zur Auswertung dieser Daten zur Überwachung der Schweißqualität.Lift-and-lift welding device according to one of the Claims 6 to 8th , further comprising a measuring and evaluation device (24) which is adapted to determine the force of the carriage during the welding and the path of the carriage along the joining axis (F) and to evaluate these data for monitoring the welding quality.
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