DE3113250C2 - Verfahren zur Regelung des Schweißstroms bei Widerstandsschweißungen - Google Patents

Verfahren zur Regelung des Schweißstroms bei Widerstandsschweißungen

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Abstract

Widerstandsschweißregler zur dynamischen Regelung des Schweißstromes und der Schweißzeit, um einen Sollwert ΔR zu erreichen. Der Widerstand an den Schweißelektroden, wird durch den Regler während der Aufheizphase des Schweißvorgangs überwacht und mit den Sollwerten für den minimalen Widerstand (Rmin) und der Widerstandsänderungsgeschwindigkeit (dR/dt) verglichen. Wenn die Istwerte für Rmin und dR/dt in einem bestimmten Verhältnis zu den Sollwerten stehen, erfolgt eine dynamische Korrektur bei der Einstellung der Steuerung des Wärmegrades. Der Schweißvorgang wird dann auf dem korrigierten Schweißstrompegel solange fortgesetzt, bis der Sollwert ΔR erreicht ist. Wenn bei Beendigung des Schweißvorganges die Istschweißzeit größer ist als die Sollschweißzeit, so erfolgt eine weitere Korrektur des Schweißstromes in Vorbereitung für den nächsten Schweißgang. Außerdem kann der Regler neu gerichtete Schweißelektroden erkennen und automatisch darauf ansprechen, indem er zum ursprünglichen Schweißplan zurückkehrt.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Schweißstroms bei Widerstandsschweißungen mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.
Beim Widerstandsschweißen ist es bekannt (DE-OS 15 65 808), die Abnahme des Schweißwiderstandes zwischen dem Widerstandsmaximum und dem Widerstandswert am Ende der Schweißung zu messen. Die Schweißung wird beendet, wenn ein vorgegebener Betrag AR gemessen wird. Es ist zwar richtig, daß der Wert für AR ein Maß für die Schweißqualität ist. Um jedoch den vorgegebenen Betrag AR und damit eine gewünschte Schweißqualität zu erzielen, muß bei dem bekannten Verfahren die Schweißzeit geändert werden. U. U., wenn beispielsweise die Schweißelektroden sich im Gebrauch pilzartig verformt haben, muß die Schweißzeit erheblich verlängert werden, um den gewünschten ΛΛ-Weri zu erreichen. Solche Verlängerungen können bei einem einzuhaltenden Zeitplan einer Fließbandfertigung nicht mehr annehmbar sein.
Bei einem anderen bekannten Verfahren (DE-OS 20 10 878) wird dagegen die Anstiegsgeschwindigkeit des Schweißstellenwiderstandes Im Bereich zwischen dem Widerstandsminimum und dem darauffolgenden Widerstandsmaximum gemessen und als Maß für die Güte der Punktschweißung verwendet. Hierbei wird der Schweißstrom In Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwlndigkeil des Widerstandes so geregelt, daß die Schweißzeit etwa konstant gehalten wird. Bei diesem Verfahren wird jedoch der Gütewert AR nicht in den Regelvorgang mit einbezogen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, daß eingangs geschilderte Verfahren so weiterzubilden, daß eine Im wesentliche konstante Schweißzeil erhalten wird, wenn der /ΙΛ-Wert, also der Widerstandsabfall vom Maximum bis zum Ende der Schweißung überwacht wird.
Die genannte Aufgabe Ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Es wild also nach dem Messen des Widerstandsminimums der Schweißstrom Innerhalb der zwischen dem Widerstandsminimum und dem Maximum liegenden Aufheizphase der Schweißstelle so eingeregelt, daß man eine vorgegebene Anstiegsgeschwindigkeit des Widerstandes erhält. Dies trifft jedoch nur dann zu, wenn das gemessene Widerstandsminimum innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches mit einem vorgegebenen Betrag für das Widerstandsminimum übereinstimmt. Dabei Ist vorteilhaft, daß sehr starke Änderungen der Schweißbedingungen, z. B. ein Nacharbeiten der Elektroden oder stark geänderte Eigenschaften der zu verschweißenden Materlallen, nicht zu einer zulässig großen Nachregelung des Schweißstroms führen. Ferner ist damit vermieden, daß der Regler jedesmal naqh einer Wartung der Schweißelektroden neu eingestellt werden muß. Ferner wird die Schweißzeit im wesentlichen konstant gehalten, wobei die Schweißgüte sowohl nach dem Wert AR als auch nach der Anstiegsgeschwindigkeit des Widerstandes überwacht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Flg. 1 ein Blockschaltbild einer Schweißvorrichtung,
Flg. 2 einen Schaltplan des In Fig. 1 dargestellten Reglers und
Flg. 3 mehrere Widerstandskurven zur Erläuterung des Verfahrens zur Einstellung der Schweißleistung.
Im Blockschaltbild der Flg. I Ist eine WlderstandsschwellJvorrlchtung 10 gezeigt. Die elektrische Energie
zum Zusammenschweißen von Werkstücken gelangt an Jie Schweißelektroden 12 durch einen Schweißtransformaior 14, dessen Primärwicklung an eine Wechselspannungsquellc 16 und dessen Sekundärwicklung parallel zu den Schweißelektroden 12 geschaltet ist. Die Erregung der Primärwicklung des Transformators 14 wird durch einen herkömmlichen Zündkreis 18 gesteuert, der von der logischen Befehlsschaltung 20 angesteuert wird. Die Belehlsschaltung 20 bestimmt die Größe des am Schweißtransiormator 14 anliegenden Schweißstromes in Abhängigkeit von der Leistungseinstellung, dem Leistungsfaktor, der Last sowie Schwankungen der Netzspannung, und regelt den Zündwinkel der gesteuerten Halbleitergleichrichter im Zündkreis 18.
Außerdem regelt die Befehlsschaltung 20 den Schweißstrom dynamisch nach einer Analyse und Widerstandswerten der Schweißbuckel und den Geschwindigkeiten der Widerstandsänderung wie nachstehend näher erläutert wird.
Die Belehlsschaltung 20 erhält ein Rückführungssignal für den Widerstandswert an den Schweißelektroden 12 von einem Regler 22. Vor allem berechnet der Regler 22 den Widerstand der Schweißstelle aus der zu den Schweißelektroden 12 abgetasteten Spannung und aus dem der Primärwicklung des Schweißtransformators 14 eingespeisten Schweißstrom. Die Spannung an den Elektroden 12 wird durch einen Trenntransformator 24 abgegriffen, dessen Primärwicklung parallel zu den Schweißelektroden geschaltet ist. Ein der Scheitelspannung proportionales Signal wird dadurch in der Sekundärwicklung des Trenntransformators 24 erzeugt, das mit /:', bezeichnet ist. Der Schweißstrom wird von einem Ringkerntransformator 26 abgegriffen, der magnetisch an die Primärwicklung des Schweißtransformators 14 gekoppelt ist. Daher ist das Ausgangssignal des Transformators 26 proportional dem Strom in der Primärwicklung des Schwelßtransibrmators 14 und wird mit lp gekennzeichnet.
Das Ausgangssignal des Ringkerntransformators 26 gelangt an einen Spitzenmeßkreis 28, der das Stromsignal /,, in seiner maximalen Amplitude abgreift. Wenn der Spilzenmeßkreis 28 den Scheitel der Stromwellenform abgreift, erzeugt er ein Ausgangssignal, das einem Spannungshaltekreis 32 und einem Stromhaltekreis 34 eingespeist wird. Der Spannungshaltekrels 32 tastei die Spitzenspannung /,, ab, wenn er durch das Ausgangssignal des Spltzenmeßkrelses 28 beaufschlagt wird, und der Haltestromkreis 34 tastet das Schweißstromsignal /,,, wenn er durch das Ausgangssignal des Spitzendetektorkreises 28 angesteuert wird. Da der Wert des Strom- :>ignals vom Ausgang des Transformators 26 ein wirklicher Effektivwert ist, muß das Stromsignal zuerst in ein entsprechendes analoges Gleichspannungssignal durch einen Effektiv-Glelchrichter 30 umgewandelt werden, bevor es am Stromhaltekreis 34 anliegt. Der Grund für die Abtastung der Spannung E, und des Stromes lp be! maximalem Strom besteht darin, eine reine Widerstandsanzeige der Kreisimpedanz zu gewinnen, da der induktive Teil der Impedanz fortfällt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Stromes gegenüber der Zeit gleich 0 ist.
Die Ausgangssignale der Haltekreise 32 und 34, die den abgetasteten Momentanwerten E, und lp entsprechen, gelangen an einen Analogteiler 36, der den Analogwert des Signals E, durch den Analogwert des Stromes /,, dividiert. Das analoge Quotientensignal, das proportional dem Widerstand R an den Schweißelektroden 12 ist. wird dann durch einen Analog-Digltalumsetzer 38 in ein entsprechendes Digitalsignal umgewandelt, das an der Befehlsschaltung 20 anliegt.
F i g. 2 zeigt einen Schaltplan des Reglers 22. Das Ausgangsstromsignal /,, der Stromabtastvorrichtung gelangt über einen Absolutwertdetektor 42 auf der Leitung 40 an den Eingang des Spitzenstromabtasters 28. Das Ausgangsspannungssignal E, des Trenntransformators, das an den Schweißelektroden anliegt, gelangt auch zunächst an einen Absolutwertdetektor 44. Das ίο Ausgangssignal des Spitzenstromabtasters 28 liegt über eine Leitung 46 an den Eingängen zweier UND-Glieder 48 und 52 an, deren Ausgänge an die Steueranschlüsse von zwei Analogschaltern 50 und 54- geführt sind. Das Stromsignal auf der Leitung 40 wird auch dem Effektiv-Gleichrichter 30 eingespeist. Der Analogschalter 54 ist zwischen dem Effektiv-Gleichrichter 30 und den Stromhaitekreis 32 geschaltet. Auch der Analogschalter 50 Ist zwischen den Eingang des Absolutwertdetektors 44 und des Spannungshaltekreises 34 geschaltet. Somit tastet der Stromhaltekreis 32 das Schweißstromsignal /p, wenn der Analogschalter 54 durchsteuert, und der Spannungshaltekrels 34 tastet das Spitzentspannungssignal E1 ab, wenn der Analogschalter 50 durchsteuert.
Der leitende Zustand des Analogschalters 50 wird durch das UND-Glied 48 gesteuert, dessen zweiter Eingang an die Nachlauf'impulsleitung 60 geführt ist. Die Vorlauf- und Nachlaufimpulse auf den Leitungen 58 und 60 sind Rechtecktaktsignale, die aus der Netzspannung durch die logische Befehlsschaltung erzeugt werden und hauptsächlich als Steuerimpulse für die Zündung der beiden gesteuerten Halbgleichrichter im Zündkreis 18 dienen. Das Taktsignaldiagramm zeigt die Taktverhältnisse zwischen der Wellenform der Wechselspannung und den Vorlauf- bzw. Nachlaufimpulsen. Wenn somit der Detektor 28 die Spitze der Stromwellenform während der Nachlaufperiode der Wellenform der Wechselspannungsleitung abtastet, dann wird das Ausgangssignal des UND-Gliedes hochpegelig, wodurch der Analogschalter 50 durchsteuert und den Haltekreis 34 beaufschlagt, wobei der Momentanwert der Spitzenspannung E1 abgetastet wird. Der Haltekreis 34 wird durch den sich entladenden Kondensator C2 über die Diode Dl gelöscht, die an den Ausgang eines NAND-Gliedes 56 geführt ist. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 56 wird niederpege-Hg, wodurch sich der Kondensator Cl entlädt, wenn eine Stromspitze während des Vorlaufteiles der Wellenform der Netzwechselspannung abgegriffen wird.
Die Durchsteuerung des Analogschalters 54 wird auch durch das Ausgangssignal des Spitzenstromdetektors 28 gesteuert, so daß der Stromhaltekreis 32 den Momentanwert des Schweißstromsignals lp zum gleichen Zeitpunkt abtastet, zu dem das Spitzenspannungssignal E1 abgetastet wird. Der Haltestromkreis 32 wird ebenso durch den sich entladenden Kondensator Cl über die Diode D\ gelöscht, die an den Ausgang eines monostabilen Vibrators 62 geführt ist. Dieser erzeugt einen Löschimpuls von einer bestimmten Dauer auf der Leitung 64, wenn er durch ein hochpegellges Signal auf der Leitung 66 vom Ausgangssignal eines Ä-S-Fllpflops 72 angesteuert wird, der aus den NAND-Gliedern 68 und 70 besteht. Der Anschalteingang (5) des Λ-S-Flipflops 72 und der Löscheingang R dieses Flipflops sind über eine Inversionsstufe 78 an eine Signalleitung 76 für das Ende der gegengerichteten elektromotorischen Kraft gerichtet. Ein niederpegellges Signal auf der Leitung 74 wird durch die logische Befehlsschaltung erzeugt, wenn die Netzwechselspannung Null durchlauft. Die Leitung 76 ist an die Sekundärwicklung eines Transformators für die Abta-
stung der rückwärtsgerichteten EMK geführt, dessen Primärwicklung parallel zu den Anoden der gesteuerten Halbleitergleichrichter im Zündkreis geschaltet ist. Daher wird ein hochpegeliges Signal auf der Leitung 76 durch den Abtasttransformator für die rückwärtsgerichtete EMK annähernd am Nulldurchgangspunkt der Stromwellenform erzeugt, wenn der angesteuerte Halbleitergleichrichter sperrt. Somit Ist es offensichtlich, daß der Λ-5-Flipflop 72 am Nuiidurchgangspunkt der Spannungswellenform beaufschlagt und etwa am Nulldurchgangspunkt der Stromwellenform gelöscht wird.
Die abgetasteten Momentanwerte für Strom lp und Spannung E, an den Ausgängen der Haltekreise 32 und 34 werden einem Analogteller 36 eingespeist, der den Spannungswert durch den Stromwert teilt und ein analoges Ausgangssignal an eine Leitung 37 abgibt, das proportional dem Widerstand an den Schweißelektroden ist. Das analoge Widerstandssignal R auf der Leitung 37 wird schließlich in ein paralleles 8-Blt-Digltalsignal umgesetzt, das am Mikrocomputer In der Befehlsschaltung 20 anliegt.
Anhand der Flg. 3 wird das Verfahren der dynamischen Regelung des Schweißstromes und der Schweißzeit näher erläutert. Fig. 3 zeigt Beispiele für verschiedene über der Zeit aufgetragene Schweißstellen-Widerstandskurven. Zur Erklärung wurden die Unterschiede zwischen den einzelnen Kurven stark übertrieben. Eine normale Widerstandskurve isi durch eine anfängliche Widerstandsabnahme von einem hohen Widerstandwert aus gekennzeichnet, der hauptsächlich durch den anfänglichen Übergangswiderstand bestimmt wird, wenn die Schweißelektroden die Werkstücke zusammendrücken, bis zu einem minimalen Widerstandswert, der Im folgenden mit »/?„,„« bezeichnet wird. Anschließend steigt die Widerstandskurve, wenn sich die Werkstücke der Schmelztemperatur nähern, worauf die Kurve langsam abfällt, wenn sich die Schweißlinse bildet. Der prozentuale Abfall des Widerstandes während des Wachstums der Schweißlinse wird als Δ-R-Wert der Schweißung bezeichnet.
In der Widerstandsschweißtechnik ist es bekannt, daß die Qualität einer Schweißung direkt auf den mit der Scliweißung verbundenen Δ-R-Wert bezogen ist. Ist einmal der J-/?-Wert einer optimalen Schweißung bekannt, so ist es zweckmäßig, diesen J-ft-Wert bei weiteren Schweißungen zu wiederholen. Die Leistungseinsteilung, die anfänglich eine optimale Schweißung ergibt, erbringt nicht unbegrenzt Schweißungen von gleicher Qualität innerhalb der gleichen Schweißzeit. Eher noch als der Abbrand der Schweißelektroden oder ihre püzartige Ausfcrrnur.g durch häufigen Gebrauch erhöht sich die zur Erzielung des Δ-R -Sollwertes benötigte Schweißzeit langsam bei einer konstanten Wärmeeinstellung, bis die Schweißelektroden schließlich so abgenützt sind, daß der Δ-R -Sollwert nicht mehr erreicht werden kann. Wenn dieser Zustand eintritt, müssen die Schweißelektroden entweder nachgearbeitet oder ersetzt werden. Automatische Schweißarbeiten können jedoch keine großen Toleranzen bei der Schweißzeit zulassen. Die Schweißzeiten müssen innerhalb verhältnismäßig enger Toleranzgrenzen liegen, um die Produktionspläne zu erfüllen. Daher ist der Regler dafür ausgelegt, die Widerstandskurve während der anfänglichen Aufheizphase des Schweißganges zu überwachen und dynamisch den Schweißstrom zu ändern, wenn eine größere Änderung der Schweißzeit vorgesehen ist.
Der Schweißregler arbeitet wie folgt. Zunächst werden mehrere Probeschweißungen mit verschiedenen Wärmegrad- und Zeiteinstellungen vorgenommen. Bei Handbetrieb wird der Regler so programmiert, daß er automatisch den Wert Δ R bestimmt, der für jede Probeschwelßung abgelesen wird und diesen Meßwert anzeigt, damit er zusammen mit den entsprechenden Werten für den Wärmegrad (Leistung) und die Schweißzeit registriert werden kann. Anschließend werden die Schweißstellen zerstört, um die beste Schweißung zu ermitteln. Der Wärmegrad, die Schweißzelt und die Δ-R -Werte für die beste Schweißung werden dann In den Regler eingegeben und dort gespeichert. Während der nachfolgenden Schweißungen wird der Regler programmiert, um den Schweißstellenwiderstand zu überwachen und die V/erte Rmin und dRldi werden gespeichert und dienen als SoII-werte.
Der automatische Betrieb des Schwellireglers wird nachstehend näher erläutert, wobei angenommen wird, daß die mit Vollstrich ausgezeichnete Linie »-4« der Flg. 3 die Soll Widerstandskurve darstellt. Die erste Schweißung wird bei der Einstellung für einen gegebenen Wärmegrad begonnen. Der Schweißregler ist so programmiert, daß er den Schweißstellenwiderstand überwacht und den Wert Rmm abgreift. Dann wird der Istwert R1111n mit dem Sollwert Rmi„ verglichen, um festzustellen, ob er innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen liegt. Wenn der Istwert Rml„ Innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, ist der Regler programmiert, den Wert dRldt der Widerstandskurve zu ermitteln und die Einstellung des Wärmegrads entsprechend auf Änderungen des Sollwerts dRldt außerhalb eines gegebenen Toleranzbereiches zu korrigieren. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Schweißreglers sind die dynamischen Korrekturen für die Wärmegradeinstellung während eines Schweißganges auf \% begrenzt, wenn der Sollwert Rml„ innerhalb der Toleranzgrenzen liegt.
Nachdem eine Entscheidung über die Notwendigkeit für die Korrektur des Wärmegrades gefallen ist, läuft das Programm des Reglers zur Überwachung des Schweißwiderstandes wie zur Beendigung der Schweißung weiter, wenn der Sollwert ΔR erreicht 1st. Wesentlich hierbei ist, daß bei einer dynamischen Korrektur der Wärmegradeinstellung während der Schweißung der nachfolgende Schweißgang mit der korrigierten Wärmegradeinstellung beginnt. Es wird also der Istwert Rmi„ gespeichert, wenn er innerhalb der zulässigen Toleranz liegt, und anschließend mit dem vorhergehenden Sollwert Rmin ausgemittelt, um einen neuen Sollwert Rmi„ vor dem Beginn des nächsten Schweißganges festzulegen. Somit wird der Sollwert Rmln nach jedem »erfolgreichen« Schweißgang fortgeschrieben, um die schrittweise Veränderung zu kompensieren, die bei den Widerstandskurven aufeinanderfolgender Schweißgänge infolge des normalen Elektrodenabbrands auftritt. Wenn jedoch der Istwert Rmi„ außerhalb des Toleranzbereiches liegt, dann gelten die Schweißbedingungen als anormal, und der Istwert Rmi„ wird nicht gespeichert und ausgemittelt.
Dieses Verfahren der Überwachung und Regelung der Schweißung bei einem Istwert Rmm innerhalb des Toleranzbereiches wird beispielsweise durch die Widerstandskurven »B« und »C« der Fig. 3 dargestellt. Im Beispiel der Kurve »ß« liegt der Istwert Rml„ etwas unterhalb der Sollgröße, jedoch noch innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen. Wenn dann dRldt gemessen und mit dem Sollwert dRldt verglichen wird, erfolgt sofort eine Erhöhung von \% der Wärmegradeinstellung, um die Widerstandskurve dem Sollwert anzugleichen. Der Regler überwacht weiterhin den Widerstand der Schweißung und beendet dieselbe, wenn der Sollwert AR erreicht ist. In
der Kurve »('« liegt der Istwert «„„■„ etwas über dem entsprechenden Sollwert, jedoch noch innerhalb des Toleranzbereiches. Wenn dann festgestellt wird, daß der Istwert (IRIdi größer ist als der entsprechende Sollwert, erfolgt sofort eine l%ige Verringerung der Wärmegradeinslcllung. Anschließend wird der Schweißwiderstanii überwacht, und die Schweißung beendet, wenn der Sollwert AR erreicht ist. Wie bereits erwähnt, wird der jedem der beiden vorstehenden Beispiele folgende Schweißgang automatisch bei der neuen Wärmegradeinstellung eingeleitet.
Es Ist jedoch möglich, daß die dynamische Korrektur des Schweißstromes während des Schweißganges nicht genügt, um die Sollschweißqualität Innerhalb der SoII-schweißzeit zu erreichen. In diesem Falle kann der Regler die Schweißzeit etwas verlängern, um den Sollwert AR zu erreichen. Um jedoch sicherzustellen, daß solche Verlängerungen der Schweißzeit sich nicht über mehrere aufeinanderfolgende Schweißgänge hin steigern, kann der Regler jeweils nach einem Ende eines Schweißganges eine zweite Bewertung des Schweißstromes vornehmen. Vor allem 1st der Schweißregler programmiert, bei Beendigung einer Schweißung die Istschwelßzcit mit der Sollschweißzeit zu vergleichen. Ist die Istschweißzeit länger als die Sollschweißzelt, wird in der Wärmegradeinstellung ein Zusatz von 1% In Vorbereitung für den nächsten Schweißgang gegeben. Wenn somit beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Schweißreglers der Istwert Rmi„ im Toleranzbereich liegt, dann besieht die größte Änderung der Wärmegradeinstellung vor Beginn des nächstfolgenden Schweißgangs in einer Korrektur von 296.
Unter bestimmten Bedingungen, z. B. bei einer erheblichen Änderung der Werkstoffdicke oder nach einer Zurichtung oder einem Austausch der Schweißelektroden folgt eine starke Änderung der Widerstandswerte, wodurch der Istwert Rmi„ außerhalb des Toleranzbereichcs fällt. In diesem Falle sieht der Regler eine anormale Schweißbedingung. Wenn der Wert Rmi„ außerhalb des Toleranzbereiches liegt, ermittelt das Reglerprogramm zuerst, ob Rmi„ über oder unter der Toleranzgrenze liegt. Liegt er über der Toleranzgrenze, prüft der Regler die Größe dRldt, um zu ermitteln, ob dieser größer oder kleiner ist als der Sollwert dR/dt. Wenn der Istwert dRldt größer ist als der Sollwert dR/dt, so ist es möglich, daß die Elektroden neu zugerichtet wurden, worauf das Reglerprogramm sofort die Rückkehr zum Originalschweißplan verlangt, d. h. zum ursprünglichen Sollwert Rm„ und zur ursprünglichen Wärmegradeinstellung. Der Regler fährt dann fort wie bisher, den Schweißwiderstand zu überwachen und den Schweißvorgang nach Erreichen des Sollwertes AR zu beenden. Dieser Vorgang ist in Flg. 3 durch die Widerstandskurve »D« gezeigt. Da der Sollwert Rm,„ wegen der langsamen pilzförmigen Ausbildung der Elektroden im Laufe der Zeit langsam abgenommen hat, fällt der Istwert Rmi„ nach dem Zurichten der Elektroden wieder mit dem ursprünglichen Sollwert Rmm (Kurve ■)) zusammen, die jetzt über den Toleranzgrenzen des letzten Sollwertes Rmi„ verläuft. Somit deckt sich die Kurve »£>« der Flg. 3 mit der ursprünglichen Sollkurve A, bis Rmjll erreicht ist. Der Istwert dR/dt für die Kurve D ist jedoch wegen des Wärmegrades höher als der /?,„,„ folgende Sollwert dR/dt, da der ebenfalls In den letzten Schweißgängen erhöhte Wärmegrad jetzt höher ist als die originale Wärmegradeinstellung, die die ursprüngliche Sollwiderstandskurve A erzeugte.
Wenn jedoch der Istwert dRldt kleiner ist als der entsprechende Sollwert, so ist anzunehmen, daß ein unterschiedlicher Werkstoff vorliegt, wobei der Regler programmgemäß einfach darauf wartet, daß der Sollwert AR erreicht ist und einen Alarm auslöst. Dieser Vorgang ist in F i g. 3 durch die Widerstandskurve »£« dargestellt. Man erkennt daher, daß der erfindungsgemäße Schweißregler erkennen kann, wenn die Schweißelektroden nachgearbeitet wurden und darauf automatisch anspricht. Indem er sofort zum ursprünglichen Schweißplan zurückkehrt, wodurch der Regler nicht jedesmal wieder neu eingerichtet zu werden braucht, wenn die Schweißelektroden gewartet werden.
Wenn der Istwert Rmm unterhalb der Toleranz liegt, dann ermittelt der Regler programmgemäß zuerst, ob ein gültiger Wert dRldt für die abgetastete Widerstandskurve anliegt. Ist die Kurve »flach«, so steht zu vermuten, daß kein Werkstück vorhanden Ist, und der Regler erzeugt einfach ein Alarmsignal. Ist ein gültiger Wert dR/dt vorhanden, dann ermittelt der Regler, ob er über oder unter der Toleranzgrenze liegt. Liegt der Istwert dR/dt unterhalb der Toleranzgrenze, so wird die Wärmegradeinstellung erhöht, und der Schweißvorgang überwacht, bis der Sollwert AR erreicht ist. Wenn der Istwert dRldt jedoch über der Toleranzgrenze liegt, so liegt es nahe, daß der Werkstoff beschichtet ist, worauf der Regler programmgemäß wieder einfach darauf wartet, daß der Sollwert AR erreicht werde, bevor der Schweißgang beendet wird. Dieser Zustand ist in Fi g. 3 durch die Widerstandskurve »F« dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, daß der Sollwert Rmi„ nicht verändert wird, wenn der Istwert Rmin außerhalb des Toleranzbereiches liegt, ausgenommen in dem Fall, wenn der ursprüngliche Schweißplan wieder aufgenommen wird. Auf diese Weise kann die Sollwiderstandskurve nicht irrtümlich nur aufgrund eines einzigen anormalen Schweißzustandes verzerrt werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Regelung des Schweißstroms bei Widerstandsschweißungen, bei welchem
a) der elektrische Widerstand an der Schweißstelle aus der an den Schweißelektroden liegenden Spannung und dem Schweißstrom wiederholt berechnet und sein zeitlicher Verlauf überwacht wird und
b) der Schweißstrom abgeschaltet wird, wenn der Schweißstellenwiderstand ein Minimum sowie anschließend ein Maximum durchlaufen hat und dann um einen vorgegebenen Betrag A R unter das Widerstandsmaximum abgefallen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) das bei einer Schweißung gemessene Wider-Standsminimum (Rmi„) mit einem vorgegebenen Betrag des Widerstandsminimums und die Anstiegsgeschwindigkeit (dRldt) der Widerstandszunahme im Bereich zwischen dem Widerstandsminimum und dem Widerstandsmaximum mit einem vorgegebenen Betrag verglichen werden und
d) der Schweißstrom abhängig vom Vergleich der Anstiegsgeschwindigkeit um vorbestimmte Beträge erhöht bzw. verringert wird, wenn das gemessene Widerstandsminimum Innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches unter oder über dem vorgegebenen Betrag des Widerstandsminimums Hegt.
35
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bis zum Abfall des Schweißstellenwiderstandes unter das Wlderstandsmaxtmum um einen vorgegebenen Betrag verstrichene Zeit, also die zur Durchführung der Schweißung benötigte IsUichwelßzelt, gemessen und mit einer Sollschweißzeit verglichen wird und eine Änderung der Voreinstellung des Schweißstromes um einen vorbestimmten Betrag für die nachfolgende Schweißung gemäß dem Unterschied zwischen Istschweißzeit und Sollschweißzeit erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gemessene, innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegende Widerstandsminimum mit dem vorgegebenen Betrag einer vorhergehenden Schweißung ausgemittelt wird, um einen neuen vorgegebenen Betrag für die nächstfolgende Schweißung festzulegen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Betrag des Wider-Standsminimums unverändert beibehalten wird, wenn das gemessene Widerstandsminimum außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches Hegt und in Abhängigkeit vom Istwert der Anstiegsgeschwindigkeit des Schweißwiderstandes Alarm ausgelöst oder durch Änderung oder Belassung des Schweißstromes versucht wird, die Sollwiderstandskurve wiederherzustellen.
DE3113250A 1980-04-02 1981-04-02 Verfahren zur Regelung des Schweißstroms bei Widerstandsschweißungen Expired DE3113250C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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DE3113250A1 DE3113250A1 (de) 1982-04-01
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