DE3129170A1

DE3129170A1 - Punktschweissmaschine

Info

Publication number: DE3129170A1
Application number: DE19813129170
Authority: DE
Inventors: Nobuo Yokohama Kanagawa Sugimoto
Original assignee: ARO Machinery Co Ltd
Current assignee: ARO Machinery Co Ltd
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1981-07-21
Publication date: 1982-03-11
Also published as: US4403132A; JPS5752578A; FR2487712B3; FR2487712A1

Description

Punkt s chwe ißmas chine

Die Erfindung bezieht sich, auf elektrisches Punktschweißen. Beim Regeln des Punkt schweiß ens ist es "bekannt, die Widerstandsveränderung der Schweißperle mittels Sensorenleitungen zu überwachen, die mit den Schweißelektroden oder mit den Schweißstromleitungen an den Elektroden verbunden sind. Es besteht das Problem, daß, wenn die Hauptschweißstromleitungen und die Sensorenleitungen zusammen am Arm der Schweißmaschine zurückgeführt werden,die die Elektroden trägt, induktive Kopplungen auftreten, die das Sensorensignal schädlich beeinflussen. Das Problem ist besonders dann schwerwiegend, wenn große Stücke, z.B. Türen, flugzeugflügel, Platten usw. geschweißt werden sollen, was einen langen Schweißarm mit einer tiefen Einkehlung zur Aufnahme des Werkstücks erfordert.

Die induktive Kopplung wird verringert, wenn die Sensorenleitungen, mit den Hauptstromleitungen am Schweißarm weiter hinten verbunden sind. Dies ergibt jedoch eine höhere Spannung an den Sensorenleitungen und eine entsprechende Verringerung des Verhältnisses dieser Spannung zum Schweißperlenspannungsabfall, was es sehr schwierig macht, den Schweißperlenspannungsabfall zu messen, wenn die Sensorenleitungen zurück bewegt werden.

Die induktive Kopplung kann vermieden werden, wenn die Sensorenleitungen nicht am Schweißarm zurücklaufen, sondern von den Elektroden in einer anderen Richtung weggeführt werden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Problem der

induktiven Kopplung anzugehen.

Gemäß der Erfindung wird die Spannungskomponente, die sonst am Ausgang wegen der Induktivität am Ausgang der Sensorenleitungen auftreten würde, durch Induzieren einer praktisch gleichen und entgegengesetzt gerichteten Spannung in den Sensorenleitungen aufgehoben wird. Vorzugsweise geschieht dies durch Schalten einer induktiven Spule entsprechender Konstruktion in eine der Sensorenleitungen.

Es werden Ausführungsbeispiele nach der Erfindung mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Fig. 1 ein Schaltchema für den Schweißarm einer Punktschweißmaschine;

Pig. 2 die Darstellung der induktiven Kopplung in der Schaltung nach Figur 1;

Fig. 3 die Darstellung eines ersten Weges zum Ausgleichen der induzierten Spannung;

Fig. 4 die Anordnung, in der die Kompensation der induzierten Spannung durch Anwendung einer induktiven Spule erhalten wird;

Fig. 5 eine zweite Anordnung mit einer induktiven Spule;

Fig. 6 die Technik nach Figur 5 "bei einer Sockelsehweißmasohine;

Fig. 7 zeigt zwei Möglichkeiten zum Anlegen der Technik an eine tragbare Maschine mit angelenkten Elektrodenbacken;

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Fig. 8 eine Anordnung mit einer kernlosen Spule; und die

Figuren 9 und 10 sind eine charakteristische Kurve und

eine Spulenanordnung, die die Art der Spulenabstimmung in der Anordnung nach Figur 8 erkennen lassen.

In der Schaltung nach Figur 1 befindet sich das zu schweißende Werkstück 11 zwischen den Elektroden 10. Die elektrischen Leitungen 12 und 13 , die am Schweißarm entlanglaufen, sind mit der Sekundärwicklung 14 eines Schweißtransformators 15 verbunden, der den Schweißstrom liefert. Um den Spannungsabfall an den Elektroden während des Schweißens festzustellen, sind die Sensorenleitungen 16 und 17 mit den Hauptstromleitungen oder den Elektroden ganz nahe an den Elektrodenspitzen verbunden. Hach Figur 2 tritt die induktive Kopplung zwischen den Hauptstromleitungen und den Sensorenleitungen auf und dies kann bewirken, daß das Sensorensignal ganz überdeckt oder so geschwächt wird, daß es nicht mehr brauchbar ist oder daß die Signalpolarität durch Induktion umgekehrt wird.

Eine Möglichkeit zum Ausgleichen der induzierten Spannung wird in Figur 3 gezeigt. Die Sensorenleitungen sind am Arm. auf halber Strecke des Armes umgekehrt, so daß für die halbe Länge die Armsensorenleitung 16 entlang der Hauptstromleitung 12 verläuft und die Sensorenleitung 17 an der Hauptstromleitung 17 liegt, während an der anderen Hälfte der Armlänge die Sensorenleitung 16 an der Hauptstromleitung 13 und die Sensorenleitung 17 an der Hauptstromleitung 12 liegt. Dies ergibt, daß die Spannungskomponente, die in der Sensorenleitung an einer Hälfte der Analänge induziert worden ist gleich

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und entgegengesetzt gerichtet der Spannungskomponente ist, die an der anderen Hälfte der Armlänge induziert worden ist. Diese beiden Spannungskomponenten heben sich auf und lassen nur den Spannungsabfall an den Schweißelektroden bestehen.

Figur 5 zeigt, wie die Kompensation durchgeführt werden kann, wenn die Sensorenleitungen an den Enden der Leitungen entfernt von den Elektroden an die Hauptleitungen angeschlossen werden. Die Spannung an den Hauptleitungen an den Verbindungspunkten besteht aus einer Komponente» verursacht durch den Spannungsabfall an den Elektroden (die zu messende Spannung). Eine Komponente ist durch den Widerstand der Leitungen und eine Komponente ist durch die Induktivität der Leitungen bedingt. Durch Einschalten einer Induktivitätsspule 19 in eine der Sensorenleitungen 16, so daß die Spannung an dieser Induktivität gleich und entgegengesetzt der Komponente ist, die durch die Induktivität der von den Hauptstromleitungen durch die Sensorenleitungen abgenommenen Spannung bedingt ist, wird die induktive Spannüngskomponente aufgehoben. Die festgestellt Spannung enthält dann nur noch die Spannung an den Elektroden plus der resistiven Spannungskomponente, tüad da die erstere viel höher als die letztere ist, kann die letztere vernachlässigt werden.

Figur 6 zeigt die Erfindung in der Praxis bei einer Sockelschweißmaschine, bei der die Sensorenleitungen .16 und 17 mit den Enden der Hauptleitungen 12, 15 entfernt von den Elektroden 10 verbunden sind. Die Induktivitätsspule befindet sich auf der Basis der Verengung 20 der Maschine ebenfalls von den Elektroden entfernt. Figur 7 zeigt die Erfindung bei einer tragbaren iDransformatormaschine. Die Elektroden 10 werden auf zwei

angelenkten Backen 21 zu den Klemmen geführt, an deren entgegengesetzten Enden die Hauptstromleitungen 12 und angeschlossen sind. Die Stromleitungen laufen als "biegsame Kabel 22 zu den Ausgangsklemmen 24 des tragbaren Transformators 25 zurück. Bei einer Anordnung sind die Sensorenleitungen 16 und 17 an die Klemmen 23 der Backen 21 angeschlossen. Die Spule 19 "befindet sich dicht neben der einen Klemme 23. Bei einer anderen Anordnung sind die S_enBOrenleitungen an die Transformatorenklemmen 24· angeschlossen und die Spule 19 "befindet sich neben einer dieser Klemmen.

Die Kompensationsspule kann vorteilhafterweise eine ^bpule mit einem Kern sein. Figur 8 zeigt die an einen Transformator 15 angebrachten Hauptstromleitungen 12 und 13» wobei die Sensorenleitungen 16 und 17 an den Befestigungsstellen der Leitungen zum Transformator liegen. Die Spule 26 befindet sich auf dem unteren Stromleiter 13, wobei ihre Achse 27 horizontal und im rechten Winkel zur Achse 28 der Leitung verläuft und der Achse des Schweißarms verläuft. Es ist nicht-elektrisch-leitendes Material, zwischen den Leiter und die Spule gebracht worden.

Figur 9 ist eine Kurve 30 des prozentualen Spannungsabfalls an den Elektrodenspitzen gengen den Kompensationsgrad der unerwünschten induzierten Spannung. Beim richtigen Aufhebungsgrad liegt die prozentuale Spannungsabfallspitze bei 29. An jeder Stelle dieser Spitze bewirkt die Über- oder TJnterkompensation den prozentualen Spannungsabfall. Der Kompensationsgrad kann durch Ändern des Winkels zwischen der Achse 27 der Spule 26 und der Richtung des Schweißarms optimal eingestellt werden (Figur 10).

Zum Durchführen der Kompensation in der Praxis werden

die Sensorenleitungen zunächst an den Elektroden angebracht und in einer Richtung von der Verengungsstelle des Schweißarmes und den Hauptstromleitungen wegge·*· führt, so daß dort keine induktive Kopplung entsteht. Das Schweißen erfolgt und der Schweißbeendiguxigspunkt wird, wie von dem beachteten Schweißperlenspannungsabfall angezeigt, bestimmt. Die Sensorenleitungen werden dann abgeschaltet und wieder an die Stellen nach Figur 8 angelegt und die Kompensationsspule 26 wird eingeführt. Wenn der Schweißschlußpunkt, wie vom Schweißperlenspannungsabfall angezeigt, derselbe wie vorher ist, dann ist der Kompensationsgrad richtig. Wenn der Schweißschlußpunkt anders ist ^gewöhnlich, wenn er später anders ist), dann wird der Winkel der Spule zum Schweißarm eingestellt, bis der Schweißschlußpunkt derselbe ist wie ohne induktive Kopplung.

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Claims

PATENTANWALTS BÜ RO

PATENTANWALTS DIPL-ING. W. MEISSNER (1980) DIPL-ING. P. E. MEISSNER DIPL-ING. H.-J. PRESTING

Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt -Professional Representatives before the European Patent Office

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN

Hd-28 741 -

A.R.O. MACHINERY 00, LTD.
London SW13 9DJ, England

Patentansprüche

.^Verfahren zum Vermeiden der induktiven Kopplung in den Sensorenleitungen an den Schweißelektroden oder Stromleitungen einer elektrischen Punktschweißmasehine zum Überwachen des Schweißperlenwiderstandes, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannungskomponente, die sonst infolge der Induktivität am Ausgang der Sensorenleitungen (16, 17) auftreten würden, durch Induzieren einer praktisch gleichen, aber entgegengesetzten Kompensationsspannung in den Sensorenleitungen (16, 17) aufgehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorenleitungen (16, 17) in ihre Lagebeziehung zu den Schweißstromleitungen (12, 13) an einer Stelle praktisch auf halber Länge der Leitungslänge, auf der die induktive Kopplung auftritt, umgekehrt oder gegeneinander ausgetauscht werden.

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TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 1-85644 INVENTION BERLIN BERUNERBANKAG. P. MEISSNER. BLN-W Invend BERLIN 030/891 60 37 BERLIN 31 404737-103 030/89130 26 3695716000
3. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine induktive Kompensationsspule (18) in eine der Sensorenleitungen (16, 17) an einer Stelle geschaltet wird, an der sie in ihr eine Kompensationsspannung induziert, die die unerwünschten Spannungen ausgleicht, die sonst in den Sensorenleitungen der induktiven Kopplung auftreten wurden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspule (18) einen induktiven Kern "besitzt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspule (18) eine kernlose ^öpule ist.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 3his 5, dadurch gekennze ichnet , daß die Kompensationsspule (18) auf einer der Schweißstromleitungen (12, 13) angebracht ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (18) zur Achse des Schweißstromleiters (12, 13) , auf dem. sie angebracht ist, winkelig gedreht wird, "bis die richtige Kompensationsspannung erhalten wird.
8. Elektrische Punktschweißmaschine zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kompensationsspule (18) auf einer der Schweißstromleitungen (12, 13) angebracht ist.
9. Maschine nach Anspruch 8,. dadurch gekennze ich.net, daß die Sensorenleitungen (16, 17) an oder dicht bei den Schweißelektroden (10) angeschlossen sind und entlang der Schweißstromleitungen

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(12, 13) zurückgeführt sind.
10. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn ze i ohne t , daß die Sensorenleitungen (16, 17) an den Enden der Schweißstromleitungen (l2, 13) entfernt von den Schweißelektroden (10) angeschlossen sind.
11.Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißelektroden (10) an angelenkten Backen getragen werden, die auch die Schweißstromleitungen bilden, und daß die Kompensationsspüle (18) auf einer der Backen an einer Stelle entfernt von den Elektroden (10) angebracht ist.