DE2315184C2

DE2315184C2 - Verfahren zum Überwachen oder/und Regeln von elektrischen WiderstandsschweiBvorgängen

Info

Publication number: DE2315184C2
Application number: DE2315184A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Dipl.-Ing. 8901 Maingruendel Ganowski
Original assignee: Keller and Knappich GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 1973-03-27
Filing date: 1973-03-27
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE2315184B1; US3932725A

Description

»pit 95 bzw. 105 Mikro-Ohm ermittelt. In diesem '"Fall ergibt sich ein Anzeigewert von 370 bzw. 41OmVs iür den unteren und oberen Grenzwert, Die vom Strom/ her mögliche Sehwankungsbreitc zwischen J1OQQ und 15 000 Ampere, entsprecltend einem Anzeigewert zwischen 330 und 450 mVs, wird also tfurch den SchwanküBgsbereich des Widerstandes R

" etui den Anzeigebereich zwischen 370 und 410 mVs eingeschränkt. -

Wenn gemäß der Erfindung der gemessene Zah-' Jenwert fih den Widerstand R zum Beispiel in die dritte Potenz erhoben wird, dann ergibt sich unter der Anaahme eines gleichbleibenden Schweißstromes

:'■ von 13000 Ampere für den zuvor ermittelten Schwanktmgsbereich für den Widerstand R zwisehen 95 und 105 Mikro-Ohm e:n Anzeigezahlenwert zwischen 330 und 450 (mit der entsprechenden Dimension von: '10-⁸Volt^s/Ampere^I!'sec). In ge* nau dem gleichen Anzeigezahienbareich von 330 bis 450 bewegen sieh dann auch Ute Anzeigezahienwerte für die zuvor erwähnte Änderung des Schweiß' Stroms zwischen 11000 und 15000 Ampere bei konstantem Widerstand von 100 Mikro-Ohm.

Durch die Potenzierung des Zahlenwertes für den Widerstand R mit dem Exponenten »3« wird also der Anzeigebereich für den Widerstand R dem Anzeigebefeich für den Strom/ angeglichen, d.h., die jeweiligen Anzeigewerte für den durch Veränderung des Schweißstromes / bzw. Veränderung des Widerstandes R an Hand des Klebens bzw. Verbrennens der Bleche ermittelten unteren bzw, oberen Grenzwerte fallen zusammen.

-Pi

Claims

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„ , eeeicnet, Die genannten bekannten Verfahren be

Patentanspruch; J_ut^_{n demg<imäß} derartige Größen, wobei die aus

üf Verfahren zum Überwachen oder/und Regeln der vcrfahrensmitßigen Verknüpfung der gemessenen

I von elektrischen Widerstandsschweißvorgängen Größen sieh ergebenden Anzeigcwertc mit einem

inittels eines Verglfeicfu von durch Integration 5 festen Sollwert oder mit emem oberen und unteren ' ·'- von Meßwerten über die Schweißzeit oder durch r Gütegrenzwert verglichen werden, die den prakti-

% Multiplikation von Momentanmeßwerten gewon- sehen Gegebenheiten entsprechende Fertigungsgrcn·

nenen Istwerten mit durch Versuchsschweißu«- zen sind, Während bei dem erstgenannten bekann- *' gen gewonnenen Sollwertgrenzen, dadurch ten Verfahren die zugeführte Energiemenge stets auf

: gekennzeichnet, daß als Istwert to der Höhe des Sollwertes gehalten wird, wird bei

/ dem zweitgenannten Verfahren ein Streuen des Ist-

t V f I-Rr-dt oder l·Ry-t wertes innerhalb der Gütegrenzwerte geduldet und

" erst beim Über- oder Unterschreiten dieser Grenzen

• benutzt wird, wobei der Exponent y eine von 1 ein optisches und/oder akustisches Warnsigna« geverschiedene solche Größe hat, daß der Einfli'6 15 geben, oder es erfolgt ein Abschalten des Schweißdes Widerstandes R auf den angezeigten Istwert prozesses oder aber auch ein selbsttätiges Regeln, mindestens gleichwertig zum Einfluß des Stromes / Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Er- und/oder der Schweißzeit / auf den angezeigten kenntnis geben die bekannten Arten der Meßwert-IPf Istwert wird. bildung jedoch kein reales Bild der für das Schweiß-

W < ' 30 ergebnis maßgebenden Summe einer Vielzahl von

Ä. ——.— zuvor angedeuteten Einflufigrößen. Insbesondere im

ψϊ Widerstand R spiegeln sich erhebliche Einflußgrößen

i^ Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Über- wider, dessen Bedeutung aber bei der bekannten

§j wachen oder/und Regeln von elektrischen Wider- Meßwertbildung auch deshalb nicht ausreichend zur

|y »tandsschweißvorgängen mittels eines Vergleichs 35 Geltung kommt, weil die Parameter/ und t einen

M von durch Integration von Meßwerten über die großen, die Größe R einen verhältnismäßig sehr viel

ψ Schweißzeit oder durch Multiplikation von Mo- kleineren Anzeigenbereich im Rahmen des gebilde-

£<;·<■ mentanaießwerten gewonnenen Istwerten mit durch ten Meßwerts hat, ζ. B. für / zwischen 330 und

Versuchsschweißungen gewonnenen Sollwertgren- 450 Millivoltsekunden (mVs) und für R zwischen

i^zen·. . 30 370 und 41OmVs.

Mit einem solchen Verfahren soll eine gleich- Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung _;/

bleibende Güte des Schweißergebnisses beim Wider- der genannten Verfahren derart, daß der Wider- '* Standsschweißen sichergestellt werden. Die Wider- stand bei der Meßwertbildung stärker zur Geltung Standsschweißvorgänge können dabei z.B. Punkt-, kommt.

Ij' Naht-, Buckel-, Stumpfschweißen sein. 35 Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß

&■'■ Ein hierzu bekanntes Verfahren (deutsche Aus- alslswert

I? legeschrift 1006 550) benutzt als Istwert das Inte- 1

I gral des Quadrates der Stromstärke über die f I · R» · dt edet ί Ry-t

gh Schweißzeit, was näberungsweise der zugeführten »

ί Energiemenge entspricht. Ein außerdem noch be- 40 benutzt wird, wobei der Exponent y eine von 1 ver-

I kanntes Verfahrenskontrollgerät arbeitet nach dem schiedene solche Größe hat, daß der Einfluß des

f Verfahren der Spannungsintegration und benutzt als Widerstandss R auf den angezeigten Istwert minde-

^ Istwert das Integral aus I-R-dt oder das reine stens gleichwertig zum Einfluß des Stromes/ und/ ^:

<§, ' -. Produkt aus Momentanwerten / · R · t, worin / der Dder der Schweißzeit t «al den angezeigten Istwert 1*1 Sekundärs-.hweißstrom (Ampere), R der Widerstand 45 wird.

\_Λ zwischen den Elektroden (Ohm) und r die Schweiß- Selbstverständlich wird an der erfindungsgemäßen

zeit (see) ist. Lehre nicht geändert, wenn in mathematischen Um-

Die Güte des Schweißergebnisses kann z. B. beim Wandlungen in der allgemeinsten Form I^x ■ Ry -1* Punktschweißen an Kriterien wie Punktdurchmes- derselbe Grundsatz gewahrt bleibt.

||; ^ser» Eindringtiefe der Linsen, Eindrucktiefe der so Ein Ausführungsbdspiel der Erfindung sei beim

Elektroden, Scherzi gkraft, Torsionsmoment, Biege- Punktschweißen zweier Bleche aus unbeschichtetem wechselkraft, Kopfzugkraft beurteilt werden. Das Stahl von ungefähr 2 mm Dicke erläutert. Hierfür Schweißergebnis hängt von einer Vielzahl von ist der übliche Wert für den Sekundärschweiß-CröBen ab_: wie z.B. Form der zu schweißenden strom/=13000Ampere. Der Widerstand/? zwi-Bleche. Randabstand, Blechgüte und -oberfläche, 55 sehen den Elektroden beträgi dabei etwa 100 MikroBeschaffenheit und Form der Elektroden, Elektroden- Ohm, die Schweißzeit t wird mit 0,3 see gewählt kraft, Schweißstrom, Stromzeit, Pausenzeit, Nach- Durch Verändern des Schweißstromes kann dabei *_f,y preßzeit, Wasserkühlung, Maschineneinrichtung und die dem bloßen Kleben der Bleche entsprechende -einstellung, Handfertigkeit des Schweißers. Dabei untere Stromgrenze rait HOOO Ampere und die dem ~ können sich im Laufe des Schweißprozesses einzelne 60 Verbrennen entsprechende obere Stromgrenze mit «fy. Größen noch verschieben, z. B. die Wärmeerzeugung 15 000 Ampere ermittelt werden. Daraus ergeben · und -ableitung. Das Schweißergebnis und dessen sich aus dem Produkt If-R-11>ei gleichem WiderGüte ergeben sich also als Funktion einer Vielzahl stand R und gleicher Schweißzeit ί 330 bzw. ^₁ von nicht voneinander trennbaren Vorgängen und 450 mVs als Anzcjgewert für den unteren und obe-Einflußgrößen. 65 ren Grenzwert. Durch beispielsweise Veränderung *

Für die Überwachung des Sehweißprözesses sind der Elektrodenkraß werden bei gleichgehaltenem ^wr jedüch Bur schnell genug meßbare Größen wie der Strom/ von 13 000 Ampere die dem Kleben bzw. ' Schweißstrom oder die elektrische Spannung od. dgl. Verbrennen entsprechende untere bzw. obere Gfeffiiö ^?>ί ■'■'' '■ ' Ά*