DE1765798A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abbrennschweissen - Google Patents

Description

The American Welding & Gzb/A

Manufacturing Comp.

Verfahren und Vorrichtung zum Abbrennschweißen

Die Erfindung befaßt sich mit dem Abbrennschweißen und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der gegenseitigen Bewegung von Aufspanntischen, auf denen Werkstücke aufgespannt sind, die im Abbrennschweißverfahren miteinander verbunden werden sollen.

Beim Abbrennschweißen werden zwei miteinander zu verschweißende Werkstücke zusammengebracht, während an die Werkstücke eine Schweißspannung angelegt ist, so daß bei gegenseitiger Berührung der Werkstücke eine Abbrennschweißung an den Stoßflächen der Werkstücke ausgebildet wird. Beim Abbrennschweißen sind vier Hauptschritte zu unterscheiden. Während des ersten dieser Schritte, der einem Vor-Abbrennabschnitt des Schweißspiels entspricht, werden die Kanten der beiden zu verschweißenden Werkstücke geglättet. Dies erfolgt dadurch, daß diese beiden Kanten dicht zusammengebracht werden und zwischen die beiden Werkstücke •ine Spannung angelegt wird, so daß ein Lichtbogen gebildet wird, Vorsprünge und zackige Teile der Kanten werden durch diesen Vor-Abbrennvorgang weggebrannt

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Bei dem zweiten Hauptschritt des Abbrennschweißens, der einem Vorwärmabschnitt des Schweißspiels entspricht, werden die beiden Werkstücke auf eine für den -Schweißvorgang geeignete Temperatur erwärmt. Dies erfolgt, wenn die Werkstücke dichter aneinander gebracht werden, als dies bei dem vorhergehenden Vor-Abbrennen der Fall ist.

Der dritte Schritt des Abbrennschweißens, der einem Abbrennabschnitt des Schweißspiels entspricht, erfolgt, nachdem die beiden Werkstücke auf die für das Schweißen geeignete Temperatur gebracht sind. Bei diesem dritten Schritt werden die beiden Werkstücke mit einer vorbestimmten, veränderbaren Geschwindigkeit aufeinander zu bewegt, bis die beiden Stoßkanten der Werkstücke einander praktisch berühren.

Nachdem der dritte oder Abbrennabschnitt des Schweißvorganges abgeschlossen ist, wird die Schweißung selbst dadurch fertiggestellt, daß die beiden St anten der Werkstücke mit einer vorbestimmten Kraft zusammengedrückt wenden, wodurch das Verschweißen erfolgt. Dieser vierte und abschließende Schritt wird als Stauchen bezeichnet und erfolgt ohne Zwangssteuerung, was die gegenseitige Annäherung der Werkstücke anbelangt.

Es wurde ferner gefunden, daß die Güte der beim Abbrennschweißen erhaltenen Schweißung weitgehend von dem Verlauf der Bewegung der beiden Werkstücke während der drei ersten Stufen oder Abschnitte des Schweißspiels abhängt. Erfolgt diese Bewegung in ungeeigneter

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Weise, werden keine zufriedenstellenden Schweißergebnisse erzielt. Wird die Bewegung nicht in engen Grenzen zwangsgesteuert, werden außerdem keine vorausbestimmbaren Schweißungen erhalten.

Werden die Werkstücke während des Vor-Abbrennabschnittes des Schweißspiels einander mit einer ungeeigneten Geschwindigkeit genähert, können auf den einander zugewandten Werkstückflächen Erhöhungen oder Vertiefungen stehen bleiben. In ähnlicher Weise kann eine ungeeignete Steuerung während des Vorwärmeabschnittes dazu führen, daß die Werkstücke nicht die richtige Temperatur für den Abbrennvorgang erreichen. Werden die Werkstücke während des Abbrennabschnittes des Schweißspiels zu rasch aufeinander zu gefahren, kann es längs der Werkstückkanten zu einem vorzeitigen Festschweißen oder Ankleben kommen. Werden die Werkstücke umgekehrt einander zu langsam genähert, oder erfolgt der Stauchabschnitt des Schweißspiels nicht im richtigen Zeitpunkt, kann es dazu kommen, daß innerhalb der Schweißung eine Schicht aus oxydiertem Metall auftritt, wodurch, die Schweißung praktisch unbrauchbar wird.

Mit Rücksicht auf diese Faktoren ist es in hohem Maße erwünscht, daß der Ablauf der Relativbewegung zwischen den Aufspanntischen, die die Werkstücke festhalten, in engen Grenzen vorgegeben wird, so daß bei einer Folge von ähnlichen Werkstücken vorausbestimmbare Schweißungen erhalten werden.

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Es ist grundsätzlich möglich, die Relativbewegung der die Werk« stücke tragenden Aufspanntische während der verschiedenen Schritte des Abbrennschweißvorgangs unter Verwendung von Spannungen zu steuern, die von elektronischen Analog-Funktionsgeneratoren erhalten werden. Diese Spannungen können benutzt werden, um verschiedene Arten von Stellgliedern zur gegenseitigen Bewegung der Aufspanntische zu steuern. Beispielsweise können si· ein hydraulisches Antriebssystem steuern, um die Menge des Druckmittels zu ändern, das durch Servoventile hindurchströmt, die die Stellung eines bewegbaren Aufspanntisches vorgeben. Auf diese Weise können die von den analogen Funktionsgeneratoren abgeleiteten Spannungen de η Aufspanntisch entsprechend einem vorbestimmten Wegeverlauf bewegen. Der bewegbare Aufspanntisch gibt Rückführungsspannungen ab, die für die Ist-Stellung des Aufspanntisches kennzeichnend sind; diese Spannungen werden mit den willkürlichen Spannungen der Funktionsgeneratoren mittels eines Servosysteras verglichen, um den bewegbaren Aufspanntisch entsprechend den Ausgangsspanungen der Funktionsgeneratoren einzustellen.

Bei einem vorgeschlagenen System dieser Art werden mehrere Funktionsgeneratoren benutzt, um den bewegbaren Aufspanntisch entsprechend einer von mehreren parabolischen Funktionen einzustellen. Ein digitaler Zähler ist vorgesehen, um eine Umschaltung von einem nuf einen anderen Funktionsgenerator zu ermöglichen, wenn sich dor bewegbare Aufspanntisch während der verschiedenen Abschnitte des Schweißspiels in Richtung auf den feststehenden Auf stimmt i sch bewegt. Dabei wird jedoch ein anlog arbeiten-

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des Servosystem benutzt, um die Ist-Stellung des bewegbaren Aufspanntisches mit der Soll-Stellung zu vergleichen, die durch . das Ausgangssignal einer der Funktionsgeneratoren vorgegeben wird.

Bei einem derartigen System, das mit einer Stellungsrückmeldung und einem Servosystem zur richtigen gegenseitigen Einstellung der Aufspanntische arbeitet, können auf das Servosystem zurückzuführende Fehler eintreten. Außerdem wurde festgestellt, daß M beim Schweißen bestimmter Metallarten die tatsächlichen Refetivstellungen der Aufspanntische bei weitem nicht so wichtig wie der Spannungsabfall sind, der zwischen den beiden Werkstücken auftritt. Dies gilt insbesondere während der Vor-Abbrenn- und Vorwärmabschnitte des Schweißspiels. Es wurde gefunden, daß der Spannungsabfall zwischen den beiden Werkstücken noch am genauesten Aufschluß über den Glättungsgrad der Stoßflächen der Werkstücke (Fehlen von Vertiefungen und Vorsprüngen) und über den richtigen Abstand der Werkstücke während des Vorwärmvorganges gibt.

Der Erfindung liegt dementsprechend insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abbrennschweis- sen zu schaffen, die nicht von einem Vergleich der relativen Ist-Stellungen der Aufspanntische mit relativen Soll-Stellungen dor Aufspanntische während des Schweißvorganges abhängen. Es sollen ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum AbbrennschweiSens geschrffen werden, bei denen die Verwendung eines Servosystems zur Steuerung der gegenseitigen Lage der Aufspann-

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tische während eines Schweißspieles vermieden ist. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, bei denen der Spannungsabfall an den Werkstücken das Maß der gegenseitigen Relativbewegung der Werkstücke während eines wesentlichen Teiles des Schweißspieles vorgibt.

Erfindungsgemäß wird zunächst ein Stellungsrtickinelde-Servosystem für eine kurze Zeitspanne vor dem Aufspannen der Werkstücke auf die Aufspanntische und vor dem Einleiten eines Schweißvorganges benutzt. Dies geschieht, um die Schaltungsanordnung auf einen Anfangszustand einzustellen, der für die Einleitung des selbsttätigen Arbeitsvorganges geeignet ist.

Nachdem die Aufspanntische zunächst auf maximalen Abstand auseinandergefahren sind, werden die Werkstücke mittels Spannbacken festgeklemmt, die auf den Aufspanntischen befestigt sind; die einen Abbrennschweißvorgang einschließende Schrittfolge wird eingeleitet. Es wird ein kons antes Bezugssignal vorgegeben, das während eines Vor-Abbrennabschnittes des Schweißspiels die Bewegung des bewegbaren Aufspanntisches in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit zu regeln sucht. Das erste, konstante Bezugssignal wird jedoch mittels eines Rückführungssignals modifiziert, das dem Spannungsabfall zwischen den beiden von den Aufspanntischen getragenen Werkstücken proportional ist. Die Bewegung des bewegbaren

Werkstückes in Richtung auf das feststehende Werkstück wird ver-

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langsamt, wenn.der Spannungsabfall an den Werkstücken abnimmt. Sobald sich das bewegbare Werkstück um eine vorbestimmte Strecke in Richtung auf das feststehende Werkstück bewegt hat, die mittels eines voreingestellten digitalen Zählers vorgegeben wird, wird der Vor-Abbrennabschnitt des Schweißspieles abgeschlossen und wird ein Vorwärraabschnitt des Schweißspiels eingeleitet.

Während des Vorwärmabschnittes des Schweißspieles sucht eine zweite konstante Bezugsspannung die beiden Werkstücke aufeinander zuzubewegen. Diese zweite Bezugsspannung wird ebenfalls mittels der Rückführungsspannung modifiziert, die proportional dem Spannungsabfall zwischen den beiden Werkstücken ist. Wenn eine Soll-Stellung für den Vorwärmabschnitt des Schweißspiels erreicht ist, wird die Relativbewegung der Werkstücke im wesentlichen unterbrochen; während des verbleibenden Teils des Vorwärmabschnittes des Schweißspiels bewegt sich das bewegbare Werkstück um diese Stellung hin und her. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne, die den Vorwärmabschnitt des Schweißspiels vorgibt, wird der dritte Schritt oder der Abbrennabschnitt des Schweißspiels eingeleitet.

Während des dritten Schrittes oder der Abbrennzeitdauer wird die Bewegung des bewegbaren Werkstückes in Richtung nuf das feststehende Werkstück mittels des Ausganjrssignals eines Funktionsgenerators gesteuert, das eine dritte Bezugsspannunrf bildet. Das System benutzt keine konstante Bezur^pr-nnung; außer-

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dem ist kein Stellungsrückmelde- oder SpannungsrUckmeldesystem vorgesehen. Nachdem sich das bewegbare Werkstück um eine vorbestimmte Strecke verschoben hat, die von dem digitalen Zähler gemessen wird, wird der Abbrennabschnitt des Sctapüßspiels abgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Stoßkanten der beiden zu verschweißenden Werkstücke im wesentlichen in Kontakt miteinander.

Der vierte Schritt oder der Stauchabschnitt des Schweißspiels wird dadurch eingeleitet, daß der digitale Zähler einen vorbestimmten Zählwert erreicht; in diesem Zeitpunkt wird der Funktionsgenerator von der Bewegungssteuerschaltung abgetrennt. Zwischen den beiden Werkstücken*wird dann eine vorbestimmte Kraft ausgeübt, um die Werkstücke zusammenzudrücken und das Metall zwecks Fertigstellung der Schweißung zu stauchen. Während dieser vierten Stufe des Schweißspiels ist die Relativbewegung der beiden Werkstücke nicht gesteuert; sie ergibt sich nur aus dem Stauchen aufgrund der vorbestimmten Kraft, die das bewegbare Werkstück auf das feststehende Werkstück ausübt.

Nachdem der Stauchabschnitt des Schweißspiels abgeschlossen ist, wird das Werkstück auf dem bewegbaren Aufspanntisch ausgespannt und werden die Aufspanntische auseinanderbewegt. Die Werkstücke können dann aus den sie haltenden Spannbacken herausgenommen werden. Nachdem die Aufspanntische unter dem Einfluß des Stellungsrüekmelde-Servosystems wieder in Ausgangsstellung gebracht sind, knnn oin neues Schweißspiel eingeleitet werden.

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Es ist festzuhalten, daß die beiden ersten Abschnitte des Schweißspiels zu einem Abschnitt zusammengefaßt werden können oder daß der eine oder der andere Abschnitt weggelassen werden kann. Beispielsweise ist unter Umständen ein Vor-Abbrennen nicht erforderlich; in einem solchen Falle wäre der erste Abschnitt des Schweißspiels der Vorwärmabschnitt. In ähnlicher Weise kann der Vorwärmabschnitt weggelassen werden, wenn während des Vor-Abbrennabschnittes des Schweißspiels eine ausreichende Wärme erzeugt wurde. In jedem Falle werden £doch die Werkstücke um einen vorbestimmten Betrag mit einer Geschwindigkeit aufeinander zubewegt, die eine Funktion des Spannungsabfalls zwischen den Werkstücken ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2aein schematisches Schaltbild einer bei der Ausführungsform nach Figur 1 verwendeten Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung,

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Figur 2b die Anschlüsse an einen in den Schaltungen nach Figur und 2a vorgesehenen Funktionsgenerator,

Figur 2c ein schematisches Schaltbild der in Verbindung mit der Schaltung nach den Figuren 1, 2a und 2b verwendeten Schalteinheit,

Figur 3 eine teilweise schematische Darstellung eines Teils der Ausführungsform nach Figur 1, und

Figur 4 eine Blockdarstellung der Steuerung für die Bewegung des Aufspanntisches nach Figur 1.

Figur 1 stellt ein Blockschaltbild einer Gesamtanordnung nach der Erfindung dar, bei der eine Steuerung 10 vorgesehen ist, um bei einer Abbrennschweißmaschine die Bewegung eines bewegbaren Aufspanntisches 12 zu steuern. Der bewegbare Aufspanntisch 12 und ein in Figur 1 nicht veranschaulichter feststehender Aufspanntisch tragen jeweils eines von zwei miteinander zu verschweißenden Werkstücken. Obwohl in der Beschreibung und den Ansprüchen von zwei Werkstücken gesprochen wird, versteht es sich, daß darunter auch ein einteiliges Werkstück verstanden werden kann, das beispielsweise die Form eines offenen Kreises hat und dessen beide Enden zu einem geschlossenen Kreis zusammengeschweißt werden sollen.

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Die Steuerung 10 für die Bewegung des Aufspanntisches ändert die Lage des bewegbaren Aufspanntisches in Abhängigkeit von Signalen, die entweder von einem Servoverstärker 14 oder von einer Stauchsteuerschaltung 16 aufgenommen werden. Mit dem Ausdruck "Servoverstärker" soll allgemein zum Ausdruck gebracht werden, daß der Verstärker 14 Signale an die Steuerung 10 abgibt. Streng genommen vergleicht der Servoverstärker 14 nicht zwei Signale miteinander und liefert ein der Differenz; der beiden Eingangssignale proportionales Ausgangssignal, sondern er nimmt ein Eingangssignal auf. Eine derartige Arbeitsweise versteht sich für den Fachmann ohne weiteres.

Abbrennschweißmaschinen mit Steuerungen 10 für die Bewegung des Aufspanntisches, Servoveretärkern 14, Stnuchsteuerschaltungen 16 und zwei gegeneinander bewegbaren Aufspanntischen sind bekannt. Sie bedürfen daher keiner näheren Erläuterung.

Die Steuerung 10 umfaßt eine hydraulische Einrichtung, die den Aufspanntisch 12 in Richtung auf einen feststehenden Aufspanntisch verschiebt, von denen jeder Spannbacken zum Festhalten eines Werkstückes trägt, während eine Spannung zwischen die beiden Aufspanntische, die Spannbacken und die Werkstücke gelegt wird. Wenn sich der bewegbare Aufspanntisch in Richtung

auf den feststehenden Aufspanntisch bewegt, wird während des Vor-Abbrennabschnittes des Scheißspiels ein Lichtbogen zwi-

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sehen den Werkstücken gebildet, um zackige Kanten oder Vorsprünge von den miteinander zu verschweißenden Flächen abzubrennen. Während des Vorwärmabschnittes des Schweißspiels wärmt dieser Lichtbogen außerdem die miteinander zu verschweißenden Flächen nahezu bis zum schmelzflüssigen Zustand auf. Wenn diese beiden Schritte abgeschlossen sind, wird das bewegbare Werkstück in Richtung auf das feststehende Werkstück mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit verschoben, um den Abbrennsehweißvorgang zu bewirken; die beiden Werkstücke werden dann im abschließenden Stauchabschnitt des Schweißspiels gegeneinandergedrückt, um das Metall zu stauchen und die Schweißung zu beenden.

Die ersten drei Schritte des Schweißspiels werden durch Signale gesteuert, die dem Servoverstärker 14 von einer Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 zugeführt werden. An die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 werden eine konstante Bezugsspannung und eine Rückführungsspannung von den Spannbacken angelegt, die die miteinander zu verschweißenden Werkstücke halten. Die Rückführungsspannung ist proportional den «wischen den beiden Werkstücken auftretenden Spannungsabfall. Bei Nichtvorhandenseln einer Spannbackenrückführungsspannung bewirkt die kontante Bezugseingangsspannung der Schaltung 18, daß an den Servoverstärker 14 ein erstes Bezugssignal abgegeben wird, das die Steuerung 10 zu veranlassen sucht, den bewegbaren Aufspanntisch 12 während des Vor-Abbrennvorgangs mit "einer festen Geschwindigkeit in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch asu verschieben·

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Die Spannbackenrückführungsspannung modifiziert jedoch dieses erste Bezugssignal unter Bildung eines ersten Ausgangssignal, so daß die Bewegung zwischen den beiden Werkstücken praktisch gestoppt wird, wenn zwischen den beiden Werkstücken eine vorbestimmte Spannung herrscht. Wenn dies der Fall ist, sucht der bewegbare Aufspanntisch 12 um seine Stellung mit Bezug auf die Stellung des feststehenden Aufspanntisches kleine Schwingbewegungen auszuführen und sich um einen vorbestimmten Betrag langsam in Richtung des feststehenden Aufspanntisches zu bewegen.

Während des zweiten Abschnittes des Schweißspiels, innerhalb dessen die Werkstücke auf eine gewünschte Temperatur vorgewärmt werden, wird von der der Schaltung 18 zugeführten, konstanten Bezugseingangsspannung eine zweite Bezugsspannung abgeleitet, die wiederum mittels der Rückführungsspannung von den beiden Werkstücken modifiziert wird, um ein zweites Ausgangssignal zu bilden. Während dieses Vorwärmabschnittes des Schweißspiels schwingt der bewegbare Aufspanntisch 12 in geringem Ausmaß um eine Relativstellung mit Bezug auf den feststehenden Aufspanntisch, die sich von der Stellung des bewegeren Aufspanntisches während des Vor-Abbrennabschnittes des Schweißspiels unterscheidet.

Während der bewegbare Aufspanntisch 12 in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch läuft, erzeugt ein Impulsgenerator 20 eisen Impuls für jedes Wegankrement, das der bewegbare Auf-

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spanntisch 12 zurücklegt. Die von dem Impulsgenerator 20 erzeugten Impulse betitigen einen voreingestellten digitalen Zähler Der digitale Zähler 22 ist zweiseitig gerichtet und gibt ein erstes Signal an die Meßwertaufnähme- und Abgleichschaltung 18, wenn sich der bewegbare Aufspanntisch 12 dem feststehenden Aufspanntisch um eine Strecke genähert hat, die ausreicht, um den Vor-Abbrennabschnitt des Schweißspiels abzuschließen· Wenn die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 dieses erste Signal aufnimmt, bewirkt dies, daß das dem Servoverstärker 14 zugeführte Ausgangssignal der Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 von dem ersten Ausgangssignal auf das zweite Ausgangssignal für den Vorwärmabschnitt des Schweißspiels umgeschaltet wird.

Die Dauer des Vorwärmabschnittes des Schweißspiels wird von einem Vorwärmzeitgeber bestimmt, der ein Teil der Schalt- und Taktgebereinheit 24 ist. Der relative Abstand zwischen dem bewegbaren Aufspanntisch 12 und dem feststehenden Aufspanntisch

auf
hat/die Dauer des Vorwärmabschnitts des Schweißspiels keinen Einfluß. Wenn eine ausreichende (vorbestimmte) Zeitspanne vergangen ist, innerhalb deren der Vorwärmabschnitt des Schweißspiels abgeschlossen wird, bewirkt die Schalt- und Taktgebereinheit 24, daß die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 die erste und die zweite Ausgangsspannung von dem Servoverstärker abschaltet und an den Servoverstärker eine dritte Ausgangsspannung von einem Funktionsgenerator 26 anlegt.

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Wie oben erwähnt, können in Abhängigkeit von dem betreffenden Anwendungsfall die beiden ersten Schritte des Schweißspiels zu einem Schritt zusammengefaßt werden oder kann der eine oder der andere Schritt weggelassen werden. Es kann sein, daß die Enden der Werkstücke hinreichend eben und glatt sind, so daß auf den Vor-Abbrennabschnitt des Schweißspiels verzichtet v/erden kann. In einem solchen Fall braucht nur das zweite Ausgangssignal benutzt zu werden, um den bewegbaren Aufspanntisch in die Vorwärmstellung zu verschieben, wo er während der vorbestimmten Zeitspanne stehen bleibt, die erforderlich ist, um die Werkstücke vorzuwärmen. Wenn andererseits während des Vor-Abbrennens in den Werkstücken eine zur Vorbereitung des Abbrennvorganges ausreichende Wärme erzeugt wird, kann der Vorwärmzeitgeber auf Null gestellt werden, so daß der Vorwärmschritt des Schweißspiels ausgelassen wird. Im letztgenannten Falle ist das Maß der Bewegung des bewegbaren Aufspanntisches in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch noch immer eine Funktion des Spannungsabfalls zwischen den Werkstücken.

Das dritte Ausgangssignal des Funktionsgenerdbrs 26, das parabolische Form hat, steuert die Bewegung des bewegbaren Aufspanntisches 12 in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch während des Abbrennabschnittes des Schweißspiels. Die Dauer des Abbrennabschnittes des Schweißspiels wird durch den Betrag der Bewegung des bewegbaren Aufspanntisches in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch bestimmt, der sich aus der Anznftl

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der Impulse ergibt, die der digitale Zähler 22 von dem Impulsgenerator 20 aufnimmt. Sobald der digitale Zähler 22 eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen empfangen hat, was erkennen läßt, daß der bewegbare Aufspanntisch 12 um eine vorbestimmte Strecke in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch verschoben wurde, wird von dem Zähler 22 ein zweites Signal an die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 gegeben, was zur Folge hat, daß die Stauchsteuerschaltung 16 die Beeinflussung der Steuerung lOL· für die Bewegung des Aufspanntisches durch den Servovers&rker 14 unterbricht.

Wenn die Stauchsteuerschaltung 16 die Steuerung der Aufspanntischbewegung durch den Servoverstärker unterbricht, befindet sich das Schweißspiel im letzten oder Stauchabschnitt. Während dieses Abschnittes wird zwischen dem bewegbaren Aufspanntisch 12 und dem feststehenden Aufspanntisch eine vorbestinuhte Kraft ausgeübt, um die Werkstücke zusammenzudrücken und das geschmolzene Metall zu stauchen. Diese vorbestimmte Kraft hängt von der Auslegung der Steuerung 10 ab und wird nicht durch Signale beeinflußt, die über die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 laufen. Der Stauchabschnitt des Schweißspiels kann rjach Wunsch durch einen Zeitgeber oder von Hand durch den Schweißer vorgegeben werden, worauf eines der 1/erkstücke freigegeben wird und der bewegbare Aufspanntisch in die Ausgangs- oder Startstellung zurückläuft.

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Wie oben geschildert, bewegt sich der bewegbare Aufspanntisch vor Einleitung eines Schweißspiels von dem feststehenden Aufspanntisch weg in eine Ausgangsstellung, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die vom Schweißer mit Hilfe eines Potentiometers in der Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 einstellbar ist. Der bewegbare Aufspanntisch 12 ist mit der Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 mechanisch verbunden, wie dies durch die gestrichelte Linie 28 angedeutet ist. Der bewegbare Aufspanntisch 12 steht in mechanischer Verbindung mit dem Schleifer eines Potentiometers in der Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung, wobei dieses Potentiometer mit anderen Teilen der Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung nur während dieser Zeitspanne vor dem Starten des Schweißspiels elektrisch verbunden ist. Die Spannung, die von dem durch den bewegbaren Aufspanntisch 12 angetriebenen Potentiometer abgegriffen wird, wird ausgenutzt, um zunächst die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung einzustellen, so daß beim Starten des Schweißspiels keine plötzliche, große Bewegung des bewegbaren Aufspanntisches zu erfolgen bracht. Wenn das Schweißspiel gestartet wird, wird das mit dem bewegbaren Aufepanntisch 12 verbundene Potentiometer von dem übrigen Teil der Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung elektrisch abgetrennt, so daß es auf den Arbeitsvorgang bis zum Abschluß des Schweißspiels keinen weiteren Einfluß hat.

Eine erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung und deren Arbeitsweise lassen sich an Hand der ausführlichen Schaltungen nach den Figuren 2a, 2b und 2c besser verstehen. Wie aus diesen

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Figuren hervorgeht, enthält die Schaltungsanordnung eine große Anzahl von Relais, von denen jedes mehrere Kontakte besitzt. Wegen der Vielzahl der Relais wäre es sehr unübersichtlich, in der Zeichnung alle Erregerspulen mit den zugehörigen Kontakten mechanisch zu verbinden. Aus diesem Grunde wurden die mechanischen Verbindungen weggelassen. Statt dessen sind die Erregerspulen jeweils mit einer Zahl bezeichnet und ist den zugehörigen Kontakten die gleiche Zahl ergänzt durch einen Buchstaben Λ, Β usw. zugeordnet. Alle Relaiskontakte sind in der Stellung veranschaulicht, die sie einnehmen, wenn die Relais nicht erregt sind.

Figur 2a zeigt in erster Linie die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 sowie auf der rechten Seite einen Teil der Schalt- und Taktgebereinheit 24. Figur 2b zeigt die Anschlüsse des voreingestellten Zählers nach Figur 1. Figur 2c zeigt den restlichen Teil der Schalt- und Taktgebereinheit 24.

Wie aus Figur 2a hervorgeht, v/eist die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 einen insgesamt mit 30 bezeichneten Bezugsspannungskanal und einen insgesamt mit 32 bezeichneten Spannbackenrückführungsspannungskanal auf. Im Bezugsspannungskanal 30 liegt ein Transformator 34 mit einer Primärwicklung 34P₁ die an eine herkömmliche Wechselspannungsquelle von 480 Volt angeschlossen ist. Der Transformator 34 besitzt eine Sekundärwicklung 34S, die eine Wechselspannung von 120 Volt abgibt. Die Eingangsklemmen einer herkömmlichen Zweiweggleichrichterbrücke

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sind an die Sekundärwicklung 34S angeschlossen, während die Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke mit in Reihe geschalteten Widerständen 38, 40, 42 verbtinden sind. Parallel zu den Festwiderständen 40, 4? liegt ein Kondensator 44, um den von der Brücke 36 abgegebenen pulsierenden Gleichstrom zu sieben. Ausgangssignale des Bezugsspannungskanals 30 werden von den Schleifern von Potentiometern 46, 48 abgenommen, die parallel zu dem Festwiderstand 42 liegen. Das Potentiometer 46 dient der Vorwärm-Abgleicheinstellung, während das Potentiometer 48 der Vor-Abbrenn-Abgleicheinstellung dient.

Der Spannbnckenrückführungsspannungskanal 32 ist in ähnlicher Weise wie der zuvor beschriebene Bezugsspannungskanal 30 aufgebaut. Er besitzt einen Einn^ngstransformator 50 mit einer Primärwicklung 5OP und einer Sekundärwicklung 5OS. Die Primärwicklung 5OP nimmt ein Signal von den Spannbacken der Schweißmaschine auf, das gleich dem Spannungsabfall zwischen den beiden miteinander zu verschweißenden Werkstücken ist. Diese Spannung ist eine Wechselspannung, die zwischen einem Kleinstwert und einem Größtwert von 12 Volt schwankt. Die Sekundärwicklung 5OS des Transformators liefert eine Wechselspannung, die zwischen einem Kleinstwert und 120 Volt schwankt. Diese Spannung wird mittels einer herkömmlichen Zweiweggleichrichterbrücke 52 gleichgerichtet, deren Eingang.^klommen an diο Wicklung 50S angeschlossen sind. Die AusfrangFkIrmmen der Brücko 52 sind mit in Reihe geschalteten Festwidorst/inMou ^!A, 5C, '.',* verbunden, wobei die negative

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Ausgangsklemme an Masse liegt. Parallel zu der Reihenschaltung der Widerstände 56, 58 liegt ein Siebkondensator 60; ein weiterer Festwiderstand 62 liegt parallel zu dem Widerstand 58. Die Verbindungsstelle der Widerstände 56, 58 ist über einen Leiter 64 mit der Verbindungsstelle der Widerstände 40, 42 des Bezugsspannungskanals 30 verbunden, so daß die von dem Spannbackenrückführungsspannungskanal 32 gelieferte Spannung zu der von dem Bezugsspannungskanal 30 erzeugten Spannung addiert wird.

Die an Masse liegende negative Ausgangsklemme des Gleichrichters 52 im Kanal 32 ist über einen Arbeitskontakt 66A mit dem Schleifer eines Potentiometers 68 verbunden, das der Einstellung der Verstärkung dient. Mittels des Relaiskontaktes 66Λ wird der Schleifer des Potentiometers 68 an Masse gelegt, wenn der Funktionsgenerator 26 außer Betrieb gesetzt ist. Der Funktionsgenerator wird erregt, wenn ein Arbeitskontakt 176A schließt, Das Potentiometer 68 liegt in Reihe mit einer Drossel 70 an den Ausgangsklemmen des Funktionsgenerators 26; das eine Ende des Potentiometers 68 ist mit Masse verbunden. Bei Verstellung des Schleifers des Potentiometers 68 wird das Ausgangssignal des Funktionsgenerators (Verstärkung) geändert. Wird die durch die Einstellung des Schleifers des Potentiometers 68 vorgegebene Verstärkung zu hoch gewählt, kommt es während des Abbrennabschnitts des Schweißspiels zu einem Festschweißen; ist die Verstärkung zu niedrig eingestellt, wird der bewegbare Aufspanntisch beschleunigt und mit konstanter Geschwindigkeit weiterbewegt.

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Der Funktionsgenerator ist in herkömmlicher V/eise ausgelegt und liefert eine parabolische Ausgangsspannung. Ein zweckentsprechender Funktionsgenerator vird von der Firma Exact Electronics, Inc., Hillsboro, Oregon, auf den Markt gebracht. Ein derartiger Funktionsgenerator benutzt im wesentlichen einen integrierenden Operationsverstärker, bei dem die Impulsfolgefrequenz einer an einen Rückkopplungskondensator angelegten Spannung entsprechend einer vorbestimmten Funktion geändert wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung einer bestimmten Ausführungsform eines Funktionsgenerators beschränkt.

Der Schleifer des Potentiometers 68 ist ferner über einen Ruhekontakt 72A mit einem Leiter 74 verbunden. Der Schleifer des Potentiometers 46 im Bezugsspannungskanal 30 steht über einen Arbeitskontakt 76A und einen Arbeitskontakt 72B mit dem Leiter 74 in Verbindung, Der Schleifer des Potentiometers 48 im Kanal 30 ist über einen Ruhekontakt 76B und den Arbeitskontakt 72B mit dem Leiter 74 verbunden. Infolgedessen kann üb₍er den Leiter 74 ein Steuersignal laufen, das sich aus einer Kombination der Signale in den Kanälen 30, 32 ergibt, oder aber ein aus dem Funktionsgenerator 26 stammendes Signal, wenn der Funktionsgenerator erregt wird. Dabei wird selbstverständlich davon ausgegangen, daß die Relais 66, 72, 76 entsprechend eingestellt sind, um die gewünschten Signale an den Leiter zu übermitteln.

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Die Meßwertaufnahme- und Abgleichschaltung 18 enthält ferner einen insgesamt mit 80 bezeichneten Vergleichskanal. Der Verfjleichskanal 80 ist mit einer herkömmlichen Gleichstromquelle 32 versehen, die von einer herkömmlichen, nicht veranschaulichten 120 Volt-Wechselstromquelle gespeist wird. Zwei Potentiometer 84, 86 sind in Parallelschaltung unmittelbar mit den Ausgangsklemmen der Stromquelle 82 verbunden. Parallel zu den Potentiometern 84, 86 liegt über Ruhekonhkte 90Λ, 92A ein Potentiometer 88. Der Schleifer des Potentiometers 88 wird von dem bewegbaren Aufspanntisch 12 verstellt, wie dies durch die unterbrochene Linie 28 angedeutet ist (siehe auch Figur 1). Der Schleifer des Potentiometers 88 liegt über einen Widerstand 94 an Masse und steht mit einer Eingangsklemme eines Verstärkers 96 in Verbindung. Eine zweite Eingangsklemme des Verstärkers 96 ist mit Masse verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 96 ist über einen Ruhekontakt 98A an einen Nachsteuermotor 100 angeschlossen. Der Nachsteuermotor 100 stellt den Schleifer des Potentiometers 84 ein. Der in Figur 2a links der Potentiometer 84, 86 veranschaulichte Teil des Vergleichskanals 80 wird nur am Ende eines Schweißspiels und vor der Einleitung des nächsten, selbsttätig gesteuerten Schweißspiels benutzt. Seine Arbeitsweise wird weiter unten im einzelnen erläutert.

Die Ausgangsgleichspannung der Stromquelle 82 liegt an den Potentiometern 84, 86 an. Wie oben ausgeführt, ist der Schleifer des Potentiometers 84 mit dem Leiter 74 verbunden, so daß über den Leiter 74 laufende Signale mit einem Teil des konstan-

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ten Spannungssignals kombiniert werden, das von der Stromquelle 82 geliefert wird. Der Schleifer des Potentiometers 86, dessen Einstellung die Geschwindigkeit bestimmt, mit der der bewegbare Aufspanntisch in die Ausgangsstellung (Spannbacken offen) verschoben wird, ist über einen Widerstand 102 mit Masse verbunden. Ein Ausgangssignal des Vergleichskanals 80 wird am Widerstand 102 abgenommen und dem Servoverstärker 14 zugeführt.

Von den bisher erläuterten Steuergliedern sind die Potentiometer 46, 48, 68, 86 auf einem Steuerpult angeordnet, so daß sie vom Schweißer leicht eingestellt werden können. Die Knöpfe zur Einstellung der Schleifer der Potentiometer können im Falle des Potentiometers 46.mi+ "Vorwärmabgleich", im Falle des Potentiometers 48 mit "Vorabbrennabgleich", im Falle des Potentiometers 68 mit "Verstärkung" und im Falle des Potentiometers 86 mit "Begrenzung der Spannbackenöffnung" bezeichnet werden. Am Steuerpult befinden sich verschiedene weitere Steuerglieder, wie dies im folgenden noch näher erläutert ist.

Der ServoversBrker 14 ist in herkömmlicher V/eise aufgebaut und besitzt Ausgangsleiter 104, 106. Zwei Erregerspulen 108a, 108b eines Servoventils 108 liegen in Reihe mit einem Ruhekontakt 110Λ an den Ausgangsleitern 104, 106. Ein Lastwiderstand 112 ist unmittelbar zwischen die Leiter 104, 106 geschaltet, um das Ausgangssignal des Servovorstärkers abzuführen, wenn der Ruhekontakt 130A offen ist. Ein für die vorliesenden Zwecke ge-

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eigneter Servoverstärker und ein passendes Servoventil werden von der Firma MOOG Servocontrols, Inc., East Aurora, New York, auf den Markt gebracht.

Der Servoverstärker 14 ist mit zwei Verstärkungsreglern ausgestattet, die in Figur 2a vom Servoverstärker getrennt dargestellt sind, da sie sich am Steuerpult der Schweißmaschine befinden. Die Verstärkungsregler weisen ein "Vorabbrenn-Verstärkungs-"Potentiometer 114 auf, das als veränderlicher Widerstand zwischen den Ausgangsleiter 104 und einen Leiter 116 geschaltet ist, der über einen Arbeitskontakt 118A und einen damit in Reihe liegenden Ruhekontakt 120A zu dem Servoverstärker führt. Ein "Vorwärm-Verstärkungs-^MPotentiometer 122 ist als veränderlicher Widerstand zwischen den Ausgangsleiter 104 und, über einen Arbeitskontakt 120B, den Leiter HG geschaltet. Ein Ruhekontakt 118B liegt in Reihe mit dem Ruhekontakt 120B zwischen dem Leiter 116 und einem weiteren zum Servoverstärker 14 führenden Leiter 124. Wenn daher sowohl das Relais 118 als auch das Relais 120 abgefallen sind, sind die Leiter 116, 124 miteinander verbunden und die Potentiometer 114, 122 kurzgeschlossen.

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Vorstehend wurde eine Reihe von Relaiskontakten in Verbindung mit den zugehörigen Schaltungskreisen erwähnt. Die Relaiskontakte werden mittels Relaisspulen betätigt, die einen Teil der Schalt- und Tnktgebereinheit 24 (Figur 1) bilden. Ein Teil dieser Einheit ist in Figur 2a veranschaulicht, während der übrir° Toil in Fi'Mir 2c gezeigt ist. Gemäß Figur 2a wird eine

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Gruppe von Relaisspulen aus einer herkömmlichen Gleichstromquelle 126 gespeist, wenn ein Arbeitskontakt 988 im Ausgang der Stromquelle 126 geschlossen ist. Die Stromquelle 126 wird ihrerseits aus derselben 120-Volt-Wechselstromquelle gespeist, die die oben erwähnte Gleichstromquelle 82 speist. Die Stromquelle 126 ist mit zwei AusgangsM.tern 128, 130 versehen, wobei die Anschaltung des Leiters 128 über den Relaiskontakt 98B erfolgt. Unmittelbar zwischen den Leitern 128, 130 liegen die Relaisspulen 118, 92 und 90. Die Relaisspulen 76 und 120 liegen parallel zueinander und in Reihe mit einem Arbeitskontakt 132A zwischen den Leitern 128, 130, In ähnlicher Weise sind die Relaisspulen 72, 66 parallel zueinander und in Reihe mit einem Arbeitskontakt 134A zwischen die Leitungen 128, 130 geschaltet. Die Relaisspulen für die Relaiskontakte 98A, 98B, 132A, 134A in Figur 2a werden in Verbindung mit Figur 2c beschrieben.

Der An Figur 2c veranschaulichte Teil der Schalt- und Taktgebereinheit 24 weist vier Eingangsklemmen 136, 138, 140, 142 auf. Die tlemmen 136, 138, 140 sind mit der einen Seite einer herkömmlichen 110-Volt-Wechselstromquelle verbunden, während die Klemme 142 an die andere Seite dieser Wechselstromquelle angeschlossen ist. line Relaisspule 148 liegt über einen Schalter 150 zwischen den Klemmen 140, 142. Eine Relaisspule 152 ist Über einen Schalter 156 zwischen die Klemmen 138, 142 geschaltet. Eine Relaisspule 134 liegt in Reihe mit einem Ruhekontakt 162A and entweder einem Arbeitskontakt 132C oder einem Arbeitskontakt 148A zwischen den Klemmen 136, 142. Eine Relaisspule

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160 ist in Reihe mit einem Arbeitskontakt 162B,einem Arbeitskontakt 132b und entweder dem Arbeitskontakt 148A oder dem Arbeitskontakt 132c zwischen die Klemmen 136,142 geschaltet.Eine Relaisspule 162 liegt in Reihe mit dem Arbeitskontakt 132b und entweder dem Kontakt H8A oder dem Kontakt 132c zwischen den Klemmen 136, 142. Eine Relaisspule 154 liegt entweder über den Arbeitskontakt 132c oder über den dazu parallel geschalteten Arbeitskontakt 148A zwischen den Klemmen 136,142. Eine Relaisspule 98 ist über einen Arbeitskontakt 152A zwischen die Klemmen 136,142 geschaltet. Eine Relaisspule 132 liegt entweder über einen normalerweise offenen Schalter 166 oder einen damit parallel geschalteten Arbeitskontakt 132D zwischen den Klemmen 136,142. Eine Relaisspule 110 liegt über einen Arbeitskontakt 160A in Reihe mit entweder einem Arbeitskontakt 110A oder einem dazu parallel geschalteten,normalerweise offenen schalter 168 zwischen den Klemmen 136,142. Eine Klemme 170 ist mit der einen Seite der Relaiskontakte 132d,11Oa und der Schalter 166,168 verbunden. Eine weitere Klemme 172 ist mit der anderen Seite des schalters 166 und des Relaiskontakts 132D verbunden. Eine weitere Klemme 174 steht mit der anderen Seite des schalters 168 und des Relaiskontakts 110A in verbindung. Eine Relaisspule 176 liegt über einen Arbeitskontakt 160B zwischen den Eingangsklemmen 136.142.

Figur 2b zeigt die Anschlüsse des voreingestellten digitalen Zählers 22 nach Figur 1 an die schalt- und Taktgebereinheit 24 nach Figur 2c. Der voreingestellte zähler 22 kann ein herkömmlicher Zähler mit zwei Kanälen sein, wie er von der Firma Amtron,Incorporated, Midlothian,Illinois, auf den Markt gebracht wird.Der zähler besitzt zwei Schalter, die in Figur 2c als schalter 166,168 veranschaulicht sind. Es versteht sich, daß die sehal-

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ter 1G6, 168 innerhalb des. voreingestellten Zählers 22 untergebracht sind und nur der Übersicht halber in Figur 2c dargestellt sind. Der Zahler besitzt zwei Stellglieder, die am Steuerpult der Schweißmaschine angeordnet sind. Das erste Stellglied gibt die Anzahl der Impulse vor, die der Zähler aufnehmen muß, bevor der Schalter 1C6 schließt. Wenn der Zähler 22 also den ersten voreingestellten Zählwert erreicht, werden die Klemmen 170, in Figur 2c über den Schalter 166 miteinander verbunden, so daß das Relais 132 anzieht. Y/enn der Zähler den zweiten voreingestellten Zählwert der Eingangsimnul se erreicht, der durch das zweite Stellglied vorgegeben wird, schließt der Schalter 168, wodurch die Klemmen 170, 174 miteinander verbunden werden und das Relais 110 zum Anzug kommt, falls der Relaiskontakt 160A zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist. Der voreingestellte Zähler 22 wird erregt und beginnt mit der Zählung riex ihm von dem Impulsgenerator 20 zugeführten Eingangsimnulse, wenn ein Relaiskontakt 164Λ öffnet. Wie später im einzelnen in Verbindung mit der Wirkungsweise der Maschine beschrieben ist, öffnet der Ruhekontakt 164A, wenn die automatische Folge der Schweißvorgänge eingeleitet wird.

Figur 3 zeigt ausführlicher den Teil der Vorrichtung, der die Impulse erzeugt, die den oben beschriebenen, voreingestellten digitalen Zähler 22 betätigen. Wie veranschaulicht, sind an dem oben in Verbindung mit Figur 1 erwähnten, bewegbaren Aufspanntisch 12 Spannbacken 180 befestigt, in denen ein Werkstück 182

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festgeklemmt wird. Das Werkstück 182 besitzt eine Fläche 182a, die mit einer gegenüberstehenden Fläche 184a eines zweiten Werkstückes 184 zu verschweißen ist. Das Werkstück 184 ist in Spannbacken 186 festgeklemmt, die an einem feststehenden Aufspanntisch 188 befestigt sind. An den Spannbacken 180, 186 der Aufspanntische 12, 188 sind Elektroden 190 bzw. 192 angebracht. Die Elektroden 190, 192 sind mit den gegenüberliegenden Enden einer Sekundärwicklung 194S eines Schweißtransfornators 194 verbunden. Die Primärwicklung 194P des Transformators 194 ist an einen herkömmlichen Leistungsregler 196 angeschlossen. Die Primärwicklung 194P weist mehrere Anzapfungen auf, die mit Kontakten eines Wählschalters 198 verbunden sind, dessen bewegbarer Kontakt von dem Leistungsregler 196 derart verstellt wird, daß verschiedene vorbestimmte Primärspannungen an den Schweißtransformator 194 angelegt werden. Eine derartige Anordnung ist bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.

Leiter 200a, 200b verbinden die Elektroden 190, 192 mit den gegenüberliegenden Enden der Pitaärwicklung 5OP des Transformators 50 im Spannbackenrückführungsspannungskanal 32 nach Figur 2a.

Die Steuerung 10 (auch in Figur 1 veranschaulicht) steuert auf hydraulischem Wege die Verschiebung des bewegbaren Aufspanntisches 12 gegenüber dem feststehenden Aufspanntisch 188. Die mechanische Verbindung zwischen der Steuerung 10 und dem bewegbaren Aufspanntisch 12 ist bei 201 schematisch angedeutet.

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Der bewegbare Aufspanntisch 12 besitzt zwei nach unten stehende Ansätze 202a, 202b, die eine Spindel 204 aufnehmen. Die Spindel 204 ist eine Kugelrollspindel, so daß eine Verschiebung des bewegbaren Aufspanntisches 12 in einer Richtung parallel zur Achse der Spindel 204 eine Spindeldrehung bewirkt. Solche Anordnungen sind bekannt. Der bewegbare Aufspanntisch 12 ist ferner mit dem Schleifer des Potentiometers 88 mechanisch verbunden, das ebenfalls in Figur 2a dargestellt ist. Die Elnstel lung des Schleifers des Potentiometers 88 ist infolgedessen ein Maß für die lineare Stellung des bewegbaren Aufspanntisches 12.

Die Kugelrollspindel 204 ist mit dem Eingang des auch in Figur 1 veranschaulichten Impulsgenerators 20 mechanisch verbunden. Auf dem einen Ende der Spindel 204 sitzt eine Scheibe 206, die

mit
sich mit der Spindel 204 dreht. Die Scheibe 206 ist mit mehreren öffnungen 206a versehen, die durch die Scheibe hindurchreichen und in kreisförmiger Verteilung nahe dem Umfang der Scheibe angeordnet sind. Eine neben der einen Seite der Scheibe 206 angebracht Lampe 208 wirft Licht durch die Öffnungen 206a hindurch. Auf der anderen Seite der Scheibe ist eine Fotozelle 210 angeordnet, die das von der Lampe 208 ausgehende und durch die Öffnungen 206a hindurchtretende Licht aufnimmt.

Wenn die Spindel 204 aufgrund einer Verschiebung des Aufspanntisehes 12 gedreht wird, dreht sich die Scheibe 206 entsprechend der Bewegung des Aufspanntisches 12, so daß Lichtimpulse durch

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die Öffnungen 206a auf die Fotozelle 210 auffallen. Der Ausgang der Fotozelle 210 ist an den Eingang einer Inpulsformerschaltung 212 angeschlossen, die die von der Fotozelle 210 empfangenen Impulse in Impulse gleicher Amplitude und gleicher Breite umformt, Die Ausgangsimpulse der Impulsformerschaltung 212 werden an den oben beschriebenen voreingestellten digitalen Zähler 22 angelegt. Der Zähler 22 nimmt infolgedessen von der Impulsformerschaltung 212 jedesmal dann einen Spannungsimpuls auf, wenn sich der Aufspanntisch 12 um eine vorbestimmte Strecke in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch 188 bewegt. Dies entspricht dem Betrag, um den das Werkstück 182 in Richtung auf das feststehende Werkstück 184 verschoben wird.

Der Impulsgenerator 20 kann ein Impulsgenerator sein, wie er von der Firma Amtron, Incorporated, Midlothian, Illinois, auf den Markt gebracht wird, obwohl die Erfindung nicht auf die Verwendung einer bestimmten Impulsgeneratorenart besehränkt ist.

Die Stauchsteuerschaltung 16 ist ebenfalls in Figur 3 gezeigt; sie ist im einzelnen in Figur 4 veranschaulicht und wird in Verbindung mit dieser Figur näher erläutert. Es sei daran erinnert, daß die Stauchsteuerschaltung 16 die Beeinflussung der Steuerung 10 vom Servoverstärker 14 übernimmt, wenn der Abbrennabschnitt des Schweißspiels abgeschlossen ist und die Werkstücke ausreichend aufgewärmt sind, um für den letzten oder Stauchabschnitt des Schweißspiels bereit zu sein.

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Figur 4 zeigt schematisch und in Blockdarstellunc die Art und Weise, in der die Steuerung 10 die Verschiebung des bewegbaren Aufspanntisches 12 bestimmt. Wie oben ausgeführt, spricht die Steuerung 10 auf Steuersignale sowohl von dem Servoverstärker als auch von der Stauchsteuerschaltung 16 an. V/ie veranschaulicht weist die Steuerung 10 eine Hs'draulikdruckquelle 214 auf, die drei Hydraulikzylinder 216, 218, 220 mit Druckmittel versorgt.

Die Zylinder 216, 218, 220 betätigen Kolbenstangen222, 224 bzw. 226, deren eines Ende mit dem bewegbaren Aufspanntisch 12 und deren anderes Ende mit einem Kolben innerhalb des zugehörigen Zylinders verbunden ist. Druckmittel wird von der Quelle 214 unmittelbar dem oben in Verbindung mit Figur 2a erwähnten Servoventil 108 und einem Druckmittelspeicher 228 zugeführt. Druckmittel wird ferner von dem Druckmittelspeicher 228 den Zylindern 216, 218, 220 über Absperrventile 230, 232 bzw. 234 zugeleitet. Während der Vorabbrenn-, Vorwärm- und Abbrennabschnitte des Schweißspiels sind die Absperrventile 230, 232, 234, die mittels der Stauchsteuerschaltung 16 elektrisch gesteuert werden, geschlossen, so daß von dem Druckmittelspeicher 228 kein Druckmittel zu den drei Zylindern gelangt.

Wie vorstehend erläutert und in Fi^ur 2a gezeigt, ist das Servoventil 108 mit zwei Erre^erspulen ?05a, 108b versehen. Wenn durch die Spulen 108a, 108b Strom in einer Richtung fließt _r läßt das Servoventil 108 Druckmittel in den Hydraulikzylinder

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218 gelangen, so daß die Kolbenstange 224 in Figur 4 nach linke verschoben wird. Wenn der Strom in umgekehrter Richtung durch die Erregerspulen fließt, v/ird das Servoventil 108 derart betätigt, daß die Kolbenstange 224 in Figur 4 nach rechts verschoben v;ird. Vor dem Start eines automatischen Schweißspiels gestattet es der Ruhe3:ontakt HOA, daß die Servomagnetepulen lOCa, 108b derart erregt werden, daß Druckmittel in das kolbenstangenseitige Ende des Zylinders 218 eingeleitet und der bewegbare Aufspanntisch 12 nach rechts (in Figur 4) in seine Spannbackenöffnungs-Ausgangsstellung verschoben wird. Diese Stellung wird durch nicht veranschaulichte Mikroschalter vorgegeben, und die Geschwindigkeit, mit der der Aufspanntisch in diese Stellung gebracht wird, wird durch die Einstellung des Schleifers des Potentiometers 86 nach Figur 2a bestimmt.

Wenn ein automatisches Schweißspiel eingeleitet wird, wird dem Servoventil 108 Strom in solcher Richtung zugeführt, daß das Ventil Druckmittel hinter dem Kolben einleitet und die Kolbenstange 224 sowie der bewegbare Aufspanntisch 12 in Figur 4 nach links verschoben werden. Diese BewöguÄjg^!steht unter dem Einfluß des Servoverstärkers 14 und des .von dem Servoverstärker am Widerstand 102 abgenommenen Signals (Figur 2a). Dies erfolgt während der Vorabbrenn-Vorwärm- und Abbrennabschnitte des Schweißspiels.

V/enn sich der Aufspanntisch 12 um eine vorbestimmte Strecke

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nach links (d. h. in Richtung auf den feststehenden tisch) bewegt hat, was von dem voreingestellten Zcähler 22 gemessen wird, wird der ^elaiskontakt 110Λ geöffnet,, so daß die Steuerung vom Servoverstärker 14 (Figur 2a) abgetrennt wird; gleichzeitig schließt der Relaiskontakt HOC, wodurch die Stauchsteuerschaltung 16 erregt wird. Wenn die Stauchsteuerschaltung 16 erregt ist, öffnet sie die Absperrventile 230, 232, 234 zwischen dem Druckmittelspeicher 228 und den verschiedenen Zylindern sowie ein Absperrventil 236, über das eine Druckentlastung des kolbenstangenseitigen Endes des Zylinders 218 erfolgt. Das Servoventil 108 wird durch das Öffnen des Relaiskontaktes 11OA geschlossen, so daß Druckmittel nicht weiter von der Quelle 214 über das Servoventil 108 zum Zylinder 218 gelangen kann.

Wenn die Stauchsteuerschaltung 16 erregt ist und die Absperrventile 230, 232, 234, 236 geöffnet haben, wird unter hohem Druck stehendes Druckmittel von dem Druckmittelspeicher 228 gleichzeitig in die kolbenseitigen Enden der Zylinder 216, 218, 220 eingeleitet. Der Druckmittelspeicher 228 enthält aus der Hydraulikdruckquelle 214 stammendes Druckmittel in einer Menge, die ausreicht, um gleichzeitig alle drei Zylinder 216, 218, 220 zu beiä tigen. Infolgedessen wird der bewegbare Aufspanntisch 12 nach links (in Figur 4) in die Stauchstellung verschoben, in der er festgehalten wird, bis zwischen den Stoßfliichen <ler beiden Werkstücke eine Schwei ßung ausgebildet ist:, Am l'.mle der» Stmieh-

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abschnitts des Schweißspiels kann eine Druckentlastung der hydraulischen Zylinder aufgrund eines aus einem (nicht veranschaulichten) Zeitgeber stammenden Signals oder unter dem Einfluß des Schweißers erfolgen. Dieses Vorgehen ist bekannt. Der Aufsnanntisch 12 bewegt sich dann, wie oben erläutert, in die Endstellung bei geöffneten Spannbacken zurück.

Es ist festzuhalten, daß während des Stauchabschnitts des Schweißspiels alle drei Zylinder 216, 218, 220 den Aufspanntisch 12 nach vorne in Richtung auf den feststehenden Aufspannwährend
tisch bewegen, während/der anderen Abschnitte des Schweißspiels der bewegbare Aufepanntisch nur von dem Zylinder 218 verschoben wird. Die Benutzung aller drei Zylinder während des Stauchabschnitts des Schweißspiels erlaubt es, mit Hilfe eines einzigen Servoventils die Bewegung des Aufspanntisches während der anderen Abschnitte des Schweißspiels zu steuern, so daß der Einsatz mehrerer Ventile und einer komplizierten Steueranordnung, die für ein synchrones Arbeiten dieser Ventile sorgt, nicht erforderlich ist.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung wird nunmehr insbesondere unter Bezugnahme auf die Figuren 2a, 2b, 2c beschrieben, wobei außerdem auf die anderen Figuren soweit wie erforderlich f'ezug genommen wird. Ein Schv/eißvorgang wird einleitet, indem cLn nicht veranschaulichter Leistungsschalter ge-RChLossen wird, um den Transformator 34, die iitromquellen 82,

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126 und verschiedene andere Bauteile, wie den Servoverstärker 3 4 und den Funktionsgenerator 26 (Figur 2a), den voreingestellten Zähler 22 (Figur 2b), den Leistungsregler 196 (Figur 3) sowie die Stauchsteuerschaltung 16 und die Ttydrpuli 23 4 (Figur Λ) zu erregen. Beim Schließen dieses Schalters außerdem die Klemmen ^ 36, 138, 140 mit der einen Seite einer nicht veranschaulichten Y'echsel stromzuleitung verbunden, während die Klemme 142 an die andere Seite der Y.'echselstromzuleitung angeschlossen vird (Figur 2c). Zu diesem Zeitpunkt befinden sich sämtliche Relais im entregten Zustand; ihre Kontakte nehmen die in den Figuren veranschaulichten Stellungen ein. Es sei angenommen, daß der bewegbare Aufspanntisch 12 von dem feststellenden Aufspanntisch in eine Stellung v/egbewegt ist, die durch die Einstellung des Cpannbackenöffnungspotent?oneters 86 (Figur 2a) vorgegeben wird; dies ist an Ende des vorhergehenden Schweißspiels der Fall.

Wenn ein Schweißspiel abgeschlossen ist, ist die einzige Spannung, die an den Servoverstn'rker 14 angelegt wird, auf das Ausgangssignal der Stromquelle 82 zurückzuführen, das an dem Potentiometer 36 anliegt und ein Teil dessen am Widerstand 102 auftritt. Wenn ein automatisches Schweißspiel abgeschlossen ist, wird die Stromquelle 126 entregt und schließen die Ruhekontakte 9OA, 92A im Vergleichskanal 80. Dies hat zur Folge, daß an das Potentiometer 88 eine Spannung angelegt wird. Ein Teil dieser Spannung wird dem Verstärker 06 zugeführt, wodmch

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an den Nachsteuermotor 100 Strom über den Ruhekontakt 98Λ angelegt wird.Der Nachsteuermotor 100 ist über herkömmliche, nicht veranschaulichte Mittel mit dem Schleifer des Potentiometer 84 mechanisch verbunden; in ähnlicher Weise wird der Schleifer des Potentiometer 88 von dem bewegbaren Aufspanntisch 12 eingestellt. Solange dem Verstärker 96 von dem Potentiometer 88 ein Spannungssignal zugefihrt wird, läuft der Nachsteuermotor 100 und verstellt der Nachsteuermotor den Schleifer des Potentiometers 84. Wenn der Aufspanntisch in eine solche Stellung gebracht ist, daß die Spannung am Schleifer des Potentiometers 88 praktisch gleich Null ist und der Nachsteuermotor 100 den Schleifer des Potentiometer 84 nicht weiter verstellt, steht an dem Schleifer des Potentiometers 84 eine solche Spannung an, daß ein plötzliches Anlegen eines Signals vom Kanal 30 (über den Kontakt 72B) zu Beginn des nächsten automatischen Schweißspiels kein übermäßig großes Signal plätzlich an dem am Eingang des Servoverstärkers 14 liegenden Widerstand 102 auftreten läßt. Dies ist der Fall, wenn der bewegbare Aufspanntisch in die Ausgangsstellung gebracht ist, v/o die Schaltungsanordnung entregt ist.

Die erste Maßnahme, die vor der Einleitung eines automatischen Schweißspiels zu erfolgen hat, ist das Festspannen der zu verschweißenden Werkstücke 182, 184 in den zugehörigen Spannbacken 180, 186 (Figur 3). Der schematisch in Figur 2c gezeigte Schalter 156 wird von den Spannbacken selbsttätig geschlossen, wenn die Werk stücke eingespannt sind. Beim Schließen des Schalters 150 zieht dns Relais 152 an; der Arbeitskontakt 152A schließt

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und bringt das Relais 98 zum Anzug. Bevor der Schalter 156 geschlossen wird, wird der Nachsteuermotor 100 über den Ruhekontakt 98A erregt, wodurch der Schleifer des Potentiometers in eine solche Stellung gebracht wird, daß ein Gleichgewicht zwischen der Stellung dieses Schleifers und des Schleifers des Potentiometers 88 erhalten wird. Dies stellt sicher, daß der Aufspanntisch 12 keine plötzliche Bewegung ausführt, wenn das selbsttätige Schweißspiel eingeleitet wird. Aufgrund des Anziehens des Relais 98 wird der Ruhekontakt 98A im Speisestromkreis des Nachstewermotors 100 geöffnet, während der Arbeitskontakt 98B im Ausgang der Stromquelle 126 schließt. Dies hat zur Folge, daß die auf der rechten Seite der Figur 2a veranschaulichte Relaisgruppe anzieht.

Wenn der Kontakt 98B schließt, ziehen die Relais 118, 92, 90 an. Wenn das Relais 118 angezogen hat, schließt der Kontakt 118A und öffnet der Kontakt 118B am Servoverstärker 14, wodurch das der Einstellung der Vorabbrennverstärkung dienende Potentiometer 114 mit dem Servoverstärker verbunden wird. Bis zu diesem Zeitpunkt lag an keinem der Potentiometer 114, 122 Spannung, weil die Relaiskontakte 120A, 118B beide geschlossen waren, so daß die Leiter 116, 124 miteinander verbunden wurden. Beim Anziehen der Relais 90, 92 öffnen die Ruhekontakte 9OA, 92A, wodurch das Potentiometer 88, der Verstärker 96 und der Nachsteuerraotor 100 vollständig vom Vergleichskanal 80 abgetrennt werden; jede weitere selbsttätige Bewegung des Schleifers des Potentio-

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- 38 meters 84 ist damit unterbunden.

Nachdem die Werkstücke in den betreffenden Spannbacken festgeklemmt sind, die Spannbacken in ihrer anfänglichen Offenstellung stehen, der Vergleichskanal 80 abgeglichen ist und sämtliche Stromquellen und Bauteile an Spannung liegen, kann die Folge der Schweißvorgänge gestartet werden. Dies wird eingeleitet, indem der Schalter 150 von Hand geschlossen wird, wodurch das Relais 148 anzieht. Y/enn das Relais 148 angezogen hat, laufen verschiedene Vorgänge ab. Zunächst schließt der Arbeitskontakt 148A, wodurch das Relais 164 zum Anzug kommt. Wenn das Relais 1β4 angezogen hat, öffnet der Kontakt 164A und wird der voreingestellte Zähler 24 von Masse abgetrennt; auf diese Weise wird der Zähler entsperrt; er zählt nunmehr die vom Impulsgenerator 20 einlaufenden Impulse. Über den jetzt geschlossenen Kontakt 14ΠΑ und den Ruhekontakt 162A zieht in diesem Augenblick auch das Relais 134 an. Der Kontakt 134A (Figur 2a) des Relais 134 schließt und bringt die Relais 66, zum Anzug. Beim Anziehen des Relais 66 schließt der Arbeitskontakt 66Λ und wird der Schleifer des Potentiometers 68 am Funktionsgenerator 26 an Masse gäegt. Beim Anziehen des Relais 72 öffnet der Kontakt 76A, der den Schleifer des Potentiometers 68 mit dem Leiter 74 verbindet, und schließt der Kontakt 72B, der den Schleifer des Vorabbrenn-Ausgleichspotentiometers 48 über den Ruhekontakt 76B mit dem Leiter 74 verbindet·

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Auf diese Weise wird dem Leiter 74 von dem Bezugsspannungakanal 30 eine erste Bezugspannung aufgedrückt, die durch die Spannbackenrückführungsspannung modifiziert wird, die im Kanal 32 erzeugt wird. Diese kombinierten Spannungen, die auf die Potentiometer 84_t 86 und die Stromquelle 82 umfassende Schaltungsanordnung einwirken, lassen eine Spannung an dem Widerstand erscheinen, die den Servoverstärker 14 betätigt. Das Ausgangssignal des Servoverstärkers 14 wird über den Ruhekontakt 110A dem Servoventil 108 zugeführt, so daß der bewegbare Aufspanntisch 12 in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch 188 verschoben wird und der impulsgenerator 20 an den digitalen zähler 22 impulse liefert, die vorbestimmten Inkrementen der Strecke entsprechen, um die der Aufspanntisch 12 verschoben wird. Wenn sich der bewegbare Aufspanntisch um eine vorbestimmte Strecke in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch verschoben hat, die durch die Anzahl der im zähler 22 voreingestellten impulse bestimmt wird, wird der erste oder vorabbrenn-Abschnitt des Schweißspiels abgeschlossen und wird der zweite oder vorwärm-Abschnitt selbsttätig eingeleitet.

Wenn der voreingestellte Zähler 22 den ersten voreingestellten Zählwert erreicht, verbindet er durch Schließen des Schalters 166 die Klemme 170 mit der Klemme 172. Dies bringt das Relais 132 zum Anzug, dessen Haltekontakt 132D schließt, um das Relais 132 angezogen zu halten. Wenn das Relais 132 angezogen hat, schließt der Kontakt 132a, der seinerseits die Relais 76, 120 zum Anzug bringt. Beim Anziehen des Relais 76 schließt der Kon-

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takt 76Λ und öffnet der Kontakt 76B, wodurch anstelle des Schleifers des Vorabbrenn-Ausgleichpotentiometers 48 der Schleifer des Vorwärm-Abjleichpotentiometers 46 mit dem Leiter 74 verbunden wird. Das Anziehen des Relais 120 beeinflußt die Servoverstärker-Verstärkungssteuerschnltung insofern, als der Kontakt 120A öffnet und der Kontakt 120B schließt. Infolgedessen wird die Vorwärm-Verstnrkungssteuerpotentiometer 122 zwischen die Leiter 104, 106 gelegt, während das Vorabbrenn-Verstärkungspotentiometer 314 durch Öffnen des Kontakts 120A von dem Stromkreis abgetrennt wird. Das Anziehen des Heiais 132 hat außerdem zur Folge, daß die Arbeitskontakte 132B, 132C schließen, wodurch Spannung an das Relais 162 angelegt wird. Das Relais 162 ist jedoch mit einer Zeitverzögerungsanordnung versehen, so daß es erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne ansieht. Die vorbestimmte Zeitspanne bestimmt die Dauer des Vorwärm-Abschnittes des Schweißspiels. Zeitverzögerungsrelais wie das Relais sind bekannt. Ein für die vorliegenden Zwecke geeignetes Zeitverzögerungsrelais wird beispielsweise von der Firma General Electric Company, New York, auf den Markt gebracht.

Y.'ährend des Vorvärm-Abschnitts des Schweißspiels bewegt sich der bewegbare Aufspanntisch in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch, und zwar unter dem Einfluß der Bezugsspannung vom Vorwärra-Ablgeichpotentiometer 46, modifiziert durch die vom Spannbackenrückführungsspannungekanl 32 erzeugte Spannung. Obwohl der vereinteste} lte digitale Zähler 22 Impulse zfihlt, während

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der bewegbare Aufspanntisch in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch läuft, wird der Vorwärm-Abschnitt des Schweißspiels durch das Zeitverzögerungsrelais 162 beendet und nicht dadurch, daß der Zähler 22 einen vorbestimmten Zählwert erreicht. Die Zeitverzögerung des Zeitverzcggrungsrelais 162 wird vom Schweißer zu Beginn des Schweißvorganges eingestellt.

Nach dem Ablauf des Vorwärm-Abschnittes des Schweißspiels, der durch die am Relais 162 eingestellte Zeitverzögerung bestimmt ist, zieht das Relais 162 über dieKöntakte 132B, 132C an. Dieser Vorgang leitet durch Zustandsänderungen einer Anzahl von Relais und ihrer Kontakte den Abbrenn-Abschnitt des Schweißspiels ein. Zunächst öffnet der Ruhekontakt l62A, wodurch das Relais 13^ abgeworfen wird. Durch den Abfall des Relais 13^ öffnet der Kontakt 13^A, wodurch die Relais 66, 72 abgeworfen werden. Wenn das Relais 66 abgefallen ist, öffnet der Kontakt 66A, wodurch der Schleifer des Potentiometers 68 von Masse abgetrennt wird. Wenn das Relais 72 abgefallen ist, schließt der Kontakt 72A, wodurch der Schleifer des Potentiometers 68 mit dem Leiter Ik verbunden wird. Der Kontakt 72B öffnet, wodurch beide Kanäle 32, 34 vom Leiter Ik abgetrennt werden. Die an die Vergleichsschaltung über den Schleifer des Potentiometers 8k angelegte Spannung ist die öxLtte Bezugsspannung, die von dem Schleifer des Potentiometers abgenommen wird, das am Ausgang des Funktionsgenerators 26 liegt.

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Beim Anziehen des Relais 162 schließt ferner der Kontakt 162 B, wodurch das Relais 160 zum Anzug kommt. Der mit dem Relais 110 in Reibe liegende Kontakt 160A schließt. Das Relais 110 zi-ht jedoch nicht an, weil der Schalter 168 und der Relaiskontakt 110 offen sind. Der Relaiskontakt 160B schließt, wodurch das Relais 176 anzieht. Der Kontakt 176a schließt, so daß der Funktionsgenerator 26 erregt wird. Infolgedessen wird während des Abbrennabschnitts des Schweißspiels die Bewegung des bewegbaren Aufspanntisches in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch vollständig durch das Ausgangssignal des Funktionsgenerator 26 bestimmt, das von dem potentiometer 68 über den Leiter 74 dem Vergleichskanal 80 zugeführt wird. Es sei daran erinnert, daß zu diesem Zeitpunkt der voreingestellte Zähler 22 erregt bleibt und Impulse zählt, die ihm von Impulsgenerator 20 zugeführt werden, während der bewegbare Aufspanntisch in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch verschoben wird.

Y/ie oben angegeben, ist das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 26 ein Signal mit parabolischer Form. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Signals mit einer speziellen Wellenform beschränkt ist, obwohl für die meisten Schweißvorgänge eine parabolische Form bevorzugt wird. Wenn sich der bewegbare Aufspanntisch um eine vorbestimmte Strecke in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch verschoben hat, was dadurch festgestellt wird, daß der Zähler 22 vom Impulsgenerator 20 eine vorbestimmte Anzahl von impulsen aufgenommen hat, wird der Abbrennabschnitt des Schweißspiels beendet, zu diesem Zeitpunkt stehen die Stoßflächen der Werkstücke praktisch in Kontakt

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miteinander; sie sind zur Vorbereitung des Stauchvorgangs und zur Fertigstellung der Schweißung auf einen schmelzflussigen Zustand aufgewärmt. Wenn der zähler einen zweiten, voreingestellten Zählwert erreicht hat, der angibt, daß der Abbrennabschnitt des Schweißspiels zu Ibenden ist, schließt der Zähler den Schalter 168, so daß das Relais 110 anzieht. Der Kontakt 110A schließt, wodurch das Relais 110 angezogen gehalten wird. Der Relaiskontakt 110B öffnet, wodurch der Ausgang des Servoverstärkers 14 vom Servoventil 108 abgeschaltet wird. Gleichzeitig schließt der Relaiskontakt 11OC, wodurch die Stauchsteuerschaltung 16 für den letzten Schritt des automatischen SchweißVorganges betätigt wird. Eine Stauchsteuerschaltung entsprechend der schaltung 16 findet sich in praktisch jeder handelsüblichen Abbrennschweißmaschine. Ihre Arbeitsweise ist bekannt und wird infolgedessen vorliegend nicht im einzelnen erläutert. Wenn die Stauchsteuerschaltung durch Schließen des Relaiskontakts 110c betätigt wird, werden die Absperrventile 230, 232, 236 (Figur 4) geöffnet, so daß Druckmittel in die Zylinder 216, 218, 220 einströmen kann und das bewegbare Werkstück gegen das feststehende Werkstück gepreßt wird. Dadurch wird das geschmolzene Metall der Werkstücke 182, 184 im Bereich der Stoßflächen 182a, 184a gestaucht und der Abbrennschweißvorgang abgeschlossen. Der Stauchabschnitt des Schweißspiels wird im allgemeinen mittels eines Zeitgebers beendet, der einen Teil der Stauchsteuerschaltung bildet. Nachdem der stauchabschnitt des Schweißspiels abgeschlossen ist, wird eines der Werkstücke 182, 184 von den zugehörigen Spannbacken 130, 1S6 freigegeben. Der bewegbare Aufspanntisch 12 wird in die /. u sgang send st ellung zurück-

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gefahren. Funmehr kann das andere Werkstück aus den spannbacken entnommen werden und kann das geschweißte Werkstück einer weiteren Station in einem Herstellungsprozeß zugeleitet werden.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß das entsprechend dem Verfahren und mittels der vorrichtung nach der Erfindung durchgeführt automatische Schweißspiel vier Abschnitte umfaßt. Während des ersten oder vorabbrennabschnitts des Schweißspiels erfolgt die Steuerung der Bewegung des bewegbaren Aufspanntisches in Richtung auf den feststehenden Aufspanntisch mittels einer ersten Bezugsspannung, modifiziert mittels einer Rückführungsspannung, die proportional dem Spannungsabfall ist, der zwischen den beiden miteinander zu verschweißenden Werkstücken auftritt. Dieser Abschnitt des Schweißspiels wird beendet, wenn sich das bewegbare Werkstück um eine vorbestimmte Strecke in Richtung auf das feststehende Werkstück bewegt hat. Während des zweiten oder Vorwärmabschnitts des Schweißspiels wird die Bewegung des bewegbaren Werkstückes in Richtung auf das feststehende Werkstück mittels einer zweiten Bezugsspannung gesteuert, die wiederum mittels der Rückführungsspannung modifiziert wird, die proportional dem Spannungsabfall zwischen den beiden Werkstücken ist. Dieser Abschnitt des Schweißspiels wird mittels eines mechanischen Zeitgebers zu einem vorbestimmten Zeitpunkt beendet. Während des dritten oder Abbrennabschnittes des Schweißspiels wird die Bewegung des bewegbaren Werkstückes in Richtung auf das feststehende Werkstück mittels des Ausgangssignals eines analogen Funktionsgenerators gesteuert, der vorzugsweise ein Ausgangssignal

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parabolischer Form liefert. Dieser dritte Abschnitt des Schweißspiels wird beendet, wenn sich das bewegbare Werkstück um eine vorbestimmte Gesamtstrecke von der Ausgangsstellung aus in Richtung auf das feststehende Werkstück bewegt hat. Während des vierten oder Stauchabschnitts des Schweißspiels wird die Bewegung des bewegbaren Werkstückes in Richtung auf das feststehende Werkstück nur in Abhängigkeit von der Auslegung der hydraulischen Aufspanntischbewegungs-Steuereinheit ^ste. uert. Mit der Erfindung werden also die oben genannten Ziele erreicht.

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Claims (18)

Ansprüche

1. Verfahren zum gegenseitigen Verschweißen zweier Werkstücke im Abbrennschweißverfahren, bei dem die Werkstücke in einer ersten Stellung in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand angeordnet werden, und bei dem eine Spannung zwischen die Werkstücke angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von den Werkstücken ein Rückführungssignal abgeleitet wird, das proportional dem Spannungsabfall zwischen den Werkstücken ist, und daß die Werkstücke von der ersten stellung in eine zweite Stellung mit einer Geschwindigkeit aufeinander zu bewegt werden, die eine Punktion des Rückführungssignals ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal entsprechend einer vorbestimmten Punktion abgeleitet wird und die Werkstücke von der zweiten Stellung in eine dritte Stellung mit einer Geschwindigkeit aufeinander zu bewegt werden, die durch das Ausgangssignal bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein konstantes Bezugssignal verwendet wird und daß das Bezugssignal und das Rückführungssignal miteinander kombiniert werden, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der die Werkstücke aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt werden.

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4'. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites konstantes Bezugssignal verwendet werden, daß das erste Bezugssignal und das Rückführungssignal kombiniert werden, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der die Werkstücke aus der ersten Stellung in die zweite Stellung bewegt werden, und daß das zweite Bezugssignal und das Rückführungs signal unter Bildung des Ausgangssignals miteinander kombiniert werden, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der die Werkstücke aus der zweiten in die dritte stellung ™ bewegt werden.

5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke in der zweiten Stellung um eine vorbestimmte strecke aus der ersten Stellung heraus mit Bezug aufeinander bewegt worden sind.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Relativbewegung der Werkstücke zwischen der zweiten Stel- m lung und der dritten stellung für eine vorbestimmte Zeitspanne erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ausgangssignal entsprechend einer zweiten vorbestimmten Funktion abgeleitet wird und daß die Werkstücke aus der dritten Stellung in eine vierte Stellung mit einer Geschwindigkeit aufeinander zu bewegt werden, die durch das zweite Ausgangssignal bestimmt wird.

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8. verfahren nach Anspruch. 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke in der vierten Stellung um eine yorbestimmte Strecke ausgehend von der ersten Stellung mit Bezug aufeinander "bewegt worden sind.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite vorbestimmte Punktion eine parabolische Punktion verwendet wird.

10. Abbrennschweißvorrichtung zum zusammenschweißen zweier Werkstücke mit ersten und zweiten, mit Bezug aufeinander bewegbaren Spannbacken zur Aufnahme der Werkstücke, einem Antrieb, der die Spannbacken gegeneinander verschiebt, und einer Spannungsquelle, die zum Anlagen einer Schweißspannung zwischen die Werkstücke mit den Werkstücken elektrisch verbunden ist, gekennzeichnet durch eine an die Werkstücke angeschlossene Rückführungsschaltung, die ein dem Spannungsabfall zwischen den Werkstücken proportionales Rückführungssignal liefert, und eine Steuerschaltung, die das Rückführungssignal dem Antrieb zuführt, um die ersten und zweiten Spannbacken aus einer ersten Stellung in eine zweite stellung mit einer Geschwindigkeit aufeinander zu zu bewegen, die eine Punktion des Rückführungssignals ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Generator, der ein konstantes Bezugssignal abgibt, und eine Kombinat ions schaltung, die das pezugssignal und das Rück-

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führungssignals unter Bildung eines Ausgangssignals miteinander kombiniert, wobei die Steuerschaltung das Ausgangssignal dem Antrieb zuführt, um die ersten und zweiten spannbacken aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung mit einer geschwindigkeit aufeinander zu zu bewegen, die durch das Ausgangssignal bestimmt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Generator zur Lieferung eines zweiten Bezugssignals und eine zweite Kombinationsschaltung vorgesehen sind, die das zweite Bezugssignal und das Rückführungssignal unter Bildung eines zweiten Ausgangssignals miteinander kombiniert, und daß die Steuerschaltung einen Schalter aufweist, über den das erste und das zweite Ausgangssignal wahlweise dem Antrieb zugeführt wird, um die ersten und zweiten Spannbacken aus der ersten Stellung in die zweite Stellung mit einer Geschwindigkeit aufeinander zu zu bewegen, die von dem ersten Ausgangssignal bestimmt wird, und um die Spannbacken aus der zweiten Stellung in eine dritte Stellung mit einer zweiten Geschwindigkeit zu verschieben, die von dem zweiten Ausgangssignal bestimmt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Generator vorgesehen ist, der ein diittes Ausgangssignal entsprechend einer vorbestimmten Punktion abgibt, und daß der Schalter wahlweise das dritte Ausgangssignal an den Antrieb anlegt, um die ersten und zweiten

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Spannbacken aus der dritten stellung in eine vierte Stellung mit einer dritten Geschwindigkeit aufeinander zu zu bewegen, die durch das dritte Ausgangssignal bestimmt ist.

14-. vorrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stellung in einem vorbestimmten Abstand von der ersten Stellung liegt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die. Verschiebung der gegeneinander bewegbaren spannbacken aus der zweiten Stellung in die dritte stellung innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch eine Stellvorrichtung, die die spannbacken relativ zueinander in die erste Stellung bewegt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 13, 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung, die in Abhängigkeit von der Bewegung der relativ zueinander bewegbaren Spannbacken den schalter derart betätigt, daß das erste Ausgangssignal von dem Antrieb abgeschaltet und das zweite Ausgangssignal an den Antrieb angelegt wird, wenn sich die bewegbaren spannbacken um eine vorbestimmte strecke aus der ersten Stellung in die zweite stellung bewegt haben.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 13, 15, 16 oder 17, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber, der den Schalter derart betätigt, daß das zweite Ausgangssignal nach einer vorbestimmten Zeitspanne von dem Antrieb abgeschaltet wird, wenn sich die relativ bewegbaren Spannbacken von der zweiten Stellung in die dritte Stellung bewegt haben.

19· Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Punktion eine parabolische Punktion ist.

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