DE2525502A1

DE2525502A1 - Vorschubsteuerung

Info

Publication number: DE2525502A1
Application number: DE19752525502
Authority: DE
Inventors: Fred Emil Schalch; Anton Szoeky
Original assignee: Runtal Holding Co SA
Current assignee: Runtal Holding Co SA
Priority date: 1974-06-21
Filing date: 1975-06-07
Publication date: 1976-01-08
Also published as: FR2275269B1; NL184353C; NL184353B; CH572375A5; NL7507444A; FR2275269A1; GB1509416A; JPS6124112B2; JPS5129345A

Description

Patenton

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5 Köln 1, D_t.-Jiniji-.:.:.v:us

Runtal Holding Co. SA, Glarus (Schweiz)

Vorschubsteuerung

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Yerfahren und Einrichtung zur Steuerung des Schweissbeginns und des Schweissendes beim kontinuierlichen Widerstands chweis sen.

Die Erfindung betrifft ein Yerfahren zur Steuerung des Schweissbeginns und des Schweissendes beim kontinuierlichen Widerstandschweissen mittels Wechselstrom auf einer Rollenschweissmaschine. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Herstellung von Gebinden, beispielsweise von Weissblechdosen aus einem zylindrischen Mantel und einem eingefalzten Boden bediente man sich bei den bisher bekannten Yerfahren zur Erzielung einer Dichtnaht mit Vorteil der sogenannten Widerstandsrollnahtschweissung, die als üeberiappschweissung eine Folge von Punktschweissungen ist, wobei während jeder Halbwelle des dafür verwendeten Wechselstroms ein Schweisspunkt gesetzt wird. Dieser Schweisspunkt hat in der Transportrichtung des zu
schweissenden Werkstückes ein bestimmtes längenmass, das sich aus der Geschwindigkeit der Transportvorrichtung
der Rollenschweissmaschine bei einer bestimmten Frequenz des Wechselstroms ergibt und beispielsweise bei einer
Transportgeschwindigkeit von 15 m/min, und 50 Hertz
Wechselstrom 2,5 mm beträgt. Die Schweisspunkte mit dieser Länge liegen dann in einer Linie nebeneinander längs der sich überlappenden Ränder des zu schweissenden Werkstückes .

Bei der bis heute üblichen Methode ist es dabei jedoch unvermeidbar, dass am Anfang und/oder am Ende der
Schweissnaht ein Schweisspunkt gerade auf die Kante zu
liegen kommt, so dass er sich nur noch zu einem Teil auf

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dem zu verschweissenden Werkstück befindet, was zu einer Verbrennung dieser Kante führt. Ist das zu verschweissende Werkstück beispielsweise eine sogenannte Zarge, die die Mantelfläche einer derart herzustellenden Blechdose bildet, welche Zarge nachfolgend durch Einfalzen mit einem Boden versehen wird, so machen sich die Nachteile verbrannter Kanten beim Einfalzen dieses Bodens besonders bemerkbar, da Undichtheiten entstehen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand daher darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit welchen verhindert wird, dass ein Schweisspunkt auf die Kante am vorderen oder hinteren Ende eines Werkstückes fallen kann, welches eine Rollenschweissmaschine durchläuft. Dabei kommt es demnach darauf an, die Frequenz des Schweissstromes und die .Transportgeschwindigkeit des su schweissenden Werkstückes richtig aufeinander abzustimmen.

Das Verfahren zur Steuerung des Schweissbeginns und des Schweissendes beim kontinuierlichen Widerstandsschweissen mittels Wechselstrom auf einer Rollenschweissmaschine ist daher erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Schweissstelle vorgelagerten und vom zu schweissenden Werkstück zu durchlaufenden Messstelle die zeitliche Position des voranlaufenden und des nachlaufenden Endes des zu schweissenden Werkstückes in bezug auf die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes ermittelt wird und dass mittels eines den ermittelten Wert verarbeitenden Rechners die Geschwindigkeit des zu schweissenden Werkstückes und die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes einander derart angepasst werden, dass der erste und der letzte Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand vom voranlaufenden bzw.

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nachlaufenden Ende des zu schweissenden Werkstückes zu liegen kommt. Zweckmässig benutzt man einen Schweissstrom mit konstanter Frequenz, so dass die Geschwindigkeit des Werkstückes anzupassen ist, und zwar zweckmässig in der Weise, dass die Geschwindigkeit eines Antriebsmotors einer das Werkstück der Schweissrolle zuführenden Transportvorrichtung mittels des Rechners derart geregelt wird, dass der erste Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand vom voranlaufenden Ende des Werkstückes zu liegen kommt, und dass ferner die Geschwindigkeit eines Antriebsmotors der Schweissrolle mittels des Rechners derart geregelt wird, dass der letzte Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand vom nachlaufenden Ende des Werkstückes zu liegen kommt. Das zu schweissende Werkstück wird also von der Transportvorrichtung an die Schweissrollen übergeben, die den Weitertransport übernehmen, wobei im Hinblick auf die richtige lage des ersten Schweisspunktes die Geschwindigkeit der Transportvorrichtung zu regeln ist und im Hinblick auf den letzten Schweisspunkt die Geschwindigkeit der Schweissrollen geregelt werden muss. Das setzt voraus, dass die Schweissrollen und die Transportvorrichtung voneinander unabhängig angetrieben werden.

Damit die die gesamte Einrichtung kontinuierlich nacheinander durchlaufenden Werkstücke in einem möglichst kurzen und richtigen Abstand aufeinander folgen, kann in weiterer Ausgestaltung des Yerfahrens zweckmässig in einer zweiten, vor der ersten liegenden Messstelle der Abstand der aufeinanderfolgend der Schweissstelle zugeführten Werkstücke ermittelt werden, mit dem Ziel, dass nach Uebergabe des Werkstückes von der Transportvorrichtung an die Schweissrolle die Geschwindigkeit des An-

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triebsmotors der Transportvorrichtung mittels des Rechners derart geregelt wird, dass der Abstand zum nachfolgenden Werkstück auf ein Minimum reduziert wird.

Die Einrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens muss daher Mittel aufweisen, die in einer der Schweissstelle vorgelagerten und vom zu schweissenden Werkstück zu durchlaufenden Messstelle die zeitliche Position des voranlaufenden sowie des nachlaufenden Endes des zu schweissenden Werkstückes in Bezug auf die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes feststellen, und sie muss ferner einen Rechner aufweisen, mittels dessen die Geschwindigkeit des zu schweissenden Werkstückes und die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes im Hinblick auf die richtige Lage des ersten und letzten Schweisspunktes einander angepasst werden.

Zweckmässig verwendet man in der Praxis einen Schweissstrom mit konstanter Frequenz. Die für diesen Fall erforderliche Einrichtung zur Steuerung des Werkstück-Vorschubs einer Rollenschweissmaschine weist zweckmässig eine vom Antrieb der Schweissrollen unabhängig antreibbare Transportvorrichtung zum Zuführen des zu schweissenden Werkstückes zu den Schweissrollen mittels Fördergliedern auf, welche bis zur Uebergabe des Werkstückes an die Schweissrollen mit dem Werkstück in Eingriff sind, bei welcher Einrichtung ferner die Mittel zum Erfassen der zeitlichen Position des voranlaufenden sowie des nachlaufenden Endes des Werkstückes in Bezug auf die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes vorzugsweise zwischen dem Förderendpunkt.der Transportvorrichtung und den Schweissrollen angeordnet sind und mit

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• G.

dem Rechner in Verbindung stehen, welcher Rechner wiederum mit dem Antriebsmotor der Transportvorrichtung in Verbindung steht, um dessen Geschwindigkeit derart zu regeln, dass der erste Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand vom voranlaufenden Ende des Werkstückes zu liegen kommt, und welcher Rechner ferner mit dem Antriebsmotor der Schweissrolle in Verbindung steht, um dessen Geschwindigkeit derart zu regeln, dass der letzte Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand vom nachlaufenden Ende des Werkstückes zu liegen kommt.

Unter dem Rechner wird hier eine Einheit verstanden, zu der verschiedene die Aufgabe eines Rechners ausführende Elemente gehören können, die zwischen den einzelnen Messstellen und den Antriebsmotoren der Transportvorrichtung und der Schweissrollen geschaltet und funktionell zu einer Einheit verbunden sind.

Nachfolgend wird anhand einer schematischen Darstellung die Einrichtung zur Steuerung des Werkstück-Vorschubs einer Rollenschweissmaschine näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Prinzipskizze der Rollenschweissmaschine mit dem Blockschema der Steuerungselemente;

Fig. 2 das Prinzip der Rollnahtschweissung an einem ausschnittweise und in Draufsicht dargestellten Werkstück in grösserem Massstab.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Rollenschweissmaschine weist ein Schweissrollenpaar mit den Schweissrollen 1 und 2 auf, von denen die Schweissrolle 2 durch einen Antriebsmotor 3 angetrieben ist. Eine im Abstand

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vor den Schweissrollen angeordnete Transportvorrichtung 4 weist zwei Kettenräder 5 und 6 auf, von denen das eine Kettenrad 5 durch einen Antriebsmotor 7 angetrieben ist. Eine über beide Räder geführte Förderkette 8 trägt in Abständen Förderglieder 9, die kontinuierlich Werkstücke 10 in Richtung gegen die Schweissrollen 1, 2 transportieren. Die zu schweissenden Werkstücke sind Blechstreifen, deren mit Ueberlappung aufeinanderliegende Enden durch Rollnahtschweissung zusammengefügt werden, um dabei eine Dichtnaht zu erhalten. Jeder zusammengeschweisste Blechstreifen bildet den Mantel einer Dose, die durch Einfalzen eines Bodens in einem nachfolgenden Arbeitsgang entsteht. Der zu verschweissende Grundkörper der Dose wird auch als Zarge bezeichnet und im nachfolgenden so genannt.

Der Antriebsmotor 3'der Schweissrolle und der Antriebsmotor 7 der Transportvorrichtung sind unabhängig voneinander steuerbar. Die Schweissung erfolgt mit Wechselstrom, wobei pro Halbwelle des Wechselstroms ein Schweisspunkt entsteht. Bei einer bestimmten Transportgeschwindigkeit lässt sich errechnen, welche Abmessung der Schweisspunkt in der Richtung der Transportbewegung besitzt. Der Sinn der hier beschriebenen Einrichtung ist zu verhindern, dass ein Schweisspunkt direkt am vorderen oder hinteren Ende der Zarge auf die Kante des Blechs zu liegen kommt, was dazu führt, dass das Material dort verbrennt. Bezüglich der Länge der einzelnen Zargen bestehen gewisse Toleranzen, so dass bei konstanter Transportgeschwindigkeit die Schweisspunkte gerade an die verkehrte Stelle gesetzt werden können.

Um nun den Vorschub der Zarge zu steuern, befindet sich zwischen den Schweissrollen 1, 2 und dem Kettenrad

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der Transportvorrichtung 4 eine Messstelle 11 in Form einer Lichtschranke oder einer entsprechenden Einrichtung, welche das voranlaufende sowie das nachlaufende Ende der Zarge passiert. Beim Passieren dieser Messstelle wird die zeitliche Position des voranlaufenden wie des nachlaufenden Endes der Zarge in bezug auf die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes ermittelt. Ein Rechner 12, der einerseits als Bezugsgrösse die Schweissfrequenz und andererseits das Signal der Lichtschranke zugeleitet erhält, stellt die erforderliche Veränderung der Yorschubgeschwindigkeit fest und gibt ein Steuersignal an den Antriebsmotor 7 der Transportvorrichtung 4, so dass die Geschwindigkeit verändert wird, damit der erste Schweisspunkt bei der Zarge 11 in einem Abstand A vom vorderen Ende der Zarge zu liegen kommt, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Sobald die Zarge von den Schweissrollen erfasst worden ist, übernehmen die Schweissrollen auch den Weitertransport der Zarge, und das Förderglied 9 der Transportvorrichtung befindet sich nicht mehr im Eingriff mit der Zarge.

Wenn das nachlaufende Ende der Zarge die Messstelle 11 passiert, erfolgt ein analoger Vorgang über den Rechner 12, wobei Jedoch jetzt der Antriebsmotor 3 der Schweissrolle derart geregelt wird, dass der letzte Schweisspunkt im Abstand A¹ vom nachlaufenden Ende der Zarge zu liegen kommt, wie aus Fig. 2 hervorgeht.

In einer der zuvor geschilderten entsprechenden Weise wird auch der Abstand der aufeinanderfolgend durch die Transportvorrichtung zugeführten Zargen derart geregelt, dass dieser Abstand möglichst klein ist, wodurch sich die Leistungsfähigkeit der gesamten Anlage verbessern

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lässt. Zu diesem Zweck ist eine vor der ersten liegende zweite Messstelle 13 im Bereich der Transportvorrichtung vorgesehen, die ebenfalls eine Lichtschranke aufweist, von der der Rechner 12 ein Signal erhält, so dass der Rechner nach Uebergabe der voranlaufenden Zarge von der Transportvorrichtung an die Schweissrollen die Geschwindigkeit des Antriebsmotors der Transportvorrichtung derart regeln kann, dass der Abstand zur nachfolgenden Zarge auf ein Minimum reduziert wird.

Mit der zuvor beschriebenen Einrichtung ist es erstmals möglich, eine Widerstandsrollnahtsehweissung mit zur Schweissfrequenz synchron geregeltem Vorschub durchzuführen, so dass genaue Abstände des ersten und letzten Schweisspunktes vom Rand des zu schweissenden Werkstückes eingehalten werden können. Dieser Vorteil wirkt sich besonders auch auf die an die Schweissung sich anschliessenden Arbeitsgänge aus, bei denen durch ungenaue Schweissung verursachte Fehler bisher unvermeidbar waren.

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Claims

Patentansprüche

V 1 .^erfahren zur Steuerung des Schweissbeginns und des Schweissendes beim kontinuierlichen Widerstandsschweissen mittels Wechselstrom auf einer Rollenschweissmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer der Schweissstelle vorgelagerten und vom zu schweissenden Werkstück zu durchlaufenden Messstelle die zeitliche Position des voranlaufenden sowie des nachlaufenden Endes des zu schweissenden Werkstückes in bezug auf die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes ermittelt wird und dass mittels eines den ermittelten Wert verarbeitenden Rechners die Geschwindigkeit des zu schweissenden Werkstückes und die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes einander derart angepasst werden, dass der erste und der letzte Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand vom voranlaufenden bzw. nachlaufenden Ende des zu schweissenden Werkstückes zu liegen kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, zur Steuerung des Werkstück-Vorschubs einer Rollenschweissmaschine bei konstanter Frequenz des Schweissstromes, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit eines Antriebsmotors einer das Werkstück der Schweissrolle zuführenden Transportvorrichtung mittels des Rechners derart geregelt wird, dass der erste Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand (A) vom voranlaufenden Ende des Werkstückes zu liegen kommt, und dass die Geschwindigkeit eines Antriebsmotors der Schweissrolle mittels des Rechners derart geregelt wird, dass der letzte Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand (A¹) vom nachlaufenden Ende des Werkstückes zu liegen kommt.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten, vor der ersten liegenden Messstelle der Abstand der aufeinanderfolgend der Schweissstelle zugeführten Werkstücke ermittelt wird, und. dass nach Uebergabe des Werkstückes von der Transportvorrichtung an die Schweissrolle die Geschwindigkeit des Antriebsmotors der Transportvorrichtung mittels des Rechners derart geregelt wird, dass der Abstand zum nachfolgenden Werkstück auf ein Minimum reduziert wird.
4· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 an einer Rollenschweissmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (11) aufweist, die in einer der Schweissstelle vorgelagerten und vom zu schweissenden Werkstück zu durchlaufenden Messstelle die zeitliche Position des voranlaufenden sowie des nachlaufenden Endes' des Werkstückes in bezug auf die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes feststellen, und dass sie ferner einen Rechner (12) aufweist, mittels dessen die Geschwindigkeit des zu schweissenden Werkstückes und die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes einander derart angepasst werden, dass der erste und der letzte Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand vom voranlaufenden bzw. nachlaufenden Ende des zu schweissenden Werkstückes zu liegen kommt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4 zur Steuerung des Werkstück-Vorschubs einer Rollenschweissmaschine bei konstanter Frequenz des Schweissstromes, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine vom Antrieb (5) der Schweissrollen (1, 2) unabhängig antreibbare Transportvorrichtung (4) zum Zuführen des zu schweissenden Werkstückes (1C)

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zu den Schweissrollen mittels Fördergliedern (9) aufweist, welche bis zur Uebergabe des Werkstückes an die Schweissrollen mit dem Werkstück in Eingriff sind, und dass die Mittel (11) zum Erfassen der zeitlichen Position des voranlaufenden sowie des nachlaufenden Endes des Werkstückes in bezug auf die Frequenz und Phasenlage des Schweissstromes zwischen dem Förderendpunkt der Transportvorrichtung und den Schweissrollen angeordnet sind und mit dem Rechner (12) in Verbindung stehen und der Rechner mit dem Antriebsmotor (7) der Transportvorrichtung (A) in Verbindung steht, um dessen Geschwindigkeit derart zu regeln, dass der erste Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand (A) vom voranlaufenden Ende des Werkstückes (10) zu liegen kommt, und dass der Rechner (12) ferner mit dem Antriebsmotor (13) der Schweissrollen (1, 2) in Verbindung steht, um dessen Geschwindigkeit derart zu regeln, dass der letzte Schweisspunkt jeweils in einem einstellbaren Abstand (A') vom nachlaufenden Ende des Werkstückes zu liegen kommt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die in der Messstelle zwischen dem Förderendpunkt der Transportvorrichtung (4) und den Schweissrollen (1, 2) angeordneten Mittel eine Lichtschranke (11) aufweisen.
7· Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Transportvorrichtung (4) vor dem Förderendpunkt der Förderglieder (9) an einer zweiten Messstelle weitere Mittel (13) zur Feststellung des Abstandes aufeinanderfolgend transportierter Werkstücke vorgesehen sind, und dass diese Mittel mit dem

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Rechner (12) in Verbindung stehen und der Rechner mit dem Antriebsmotor (7) der Transportvorrichtung (4) zwecks Veränderung der Transportgeschwindigkeit in Verbindung steht, um jeweils nach Uebergabe des Werkstückes von der Transportvorrichtung an die Schweissrollen den Abstand zum nachfolgenden Werkstück auf ein Minimum zu reduzieren.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der zweiten Messstelle angeordneten Mittel zur Feststellung des Abstandes aufeinanderfolgend transportierter Werkstücke eine Lichtschranke (13) aufweisen.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5 > dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (3) der Schweissrollen (1, 2) und der Transportvorrichtung (4) jeweils ein elektronisch gesteuerter Regel- oder Schrittmotor ist.

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