DE102018220211A1

DE102018220211A1 - Welding gun with control of the lead time

Info

Publication number: DE102018220211A1
Application number: DE102018220211.7A
Authority: DE
Inventors: Florian Genge; Sven Hansen Goncalves
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Vorrichtung (1) zum Schweißen und insbesondere zum Widerstandsschweißen von Werkstücken (10a, 10b), mit einer ersten Schweißelektrode (2), welche an wenigstens ein Werkstück (10a, 10b) anlegbar ist und mit einer zweiten Schweißelektrode (4), welche an wenigstens ein Werkstück (10a, 10b) anlegbar ist, wobei über die erste Schweißelektrode (2) und die zweite Schweißelektrode (4) ein elektrischer Strom an wenigstens ein Werkstück (10a, 10b) anlegbar ist und mit einer Steuerungseinrichtung (20), welche den an die Werkstücke angelegten elektrischen Strom steuert. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung (1) eine Erfassungseinrichtung (8) auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine mechanische Schwingung des Werkstücks (10) oder wenigstens eines Elements der Vorrichtung (1) zu erfassen.Device (1) for welding and in particular for resistance welding of workpieces (10a, 10b), with a first welding electrode (2) which can be applied to at least one workpiece (10a, 10b) and with a second welding electrode (4) which can be applied to at least a workpiece (10a, 10b) can be applied, an electrical current being able to be applied to at least one workpiece (10a, 10b) via the first welding electrode (2) and the second welding electrode (4) and with a control device (20) which controls the controls the electrical current applied to the workpieces. According to the invention, the device (1) has a detection device (8) which is suitable and intended for detecting a mechanical vibration of the workpiece (10) or at least one element of the device (1).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schweißvorrichtung, insbesondere eine Schweißzange und insbesondere eine Elektroschweißzange. Derartige Schweißzangen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Fahrzeugbau und besonders bevorzugt auf den Fahrzeugkarosseriebau. In diesen Bereichen werden oftmals Schweißzangen eingesetzt, um Karosserieelemente mittels Widerstandsschweißen miteinander zu verbinden.The present invention relates to a welding device, in particular a welding gun and in particular an electric welding gun. Such welding guns have long been known from the prior art. The invention relates in particular to vehicle construction and particularly preferably to vehicle body construction. Welding guns are often used in these areas to connect body elements using resistance welding.

Zu diesem Zweck sind üblicherweise zwei bezüglich einander bewegliche Elektroden vorgesehen, welche das zu schweißende Werkstück bzw. die zu verschweißenden Werkstücke aneinanderdrücken und mittels elektrischen Stroms miteinander verschweißen. Dabei ist es üblich, dass wenigstens eine Elektrode vor dem eigentlichen Schweißvorgang auf das Werkstück zugestellt wird.For this purpose, two electrodes which are movable relative to one another are usually provided, which press the workpiece to be welded or the workpieces to be welded together and weld them to one another by means of electrical current. It is common for at least one electrode to be fed onto the workpiece before the actual welding process.

Diese Zustellbewegung erfolgt teilweise relativ heftig und löst Schwingungen des betreffenden Karosserieteils aus. Ein Schweißen während dieser noch anhaltenden Schwingung ist in der Praxis ungünstig. Aus diesem Grunde ist aus dem Stand der Technik bekannt, bei der Steuerung derartiger Schweißzangen eine Vorhaltezeit zu berücksichtigen, welche verstreicht, bevor der Schweißstrom angestellt bzw. aktiviert wird.This infeed movement is sometimes relatively violent and triggers vibrations of the body part in question. Welding during this persistent vibration is in practice unfavorable. For this reason, it is known from the prior art to take a lead time into account when controlling such welding guns, which elapses before the welding current is started or activated.

Auf diese Weise wird erreicht, dass die zu verschweißenden Elemente wieder zur Ruhe kommen und so der Schweißvorgang zuverlässig durchgeführt werden kann. Im Stand der Technik berücksichtigen derartige Schweißanlagen eine bestimmte Vorhaltezeit, die durch den Benutzer programmiert bzw. eingestellt werden kann und dann während der Schweißprozesse konstant ist.In this way it is achieved that the elements to be welded come to rest again and the welding process can thus be carried out reliably. In the prior art, such welding systems take into account a certain lead time, which can be programmed or set by the user and which is then constant during the welding processes.

Diese Vorhaltezeit kann jedoch in Einzelfällen der Bearbeitung zu gering sein, so dass der Schweißvorgang nicht mit der gewünschten Zuverlässigkeit durchgeführt wird. In anderen Fällen ist es denkbar, dass die Vorhaltezeit zu lang gewählt ist. Zwar ruht dann das Werkstück, doch es geht - insbesondere in einer Serienproduktion - zu viel Zeit verloren.In individual cases, however, this retention time may be too short, so that the welding process is not carried out with the desired reliability. In other cases, it is conceivable that the lead time is too long. The workpiece is then at rest, but too much time is lost, especially in series production.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige Schweißanlagen effizienter zu gestalten, insbesondere derartige Schweißzangen, welche das zu schweißende Werkstück in eine - insbesondere schwingende - Bewegung versetzen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The present invention is therefore based on the object of making such welding systems more efficient, in particular welding guns which set the workpiece to be welded in a — in particular oscillating — movement. This object is achieved according to the invention by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Die Vorrichtung zum Schweißen und insbesondere zum elektrischen Widerstandsschweißen von Werkstücken weist eine erste Schweißelektrode auf, welche an das Werkstück und/oder an wenigstens eines der Werkstücke anlegbar ist, und eine zweite Schweißelektrode, welche ebenfalls an das Werkstück und/oder an wenigstens eines der Werkstücke und insbesondere an das andere der Werkstücke anlegbar ist, wobei über die erste Schweißelektrode und die zweite Schweißelektrode ein elektrischer Strom an wenigstens ein Werkstück und bevorzugt an die beiden zu verschweißenden Werkstücke anlegbar ist und wobei weiterhin eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche den an das Werkstück angelegten elektrischen Strom steuert.The device for welding and in particular for electrical resistance welding of workpieces has a first welding electrode which can be placed on the workpiece and / or on at least one of the workpieces, and a second welding electrode which also on the workpiece and / or on at least one of the workpieces and in particular can be applied to the other of the workpieces, an electrical current being able to be applied to at least one workpiece and preferably to the two workpieces to be welded via the first welding electrode and the second welding electrode, and a control device is also provided which applies the one applied to the workpiece controls electric current.

Insbesondere fließt dabei der angelegte elektrische Strom auch über die beiden Werkstücke, insbesondere um diese zu erhitzen und so miteinander zu verschweißen. Bevorzugt handelt es sich daher bei den Werkstücken um elektrisch leitende Werkstücke.In particular, the applied electrical current also flows over the two workpieces, in particular in order to heat them and thus weld them together. The workpieces are therefore preferably electrically conductive workpieces.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Bewegung und insbesondere eine mechanische Schwingung des Werkstücks oder wenigstens eines Elements der Vorrichtung zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuerungseinrichtung derart ausgestaltet, dass sie eine Zeit, nach der - nach einem Schließen der Elektroden gegenüber dem Werkstück - ein Strom zu fließen beginnt, selbsttätig und/oder automatisch einstellt.According to the invention, the device has a detection device which is suitable and intended to detect a movement and in particular a mechanical vibration of the workpiece or at least one element of the device. Additionally or alternatively, the control device is designed such that it automatically and / or automatically sets a time after which a current begins to flow after the electrodes have been closed relative to the workpiece.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Spannungserzeugungseinrichtung auf, welche zwischen den Elektroden eine Spannung bzw. einen Strom erzeugt. Besonders bevorzugt erlaubt die Steuerungseinrichtung auch eine Regelung des Schwei ßstroms.In a further advantageous embodiment, the device has a voltage generating device which generates a voltage or a current between the electrodes. The control device particularly preferably also allows the welding current to be regulated.

Unter einem Anlegen der Elektrode an wenigstens ein Werkstück wird insbesondere verstanden, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dieser Elektrode und dem Werkstück hergestellt wird.Applying the electrode to at least one workpiece means in particular that an electrical contact is established between this electrode and the workpiece.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Schweißtransformator auf, und insbesondere einen Schweißtransformator, der dazu geeignet und bestimmt ist, eine Netzspannung und/oder einen Netzstrom in einen für den Schweißvorgang geeigneten Strom umzuwandeln.In a further advantageous embodiment, the device has a welding transformer, and in particular a welding transformer, which is suitable and intended for converting a mains voltage and / or a mains current into a current suitable for the welding process.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Krafterzeugungseinrichtung auf, welche in einem Schweißzustand eine Kraft auf die wenigstens eine Elektrode und bevorzugt auf beide Elektroden ausübt. Dabei ist es bevorzugt denkbar, dass zwei miteinander zu verbindende Werkstücke durch die beiden Elektroden aufeinander zu gedrängt werden.In a further advantageous embodiment, the device has a force generating device which, in a welding state, exerts a force on the at least one electrode and preferably on both electrodes. It is preferably conceivable that two to be connected Workpieces are pushed towards each other by the two electrodes.

Besonders ist diese Krafterzeugungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine Kraft auf die Werkstücke und/oder zwischen den Werkstücken zu erzeugen, welche größer ist als 1 kN, bevorzugt größer als 2 kN und besonders bevorzugt größer als 2,5 kN. Dabei ist es möglich, dass diese Kraft zwischen den beiden Elektroden erzeugt wird.This force generating device is particularly suitable and determined to generate a force on the workpieces and / or between the workpieces which is greater than 1 kN, preferably greater than 2 kN and particularly preferably greater than 2.5 kN. It is possible that this force is generated between the two electrodes.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Gleichrichtereinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, aus einer Netzwechselspannung und/oder einem Wechselstrom eine Gleichspannung bzw. einen Gleichstrom zu erzeugen. Dieser Gleichstrom wird bevorzugt an die Elektroden und damit auch an die zu verschweißenden Werkstücke angelegt.In a further advantageous embodiment, the device has a rectifier device which is suitable and intended for generating a DC voltage or a DC current from an AC mains voltage and / or an AC current. This direct current is preferably applied to the electrodes and thus also to the workpieces to be welded.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung auch eine Glättungseinrichtung auf, welche den Strom, mit dem die Elektroden beaufschlagt werden, glättet.In a further advantageous embodiment, the device also has a smoothing device which smoothes the current with which the electrodes are applied.

Die Erfindung schlägt daher insbesondere vor, dass eine etwaige Schwingung der zu verschweißenden Bauteile berücksichtigt und/oder bestimmt wird, und der Schweißvorgang erst gestartet wird, wenn ein gewisses Schwingungsniveau erreicht ist, und/oder wenn die Eigenschwingungen der jeweiligen Bauteile soweit abgeklungen sind, dass der Schweißprozess zufriedenstellend durchgeführt werden kann. Damit ist es möglich, die im Folgenden als Vorhaltezeit bestimmte Zeitspanne an die tatsächlichen Gegebenheiten anzupassen.The invention therefore proposes in particular that any vibration of the components to be welded is taken into account and / or determined, and the welding process is only started when a certain level of vibration has been reached and / or when the natural vibrations of the respective components have decayed to such an extent that the welding process can be carried out satisfactorily. This makes it possible to adapt the time period specified below as the retention time to the actual circumstances.

In der Praxis kann es vorkommen, dass in vielen Fällen der Werker nicht erkennt, dass die Vorhaltezeit verlängert werden sollte. Andererseits kann es in vielen Fällen auch sein, dass die voreingestellte Vorhaltezeit im Stand der Technik zu lange ist und auf diese Weise die Produktion unnötig verzögert wird.In practice, it can happen that in many cases the worker does not recognize that the retention time should be extended. On the other hand, in many cases it can also be the case that the preset retention time in the prior art is too long and in this way production is unnecessarily delayed.

Falls also beispielweise die Werkstücke länger als erwartet nachschwingen, kann entsprechend und insbesondere automatisch die Vorhaltezeit verlängert werden. Auch kann die Vorhaltezeit verkürzt werden, wenn die beiden und/oder das bearbeitende Bauteil hinreichend ausgeschwungen hat.If, for example, the workpieces swing longer than expected, the lead time can be extended accordingly and in particular automatically. The lead time can also be reduced if the two and / or the machining component has sufficiently swung out.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Schwingung des Werkstücks/der Werkstücke bei jedem einzelnen Schweißvorgang gemessen. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Schwingungen lediglich teilweise und/oder stichprobenartig gemessen werden, und anschließend ein Schweißvorgang mit einmal festgelegten Parametern durchführt wird, was insbesondere dann sinnvoll sein kann, wenn gleichgeartete Produkte verschweißt werden sollen.In a further advantageous embodiment, the vibration of the workpiece / the workpieces is measured with each individual welding process. However, it would also be possible for the vibrations to be measured only partially and / or on a random basis, and then for a welding process to be carried out with parameters that have been defined once, which can be particularly useful if products of the same type are to be welded.

Damit ist es wie gesagt möglich, im Bedarfsfall die Vorhaltezeit auch individuell zu verlängern oder zu verkürzen.As mentioned, this makes it possible to individually extend or shorten the retention time if necessary.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den elektrischen Strom in Abhängigkeit von einem von der Erfassungseinrichtung ausgegebenen Signal zu steuern. Dabei ist beispielsweise eine Steuerung in Abhängigkeit von dem Weg einer der beiden Elektroden denkbar oder auch eine Steuerung in unterschiedlichen Zeitabständen.In a further advantageous embodiment, the control device is suitable and intended to control the electrical current as a function of a signal output by the detection device. For example, control depending on the path of one of the two electrodes is conceivable, or control at different time intervals.

Dadurch ist es auch möglich, dass während der Vorhaltezeit eine Elektrode, beispielsweise eine Oberelektrode, auf eine Blechoberfläche bewegt wird. Dabei ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung auch einen Kraftanstieg steuert, insbesondere über eine Kraftanstiegszeit bis zum Einschalten des Schweißstroms. Auch der eigentliche Schweißstrom kann durch die Steuerungseinrichtung gesteuert werden, was auch über eine vorgegebene Zeitspanne, etwa die Schweißstromzeit, möglich ist. So ist es beispielsweise möglich, dass die Strombeaufschlagung in zwei Stromstößen oder mehreren Stromstößen erfolgt, zwischen denen während einer Pausenzeit der Strom kurz abgeschaltet oder reduziert wird.This also makes it possible for an electrode, for example an upper electrode, to be moved onto a sheet metal surface during the lead time. It is possible that the control device also controls an increase in force, in particular over an increase in force until the welding current is switched on. The actual welding current can also be controlled by the control device, which is also possible over a predetermined period of time, for example the welding current time. For example, it is possible for the current to be applied in two current surges or several current surges, between which the current is briefly switched off or reduced during a pause.

Die Erfassungseinrichtung kann damit ein Signal ausgeben, welches dafür charakteristisch ist, wie die zu bearbeitenden Bauteile noch schwingen. Sobald die Schwingung unter einen vorgegebenen Wert abgesunken ist, kann der Schweißstrom angeschaltet werden.The detection device can thus output a signal which is characteristic of how the components to be machined still vibrate. As soon as the vibration has dropped below a specified value, the welding current can be switched on.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Schweißelektrode gegenüber der zweiten Schweißelektrode bewegbar. Dabei ist es möglich und bevorzugt, dass die beiden Schweißelektroden die zu bearbeitenden oder zu verschweißenden Werkstücke zwischen sich aufnehmen, wie an sich im Stand der Technik bekannt. Bevorzugt ist eine Schweißelektrode oberhalb der anderen Schweißelektrode angeordnet.In a further advantageous embodiment, the first welding electrode can be moved relative to the second welding electrode. It is possible and preferred that the two welding electrodes hold the workpieces to be machined or welded between them, as is known per se in the prior art. A welding electrode is preferably arranged above the other welding electrode.

Bevorzugt wird zur Durchführung eines Schweißvorgangs zunächst eine erste Elektrode auf das bzw. die Werkstücke zugestellt und anschließend die zweite Elektrode. Dabei ist es möglich, dass die beiden Schweißelektroden unterschiedliche Wege zurücklegen, um an die jeweiligen Werkstücke zu gelangen.To carry out a welding process, a first electrode is preferably fed onto the workpiece (s) and then the second electrode. It is possible that the two welding electrodes travel different paths to get to the respective workpieces.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine Schweißelektrode an einem Träger angeordnet und die Erfassungseinrichtung erfasst eine Schwingung dieses Trägers und/oder eine Schwingung wenigstens eines Werkstücks gegenüber dem Träger. Hierbei wird davon ausgegangen, dass das zu bearbeitende Werkstück an dieser Elektrode bereits anliegt und seine Schwingung auf diese Elektrode übertragen wird.In a further advantageous embodiment, at least one welding electrode is arranged on a carrier and the detection device detects a vibration of this carrier and / or a vibration of at least one workpiece relative to the carrier. It is assumed that the workpiece to be machined is already in contact with this electrode and that its vibration is being transmitted to this electrode.

Die Sensoreinrichtung erfasst in diesem Falle bevorzugt nicht unmittelbar die Schwingung des Werkstücks, sondern insbesondere die Schwingung derjenigen Elektrode, die an diesem Werkstück anliegt. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist auch die andere Schweißelektrode an einem Träger angeordnet.In this case, the sensor device preferably does not directly detect the vibration of the workpiece, but in particular the vibration of the electrode that is in contact with this workpiece. In a further advantageous embodiment, the other welding electrode is also arranged on a carrier.

Diese beiden Träger können dabei aufeinander zugestellt werden. Bei dieser Zustellbewegung kann es sich insbesondere um eine zangenartige Bewegung handeln, mit der die Elektroden das zu bearbeitende Werkstück in der Art einer Zange greifen.These two carriers can be moved towards each other. This feed movement can in particular be a tong-like movement with which the electrodes grip the workpiece to be machined in the manner of a pair of pliers.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform setzt sich das zu bearbeitende Werkstück aus zwei Teilen zusammen, die aneinandergeschweißt werden.In a further advantageous embodiment, the workpiece to be machined is composed of two parts that are welded together.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steuert die Steuerungseinrichtung auch einen zeitlichen Verlauf des elektrischen Stroms.In a further advantageous embodiment, the control device also controls a time profile of the electrical current.

Besonders bevorzugt ist die Erfassungseinrichtung aus einer Gruppe von Erfassungseinrichtungen ausgewählt, welche optische Erfassungseinrichtungen, Wegmesssensoreinrichtungen, Beschleunigungssensoreinrichtungen oder dergleichen enthält.The detection device is particularly preferably selected from a group of detection devices which contains optical detection devices, displacement measurement sensor devices, acceleration sensor devices or the like.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Erfassungseinrichtung um eine berührungslos arbeitende Erfassungseinrichtung. Beispielsweise könnte die Erfassungseinrichtung eine Strahlungseinrichtung wie einen Laser aufweisen, der Strahlung auf das Werkstück einstrahlt und mittels einer Detektoreinrichtung die von dem Werkstück reflektierte Strahlung erfasst. Anhand der Reflexion kann auf eine Schwingung des Werkstücks geschlossen werden.The detection device is particularly preferably a non-contact detection device. For example, the detection device could have a radiation device, such as a laser, which irradiates radiation onto the workpiece and detects the radiation reflected from the workpiece by means of a detector device. The reflection can be used to conclude that the workpiece is vibrating.

Auch wäre es möglich, dass die Erfassungseinrichtung eine Wegstreckenmesseinrichtung aufweist, welche beispielsweise die Entfernung zwischen einem Abschnitt wenigstens eines Werkstücks und einem Abschnitt des Trägers, an dem die Elektrode angeordnet ist, bestimmt, um aus der Änderung dieser Entfernung auf eine Schwingung des Bauteils zu schlie-ßen.It would also be possible for the detection device to have a distance measuring device which, for example, determines the distance between a section of at least one workpiece and a section of the carrier on which the electrode is arranged, in order to infer a vibration of the component from the change in this distance -out.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung eine Beschleunigungsmesseinrichtung auf, welche Beschleunigungen wenigstens eines Trägers, an dem eine der Elektroden angeordnet ist, erfasst.In a further preferred embodiment, the detection device has an acceleration measuring device which detects accelerations of at least one carrier on which one of the electrodes is arranged.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vergleichseinrichtung auf, welche wenigstens einen Messwert, der für von der Erfassungseinrichtung erfasste mechanische Schwingungen charakteristisch ist, mit einem Vergleichswert vergleicht. So ist es denkbar, dass ein Vergleichswert bzw. Referenzwert definiert wird, der ein noch akzeptables Maß an Schwingungen festlegt. Sobald die tatsächlichen Schwingungen unterhalb dieses Niveaus abgesunken sind, kann der Schweißstrom aktiviert werden.In a further advantageous embodiment, the device has a comparison device which compares at least one measured value, which is characteristic of mechanical vibrations detected by the detection device, with a comparison value. It is therefore conceivable that a comparison value or reference value is defined which defines an acceptable level of vibrations. As soon as the actual vibrations have dropped below this level, the welding current can be activated.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Steuerungseinrichtung eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe einer maximalen Zeitspanne auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Maximalzeit für die Vorhaltezeit handeln. Nach dieser Zeit wird bevorzugt spätestens der Schweißvorgang aktiviert.In a further advantageous embodiment, the control device has an input device for inputting a maximum time period. This can be a maximum time for the lead time, for example. After this time, the welding process is preferably activated at the latest.

Daneben kann über die Eingabeeinrichtung auch eine Minimalzeit vorgegeben werden, d. h. eine Zeit, vor deren Ablauf nicht mit dem Schweißvorgang begonnen wird.In addition, a minimum time can also be specified via the input device. H. a time before the welding process is not started.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Bewegen wenigstens einer Elektrode gegenüber dem Werkstück oder wenigstens einem der Werkstücke auf. Diese Antriebseinrichtung ist bevorzugt aus einer Gruppe von Antriebseinrichtungen ausgewählt, welche pneumatische Antriebe, elektromotorische Antriebe, hydraulische Antriebe und dergleichen enthält.In a further advantageous embodiment, the device has a drive device for moving at least one electrode relative to the workpiece or at least one of the workpieces. This drive device is preferably selected from a group of drive devices which contains pneumatic drives, electromotive drives, hydraulic drives and the like.

Besonders bevorzug handelt es sich bei der Antriebseinrichtung um eine pneumatische Antriebseinrichtung.The drive device is particularly preferably a pneumatic drive device.

Bevorzugt ist diese Antriebseinrichtung auch dazu geeignet und bestimmt, zwischen den Elektroden und/oder zwischen den Elektroden und dem Werkstück eine Anpresskraft zu erzeugen und insbesondere die oben erwähnte Anpresskraft, die größer ist als 1 kN, bevorzugt größer als 2 kN und besonders bevorzugt größer als 2,5 kN. Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung auch dazu geeignet und bestimmt, diese besagte Kraft zwischen den Elektroden über einen vorgegebenen Zeitraum und insbesondere zumindest über den Zeitraum des Schweißvorgangs hinweg zu halten.This drive device is preferably also suitable and intended to generate a contact pressure between the electrodes and / or between the electrodes and the workpiece, and in particular the contact pressure mentioned above, which is greater than 1 kN, preferably greater than 2 kN and particularly preferably greater than 2.5 kN. The drive device is preferably also suitable and intended to keep said force between the electrodes over a predetermined period of time and in particular at least over the period of the welding process.

Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung auch eine zweite Antriebseinrichtung auf, um auch die andere Elektrode gegenüber dem Werkstück oder wenigstens einem der Werkstücke zu bewegen. Dabei ist es möglich, dass die oben genannte erste Antriebseinrichtung und die zweite Antriebseinrichtung miteinander gekoppelt sind.The device particularly preferably also has a second drive device in order to also move the other electrode relative to the workpiece or at least one of the workpieces. It is possible for the above-mentioned first drive device and the second drive device to be coupled to one another.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Schweißen von Werkstücken und insbesondere zum Zusammenschweißen von zwei Werkstücken gerichtet, wobei wenigstens eine erste Elektrode und wenigstens eine zweite Elektrode an das zu schweißende Werkstück angelegt wird und das wenigstens eine Werkstück über diese wenigstens erste und zweite Elektrode mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird. The present invention is further directed to a method for welding workpieces and in particular for welding two workpieces together, wherein at least one first electrode and at least one second electrode are applied to the workpiece to be welded and the at least one workpiece via these at least first and second electrodes is supplied with an electric current.

Erfindungsgemäß wird mittels einer Erfassungseinrichtung eine mechanische Schwingung des Werkstücks wenigstens mittelbar erfasst.According to the invention, a mechanical vibration of the workpiece is at least indirectly detected by means of a detection device.

Bei einem anderen bevorzugten Verfahren wird alternativ oder zusätzlich eine Vorhaltezeit, nach der ein Schweißstrom zum Schweißen der Werkstücke aktiviert wird, in Abhängigkeit von wenigstens einer physikalischen Größe, welche für den Bearbeitungsvorgang relevant ist, verändert. In dieser weiteren Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, dass die Vorhaltezeit nicht standardmäßig vorgegeben wird, sondern prozessabhängig angepasst wird.In another preferred method, alternatively or additionally, a lead time after which a welding current is activated for welding the workpieces is changed as a function of at least one physical variable that is relevant for the machining process. In this further embodiment, it is therefore proposed that the retention time is not specified by default, but is adjusted depending on the process.

Weiterhin ist es auch möglich, dass die genannten Vorgehensweisen miteinander kombiniert werden, also sowohl eine mechanische Schwingung erfasst wird als auch eine Vorhaltezeit angepasst wird.Furthermore, it is also possible for the above-mentioned procedures to be combined with one another, that is to say both a mechanical vibration is recorded and a lead time is adjusted.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird insbesondere die Vorhaltezeit geregelt, d. h. diejenige Zeit, nach der ein Schweißvorgang und/oder ein Schweißstrom nach dem Zustellen der Elektroden an das Werkstück aktiviert wird.In a further preferred method, in particular the retention time is regulated, i. H. the time after which a welding process and / or a welding current is activated after the electrodes have been delivered to the workpiece.

Besonders bevorzugt wird ein Schweißstrom angestellt bzw. aktiviert, sobald eine mechanische Schwingung des Werkstücks und/oder eines weiteren Elements der Schweißvorrichtung unter ein bestimmtes Maß gefallen ist. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird wenigstens eine Elektrode durch einen pneumatischen Antrieb zugestellt. Besonders bevorzugt werden beide Elektroden zugestellt.A welding current is particularly preferably started or activated as soon as a mechanical vibration of the workpiece and / or another element of the welding device has fallen below a certain level. In a further preferred method, at least one electrode is delivered by a pneumatic drive. Both electrodes are particularly preferably delivered.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren handelt es sich bei dem Werkstück um wenigstens ein Blech und besonders bevorzugt um wenigstens zwei Bleche. Besonders bevorzugt werden diese beiden Bleche zangenartig gegriffen.In a further preferred method, the workpiece is at least one sheet and particularly preferably at least two sheets. These two sheets are particularly preferably gripped like pliers.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Schwingungen gemessen, die durch das Blech auf die Elektroden oder auf die die Elektroden haltenden Träger übertragen werden.In a further preferred method, the vibrations are measured, which are transmitted through the sheet to the electrodes or to the supports holding the electrodes.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Schwingungen des oder der Werkstücke berührungslos gemessen.In a further preferred method, the vibrations of the workpiece or workpieces are measured without contact.

Bei einem weiteren bevorzugen Verfahren werden die beiden Werkstücke zumindest zeitweise während des Schweißvorgangs aneinander gepresst.In a further preferred method, the two workpieces are pressed against one another at least temporarily during the welding process.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung.Further advantages and embodiments result from the attached drawing.

Darin zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung

It shows:

1 is a schematic representation of a device according to the invention

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1. Diese weist eine erste Schweißelektrode 2 und eine zweite Schweißelektrode 4 auf. Diese beiden Schweißelektroden sind dabei hier in einer vertikalen Richtung V bewegbar und damit auf die beiden miteinander zu verschweißenden Werkstücke 10a und 10b zustellbar. 1 shows a schematic representation of a welding device according to the invention 1 . This has a first welding electrode 2nd and a second welding electrode 4th on. These two welding electrodes are here in a vertical direction V movable and thus on the two workpieces to be welded together 10a and 10b deliverable.

Zur Durchführung des Schweißvorgangs werden zunächst die beiden Elektroden 2 und 4 auf das Werkstück zugestellt und kontaktieren dieses. Anschließend können diese beiden Schweißelektroden 2, 4 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt werden, um die beiden Werkstücke 10a und 10b miteinander zu verschweißen. Bei den beiden Werkstücken 10a und 10b kann es sich beispielsweise um Bleche, insbesondere Stahlbleche, handeln.To carry out the welding process, the two electrodes are first 2nd and 4th delivered to the workpiece and contact it. You can then use these two welding electrodes 2nd , 4th an electrical current is applied to the two workpieces 10a and 10b to weld together. With the two workpieces 10a and 10b can be, for example, sheets, in particular steel sheets.

Die Bezugszeichen 12 und 14 kennzeichnen jeweils Träger, an denen die beiden Elektroden 2 und 4 angeordnet sind. Bei einer Zustellung der Elektroden 2 und 4 kommt es zu einem Schwingen der Werkstücke 10a und 10b.The reference numbers 12 and 14 identify each carrier on which the two electrodes 2nd and 4th are arranged. When the electrodes are delivered 2nd and 4th the workpieces vibrate 10a and 10b .

Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet schematisch eine Antriebseinrichtung, welche die Bewegung der ersten Elektrode 2 in Richtung der Werkstücke 10a, 10b bewirkt. Diese Antriebseinrichtung bewirkt auch, dass durch die Elektroden eine Kraft auf die Werkstücke 10a, 10b ausgeübt wird. Daneben kann eine zweite Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) zum Bewegen der zweiten Elektrode 4 vorgesehen sein.The reference number 16 schematically identifies a drive device which detects the movement of the first electrode 2nd towards the workpieces 10a , 10b causes. This drive device also causes a force on the workpieces through the electrodes 10a , 10b is exercised. In addition, a second drive device (not shown) for moving the second electrode 4th be provided.

Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine Erfassungseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Bewegung und insbesondere ein Schwingen eines der beiden Werkstücke zu erfassen. Diese Erfassungseinrichtung kann dabei eine Strahlungseinrichtung 82, wie etwa einen Laser, aufweisen, der Strahlung S1 auf das Werkstück 10a einstrahlt.The reference number 8th characterizes a detection device which is suitable and intended to detect a movement and in particular a vibration of one of the two workpieces. This detection device can be a radiation device 82 , such as a laser, of radiation S1 on the workpiece 10a shines in.

Das Bezugszeichen 84 kennzeichnet eine Sensoreinrichtung, welche den von dem Werkstück reflektierten Strahl S2 erfasst. Diese Sensoreinrichtung kann dabei eine Bildaufnahmeeinrichtung aufweisen, welche eine ortsaufgelöste Aufnahme der auf sie auftreffenden Strahlung erlaubt. Anhand der Position des auf die Sensoreinrichtung auftreffenden Strahls S2 und insbesondere einer Änderung dieser Position kann auf ein Schwingungsverhalten des Werkstücks 10a geschlossen werden.The reference number 84 identifies a sensor device which the beam reflected from the workpiece S2 detected. This sensor device can have an image recording device which allows a spatially resolved recording of the radiation impinging on it. Based on the position of the beam striking the sensor device S2 and in particular a change in this position can affect a vibration behavior of the workpiece 10a getting closed.

Es wäre jedoch auch möglich, dass es sich bei der Erfassungseinrichtung 8 um einen Beschleunigungssensor handelt, der Bewegungen erfasst, die von dem schwingenden Werkstück auf den Träger 12 und damit auch auf die Erfassungseinrichtung 8 übertragen werden.However, it would also be possible for the detection device 8th is an acceleration sensor that detects movements from the vibrating workpiece to the carrier 12 and thus also on the detection device 8th be transmitted.

Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Elektroden 2 und 4 selbst als Erfassungseinrichtung wirken, etwa indem ein Teststrom zwischen den Elektroden verwendet wird und ein Verhalten des elektrischen Widerstands der zwischen den Elektroden befindlichen Werkstücke 10a, 10b gemessen wird.However, it would also be conceivable that the electrodes 2nd and 4th themselves act as a detection device, for example by using a test current between the electrodes and a behavior of the electrical resistance of the workpieces located between the electrodes 10a , 10b is measured.

Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet eine Steuerungseinrichtung, welche insbesondere dazu dient, den Schweißstrom, der an die Werkstücke angelegt wird, zu steuern. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 22 auf eine Vergleichseinrichtung, welche einen von der Erfassungseinrichtung ausgegebenen Wert, insbesondere einen Wert, der für eine Schwingung der Werkstücke 10a, 10b charakteristisch ist, mit einem Referenzwert vergleicht. Auf Basis dieses Vergleichs wird ein Schweißstrom aktiviert und/oder die Vorhaltezeit bestimmtThe reference number 20th identifies a control device, which serves in particular to control the welding current that is applied to the workpieces. The reference number refers 22 to a comparison device which has a value output by the detection device, in particular a value which is indicative of an oscillation of the workpieces 10a , 10b is characteristic, compared with a reference value. Based on this comparison, a welding current is activated and / or the lead time is determined

Das Bezugszeichen 24 kennzeichnet eine Eingabeeinrichtung, über welche der Benutzer zusätzlich eine Vorhaltezeit und/oder einen Minimalwert und/oder einen Maximalwert für die Vorhaltezeit eingeben kann. Auf diese Weise kann unabhängig von dem Verhalten der Erfassungseinrichtung 8 festgelegt werden, dass der Schweißvorgang innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters aktiviert wird.The reference number 24th identifies an input device via which the user can additionally enter a retention time and / or a minimum value and / or a maximum value for the retention time. In this way, regardless of the behavior of the detection device 8th be determined that the welding process is activated within a predetermined time window.

Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den der Figur auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.The applicant reserves the right to claim all of the features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided that they are new to the prior art, individually or in combination. It is also pointed out that features which may be advantageous in themselves were also described in the figure. The person skilled in the art immediately recognizes that a certain feature described in a figure can be advantageous even without the adoption of further features from this figure. The person skilled in the art also recognizes that advantages can also result from a combination of several features shown in individual figures.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: SchweißvorrichtungWelding device
22nd: erste Elektrodefirst electrode
44th: zweite Elektrodesecond electrode
88th: ErfassungseinrichtungDetection device
10a, 10b10a, 10b: WerkstückeWorkpieces
1212: Trägercarrier
1414: Trägercarrier
1616: AntriebseinrichtungDrive device
2020th: SteuerungseinrichtungControl device
2222: VergleichseinrichtungComparison device
2424th: EingabeeinrichtungInput device
8282: StrahlungseinrichtungRadiation device
8484: Sensoreinrichtung Sensor device
VV: ZustellrichtungInfeed direction
S1S1: eingehende Strahlungincoming radiation
S2S2: reflektierte Strahlungreflected radiation

Claims

Device (1) for welding and in particular for resistance welding of workpieces (10a, 10b), with a first welding electrode (2) which can be applied to at least one workpiece (10a, 10b) and with a second welding electrode (4) which can be applied to at least a workpiece (10a, 10b) can be applied, an electrical current being able to be applied to at least one workpiece (10a, 10b) via the first welding electrode (2) and the second welding electrode (4) and with a control device (20) which controls the controls the electrical current applied to the workpieces (10a, 10b), characterized in that the device (1) has a detection device (8) which is suitable and intended for movement and in particular mechanical vibration of the workpiece (10) or at least one Elements of the device (1) to be detected.

Device (1) after Claim 1 , characterized in that the control device (20) is suitable and intended to control the electrical current as a function of a signal output by the detection device (8).

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first welding electrode (2) is movable relative to the second welding electrode (4).

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one welding electrode (2, 4) is arranged on a carrier (12, 14) and the detection device (8) vibrates this carrier (12, 14) and / or a vibration of at least one workpiece (10a, 10b) relative to the carrier (12, 14) is detected.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control device (20) controls a temporal course of the electrical current.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (8) is selected from a group of detection devices which contains optical detection devices, distance measuring devices, acceleration measuring devices and the like.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device (1) has a comparison device (22) which compares at least one measured value which is characteristic of mechanical vibrations detected by the detection device (8) with a comparison value .

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control device (20) has an input device (24) for inputting a time period.

Device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device has a drive device (16) for moving at least one electrode (2, 4) relative to the workpiece (10a, 10b) and this drive device (16) preferably consists of a Group of drive devices is selected, which has pneumatic drives, electromotive drives, hydraulic drives and the like.

Method for welding workpieces and in particular for welding two workpieces (10a, 10b) together, at least one first electrode (2) and at least one second electrode (4) being applied to the workpiece (10a, 10b) to be welded, and the at least one Workpiece (10a, 10b) is subjected to an electrical current via these at least first and second electrodes (2, 4), characterized in that movement and in particular mechanical oscillation of at least one workpiece (10a, 10b) by means of a detection device (8) is recorded at least indirectly.