DE3711771A1 - Verfahren und einrichtung fuer die prozessreglung beim punktschweissen - Google Patents

Verfahren und einrichtung fuer die prozessreglung beim punktschweissen

Info

Publication number
DE3711771A1
DE3711771A1 DE19873711771 DE3711771A DE3711771A1 DE 3711771 A1 DE3711771 A1 DE 3711771A1 DE 19873711771 DE19873711771 DE 19873711771 DE 3711771 A DE3711771 A DE 3711771A DE 3711771 A1 DE3711771 A1 DE 3711771A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding
control
electrode
variables
curves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19873711771
Other languages
English (en)
Other versions
DE3711771C2 (de
Inventor
Eberhard Dipl Ing Behrendt
Hans-Joachim Dr Ing Krause
Bernhard Lehmkuhl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STS SYSTEMTECHNIK und SOFTWARE
Original Assignee
STS SYSTEMTECHNIK und SOFTWARE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STS SYSTEMTECHNIK und SOFTWARE filed Critical STS SYSTEMTECHNIK und SOFTWARE
Priority to DE19873711771 priority Critical patent/DE3711771A1/de
Publication of DE3711771A1 publication Critical patent/DE3711771A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3711771C2 publication Critical patent/DE3711771C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25Monitoring devices
    • B23K11/252Monitoring devices using digital means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung für die Prozeßreglung während des Punkt-, Buckel- oder Rollennahtschweißens, in dem die, für den Schweißprozeß vorgegebenen mechanischen und/oder elektrischen Prozeß­ größen während des Schweißens überwacht werden und bei Veränderung innerhalb des Schweißvorganges über mehrere Stellgrößen nachregelbar ist.
Im allgemeinen ist bekannt, daß für die genannten Schweiß­ verfahren bereits Regel- und Steuersysteme unter Verwen­ dung von Sensoren und elektrischen Einrichtungen ent­ wickelt und eingesetzt wurden. Derartige Systeme sind überwiegend nur in der Lage, Veränderungen der vorge­ gebenen Prozeßgrößen während des Schweißvorganges zu registrieren.
Ein ähnliches Verfahren ist beispiels­ weise durch die DE-PS 23 62 520 bekannt. Dieses Verfahren stützt sich darauf, daß die elektrischen Werte gemessen werden, die den absoluten Werten der positiven und negativen Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Wegamplituden der einzelnen Elektrodenbewegungen ent­ sprechen. Durch Verarbeitung der Signale werden Größen bestimmt, die den zeitlichen Ablauf des Schweißprozesses beschreiben. Durch den Vergleich dieser Signale mit denen einer Schweißung optimaler Qualität wird eine elektrische Größe ermittelt, die durch Verstellen des Phasenanschnittwinkels für den Schweißstrom eine Pro­ zeßreglung ermöglicht. Bei Anwendung von Einrichtungen, die nach diesem Verfahren gebaut worden sind, hat es sich gezeigt, daß nicht in jedem Fall alle Störgrößen erfaßt und ausgeregelt werden, die beim Schweißen auf­ treten können. Insbesondere wirken sich Störgrößen, die bei der Kalibrierschweißung auftreten können, auch auf die weiteren geregelten Schweißungen aus. Die Störgrös­ sen wirken sich somit, wenn sie nicht durch zusätzliches Messen der Prozeßgrößen erkannt werden, nachteilig auf alle weiteren geregelten Schweißungen aus.
Die bekannten Systeme und Verfahren für die Prozeßrege­ lung beim Punkt-, Buckel- und Rollennahtschweißen ver­ wenden alle nur eine Führungsgröße, um Störgrößen, die den Schweißprozeß beeinflussen, mit Hilfe einer Stell­ größe auszugleichen. Es hat sich gezeigt, daß sich mit dieser einen Führungs/Stellgröße nicht alle Störgrößen­ einwirkungen ausreichend genug berücksichtigen lassen.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, durch das Messen und Verarbeiten mehrerer Prozeßgrößen (mechanische und elektrische) in Realzeit, den Schweiß­ prozeß und seine Veränderungen präziser zu erfassen, um durch Regelungsprozesse während des aktuellen Schweiß­ vorganges eine gleichmäßige Qualität der Schweißung zu erzielen.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren nach dem Hauptanspruch und eine Einrichtung gemäß der Einrichtungsansprüche, durch deren kennzeichnende Merk­ male gelöst.
Für das vorliegende Verfahren und die Einrichtung werden für die Schweißprozeßreglung sowohl mechanische als auch elektrische Stellgrößen verwendet. Für das Messen dieser Größen werden Sensoren benutzt, die unempfindlich gegen­ über den, in Schweißmaschinen auftretenden großen elektro­ magnetischen Feldern und anderen Beeinflussungen sind.
Die mechanischen Größen sind hierbei Elektrodenkraft und Elektrodengeschwindigkeit, Elektrodenbeschleunigung und Elektrodenweg. Die elektrischen Größen sind hierbei der Spannungsabfall zwischen den Elektroden, der Schweißstrom und der zeitliche Verlauf von Übergangs- und Werkstoff- Widerstandsänderung während des Schweißvorganges.
Die Größe des Schweißstromes wird über eine Grobsteuerung vorgewählt, die die Leerlaufspannung der Maschine auf der Sekundärseite über Veränderung der Transformatoran­ zapfung einstellt. Die Feineinstellung und auch die Ver­ stellung des Schweißstromes während des Schweißens selbst erfolgt über eine Veränderung des Phasenanschnittes des Schweißstromes mit Hilfe der Phasenanschnittsteuerung.
Insbesondere geht die Erfindung von der Möglichkeit aus, daß anhand des Widerstandsverhaltens des Schweißmaterials und der Elektrodenbewegungen das Schweißergebnis beur­ teilbar ist. Dabei hat es sich gezeigt, daß man bei der Prozeßregelung gleichbleibend gute Schweißungen erzielen kann, wenn der Schweißprozeß für die Regelung in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt wird.
Jedem dieser Bereiche ist ein Bewertungsschema zugeord­ net, von dem Kriterien abgeleitet werden, die zur Rege­ lung der Schweißungen herangezogen werden.
Zusätzlich zeigt das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung die Möglichkeit auf, daß der Kurvenverlauf für verschiedene Werkstoffe und Abmessungen an Probe­ stücken oder an realen Bauteilen ermittelt, gespeichert und dargestellt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsge­ mäßen Verfahrens und der Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand nachstehender Beschreibung und Zeichnungen näher erläutert und dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 Verschiedene Signalkurven für Elektroden­ geschwindigkeit (X) (1A) und Widerstands­ verlauf (R) (1B) bei veränderter Energie­ zufuhr am Beispiel der weichen unlegierten Stähle mit zugeordnetem Schweißbereichs­ diagramm (1 C)
Fig. 2 Verschiedene Signalkurven für Elektroden­ kraft (F), Schweißstrom (J) und Elektro­ dengeschwindigkeit (X) für eine optimale Schweißverbindung
Fig. 3 Eine blockschaltmäßige Übersicht über den Ablauf des Verfahrens mit einer Schweiß­ maschine
Fig. 4 Beispiel eines Bewertungsschemas für eine Stellgröße
Fig. 5 Schematische Übersicht über das erfindungs­ gemäße Verfahren und einer entsprechenden Einrichtung
Die Widerstandsschweißung ist ein Preßschweißverfahren, bei dem die zu verbindenden Werkstücke durch einen direkt hindurchgeleiteten elektrischen Strom örtlich überwiegend bis zum schmelzflüssigen Zustand erwärmt und mittels Druck zusammengeschweißt werden. Von der Vielzahl der für die Schweißprozeßreglung möglichen Größen haben einige mechanische und elektrische Größen wesentliche Bedeutung. Dies sind insbesondere die mechanischen Größen Elektrodenkraft, Elektrodenge­ schwindigkeit, Elektrodenbeschleunigung, Elektroden­ weg und ihr zeitlicher Verlauf.
Die wesentlichen elektrischen Größen sind: Der Spannungs­ abfall zwischen den Elektroden, der Schweißstrom, die Widerstandsänderung während des Schweißvorganges und der zeitliche Verlauf dieser Größen.
Der Einfluß der Größen Schweißstromstärke und Schweiß­ zeit auf den Geschwindigkeits- und den Widerstandsver­ lauf läßt sich aus Fig. 1 und Fig. 2 erkennen.
In Fig. 1A und 1B zeigen die Kurven 1-5 beispielhaft die Elektrodengeschwindigkeit sowie die Kurven 6-10 den Widerstandsverlauf während der Schweißzeit.
Im einzelnen bedeuten:
Kurven 1 und 6: (unterhalb der Klebgrenze, Fig. 1C, 11)
Wird mit einem zu geringen Strom geschweißt, verlängert sich die Phase des Zusammenbruchs der Oberflächenwider­ stände. Die Widerstandszunahme (6) erfolgt flach, die Elektrodenbewegung ist gering, was aus dem Diagramm der Elektrodengeschwindigkeit (1) abgeleitet werden kann.
Es tritt kein Aufschmelzen ein, und es bildet sich keine Schweißlinse.
Kurven 2 und 7: (oberhalb der Klebgrenze, Fig. 1C, 12)
Diese Kurven zeigen ähnliche Charakteristiken wie die Kurven 1 und 6. Es entstehen "Klebschweißungen" mit ersten kleinen aufgeschmolzenen Bereichen. Die Verbin­ dungen sind nicht belastbar.
Kurven 3 und 8: (empfohlener Schweißbereich, Fig. 1C, 13)
Diese Kurven lassen erfahrungsgemäß erkennen, daß einem solchen Elektrodenschwingungs- und Widerstandskurvenver­ lauf gute Schweißergebnisse zugeordnet sind.
Solche Kurvenverläufe sind bei unter Wiederholbedingun­ gen geschweißten Proben vergleichbarer Qualität werk­ stoffabhängig beobachtet worden.
Kurven 4 und 9: (vor der Spritzergrenze, Fig. 1C, 14)
Diese Kurven zeigen, daß der empfohlene Bereich bereits teilweise überschritten ist. Dadurch werden einige Qualitätsmerkmale (z.B. Scherzugkraft) noch verbessert, während andere sich schon verschlechtern (z.B. Elektro­ deneindrucktiefe). Dieser Bereich ist daran erkennbar, daß eine starke Widerstandsabnahme (9) gegen Ende der Schweißzeit erfolgt (Dickenabnahme durch plastische Ver­ formung). Flüssiges Schweißgut kann bereits unbemerkt aus der Schweißung austreten, dies macht sich durch hohe Geschwindigkeitswerte (4), die der Bewegung der freien Elektrode zugeordnet sind, bemerkbar.
Kurven 5 und 10: (oberhalb Spritzergrenze, Fig. 1C, 15)
Wird mit zu großem Strom geschweißt, kann es zu einem explosionsartigen Spritzen mit Materialverlust an der Schweißstelle und damit starken Schwankungen der Ver­ bindungsfestigkeit kommen. Der Kurvenverlauf (10) mit einer sprunghaften Abnahme des Widerstandes deutet auf einen oben beschriebenen Materialverlust hin (Dicken­ abnahme). Genauso deuten die extremen Geschwindigkeits­ werte (5) auf starke, durch den Materialverlust ausge­ löste, Elektrodenbewegungen hin.
Aus den Erfahrungen gemäß der Probeschweißungen nach Fig. 1A und 1B ist die Kenntnis entstanden, daß es möglich ist, durch gleichzeitige Verarbeitung der Elek­ trodenbewegungen und des Widerstandsverhaltens der Schweißstelle das Schweißergebnis vorteilhafter als es bisher war, zu beurteilen und daß es auch möglich ist, diese Größen als Führungsgrößen heranzuziehen. Der Bereich 13, Fig. 1C deutet hierbei den empfohlenen Bereich an, in dem der Schweißvorgang ablaufen muß, wenn eine Qualitätsschweißung entstehen soll. Die Elektrodenbewegung wird direkt an der beweglichen Elektrode mit Hilfe eines Sensors (47) aufgenommen. Um ein, dem Widerstandsverlauf proportionales Signal zu erhalten, genügt es, bei stromeingeprägten Maschinen im allgemeinen den Spannungsabfall über der Schweiß­ stelle direkt an den Elektroden abzugreifen, zu digi­ talisieren und einer Auswertelektronik zuzuleiten. Für alle anderen Schweißeinrichtungen wird der Wider­ stand und sein Verlauf aus Strom- und Spannungsmessun­ gen berechnet. Die hierfür verwendeten Einrichtungen, wie Sensoren, Regel-, Speicher- und Steuerelektronik, unter Verwendung bekannter Mikroprozessoren, werden weiter unten noch näher erläutert.
Bei den Störgrößen ist zu unterscheiden, ob sie kurz­ fristig oder während der gesamten Schweißzeit wirken und ob ihr Einfluß die Schweißlinse vergrößert (zu große Wärmeerzeugung) oder verkleinert (zu geringe Wärmeerzeugung). Die Bewertungshierarchie ist so auf­ gebaut, daß sie je nach Zeitpunkt der Störgrößenein­ wirkung über das Bewertungsschema entsprechend reagiert. So werden z.B. Spritzer, die sich als große Bewegungs­ signale bemerkbar machen, in der Zeit, in der die Kon­ taktwiderstände zusammenbrechen Fig. 2 I anders bewertet als zu einem späteren Zeitpunkt.
Damit die Steuerelektronik den Zustand des Schweißpro­ zesses erfassen, beurteilen und regeln kann, wird der Schweißprozeß gemäß Fig. 2 in einzelne Bereiche aufge­ teilt:
  • I. Aufbau der Elektrodenkraft auf den für das Schweißen benötigten Wert.
  • II. Zusammenbruch des Übergangswiderstandes zwischen den zu schweißenden Werkstücken.
  • III. Zunahme des Stoffwiderstandes durch Erwärmen der Schweißstelle.
  • IV. Schweißlinsenwachstum auf 80 bis 90% ihrer Endgröße bei den gegebenen Schweißbedingungen.
  • V. Einsinken der Elektroden in die Werkstückoberfläche mit möglicher Spritzerbildung.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Zuordnung der Bereiche I bis V zu den Signalkurven für Elektrodenkraft (F), Schweißstrom (J), Widerstand (R) und Elektrodengeschwin­ digkeit (X) bei einer optimalen Schweißung an weichen unlegierten Stahlblechen St 1203. Durch die Wirkung von Prozeßstörgrößen verändert sich der Signalkurvenverlauf für den Widerstand (R), die Elektrodengeschwindigkeit (X) und die Elektrodenkraft (F) in unterschiedlicher Weise. Diese Zusammenhänge bieten den Ansatzpunkt für die Ent­ wicklung eines neuen Prozeßregelgerätes für das Wider­ standsschweißen, mit dem mehr als nur eine Prozeßgröße für die Qualitätsregelung ausgenutzt werden und bei dem durch die Benutzung von Bewertungsschemen und Tabellen auf Kalibrierschweißungen verzichtet werden kann. Die Steuerelektronik berücksichtigt den Signalverlauf in folgender Weise:
Bereich I
Falls sich die Elektrodenkraft (F) nicht in der vorgege­ benen Zeit (Vorhaltezeit) aufbaut, wird der Schweißstrom nicht eingeschaltet, es erfolgt eine optische und/oder akustische Warnung. Falls die Elektrodenkraft nicht nach einer weiteren Wartezeit aufgebaut ist, erfolgt ein Alarm­ aufruf und ein Stillstand der Maschine.
Nach Ablauf der Vorhaltezeit (die Elektrodenkraft ist aufgebaut), wird der Schweißstrom eingeschaltet.
Bereich II
Mit Beginn des Schweißstromes (J) muß die Widerstands­ kurve (R) (abhängig von Blechdicke, Oberflächenbeschaf­ fenheit, Werkstoffsorte) auf ein Minimum abfallen, während sich das Schwingungsverhalten, abgeleitet aus der Geschwindigkeit (X) oder der Beschleunigung (X) in diesem Bereich durch starke Veränderungen auszeichnet.
Bereich III
Hier wachsen die einzelnen Schmelzstellen zu einer sehr dünnen, noch nicht meßbaren Schmelzfläche zusammen, die sich schon weitgehend über den Durchmesserbereich der endgültigen Schweißlinse erstreckt. Dieser Abschnitt ist durch ein geringes Schwingungsverhalten bei großen Än­ derungen des Widerstandsverlaufes, bezogen auf den Ge­ samtanstieg, gekennzeichnet.
Bereich IV
Dieser Bereich ist durch ein schnelles Wachsen der Schweißlinseneindringtiefe auf etwa 80% des Endwertes und des Linsendurchmessers auf etwa 90% seines End­ wertes gekennzeichnet. Die Schweißlinsenbildung ist praktisch dann abgeschlossen, wenn beide Kurven (R + X) ein Maximum erreicht haben.
Bereich V
In diesem Bereich ist der Werkstoff zwischen den Elek­ troden durch den Temperaturanstieg so stark plastifi­ ziert worden, daß die Elektroden in den Werkstoff ein­ dringen können. Als Folge der Dickenänderung nimmt der Widerstand ab, und es finden nur noch Bewegungen der Elektrode mit verringerter Geschwindigkeit statt. In diesem Zeitabschnitt wachsen Linsendicke bzw. Lin­ seneindringtiefe und Linsendurchmesser nur noch gering­ fügig, bis die Spritzergrenze erreicht wird.
Wenn Störgrößen den Prozeß beeinflussen, verschieben sich die typischen Kurven für eine Schweißung mit aus­ reichender Qualität, abhängig davon, ob die Störgrößen eine größere oder kleinere Energiezufuhr zur Folge haben, in einer Weise, wie sie Fig. 1 zeigt.
Fig. 3 zeigt schematisch die Erfassung aller den Prozeß beeinflussenden Größen.
Der Schweißprozeß im Block 21 wird eingeleitet durch das Einbringen der zu schweißenden Teile, durch das Zusammenpressen der Elektroden mittels Aufbau einer Elektrodenkraft (F) und Zuschalten eines Schweißstromes (J). Dieser Schweißstrom (J) wird durch den Stromfluß­ winkel (β) beeinflußt. Weiterhin beeinflussen den Schweiß­ prozeß in Block 21 eine Vielzahl von Störgrößen (22). Diese können beispielsweise Oberflächenverschmutzungen, Elektrodenverzunderungen, Versorgungsspannungsschwankun­ gen usw. sein. Die Ergebnisse des Schweißprozesses sind erfindungsgemäß Schweißungen (23) mit gleichbeiben­ der Qualität. Erreicht wird dies durch Erfassen der Regelgrößen F, X, X, U, J in Block 24.
In Block 25 werden mittels einer Bewertungshierarchie, in diesem Fall ein elektronisches Speicher-Rechnersystem, die Prozeßregelgrößen erfaßt, bewertet und daraus die Stellgröße ermittelt, mit der der Stromflußwinkel (b) des zugeführten Schweißstromes beeinflußt und somit eine Änderung der Energiezufuhr erreicht wird. Möglich ist weiterhin eine Veränderung der Schweißzeit und ein Verstellen der Elektrodenkraft.
Fig. 4 zeigt am Beispiel für unlegierte Stähle das Bewertungsschema der Führungsgrößen X und R in groben Abstufungen von 0 bis 3 bzw. -3 zur Ermittlung der Stellgröße β für die Schweißbereiche II-V dargestellt in Fig. 2. Für die Bereiche II-V in Fig. 2 wird in einem schematischen Gittersystem Fig. 4, auf der Abszisse das Widerstandsverhalten (R) steigend nach + oder fallend nach - und auf der Ordinate das Schwingungsverhalten als absolute Größe dargestellt.
Doppelt schraffierte Felder (31) kennzeichnen den empfohlenen Schweißbereich (Fig. 1C, 13).
Einfach schraffierte Felder (33) kennzeichnen die Schweiß­ bereiche der Klebeverbindungen (Fig. 1C, 11 und 12).
Leere Felder (32) kennzeichnen die Schweißbereiche der Spritzerbildungen (Fig. 1C, 14 und 15).
Aus diesem Schema kann man erkennen, wie die Bewertungs­ hierarchie, hier für unlegierte oder niedriglegierte Stähle Fig. 3 (25), die beiden Regelgrößen Schwingungs­ und Widerstandsverlauf verarbeitet, um die Stellgröße β zu ermitteln. Aus den Darstellungen der Bereiche II-V wird die unterschiedliche Ableitung von β ersichtlich.
Zur Erklärung dieses Verhaltens wird auf Fig. 1C hinge­ wiesen.
Wenn sich im Bewertungsschema nach Fig. 4 die Werte der ermittelten Regelgrößen X und R in den doppelt schraf­ fierten Feldern Fig. 4 (31) befinden, dann verläuft die Schweißung im empfohlenen Bereich Fig. 1C, 13, die Stell­ größe ist gleich Null, der Stromflußwinkel β ist korrekt eingestellt.
Befinden sich die Regelgrößen X und R in den Leerflächen Fig. 4 (32), bewegt sich der Schweißprozeß in Richtung Spritzergrenze Fig. 1C, 15, der Stromflußwinkel β ist zu verringern.
Befinden sich die Regelgrößen X und R in den schraffierten Flächen Fig. 4 (33), dann befindet sich der Schweißpro­ zeß im Bereich Klebschweißung "keine Verbindung" Fig. 1C, 11, der Stromflußwinkel β ist zu vergrößern.
Wenn die Bewertungshierarchie anhand des Bewertungs­ schemas erkennt, daß die Stromverstellung mittels der Phasenanschnittsteuerung nicht ausreicht, um den Schweißverlauf in den empfohlenen Bereich zu steuern Fig. 1C, 13, wird die Qualitätsschweißung durch zu­ sätzlich veränderte Schweißzeiten erreicht.
Um schnell und differenziert regeln zu können, ist das Bewertungsschema in mehr als nur drei Entscheidungs­ felder (doppelt schraffiert, einfach schraffiert, leer) pro Schweißbereich, wie es hier vereinfacht dargestellt ist, unterteilt.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der Schweißeinrichtung mit entsprechenden Steuer- und Überwachungseinrichtungen.
Die Schweißmaschine wird wiedergegeben durch die beiden Elektroden (42) und (42 a). Über oder an der beweglichen Elektrode (42) ist ein Bewegungssignalaufnehmer (47) angebracht. Hierbei kann es sich um einen seismischen Schwingungsaufnehmer, einen optischen Beschleunigungs­ aufnehmer oder, wie im vorliegenden Beispiel, um einen piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer handeln. Weiter befinden sich an den beiden Elektroden die Spannungsabgriffe (48).
Die Signale der Bewegungssignalaufnehmer (47) und der Spannungsabgriffe (48) werden verstärkt und einem Analog-Digitalwandler (54) zugeführt.
Wie dargestellt, ist unterhalb der Elektrode (42) eine Kraftmeßzelle (45) vorgesehen, deren Signal eben­ falls dem Analog-Digitalwandler (54) zugeführt wird.
Über die Signalausgabeeinheit (53) wird die Elektro­ denkraft in der Krafterzeugungseinrichtung (44) und den Schweißanforderungen gemäß angepaßt.
Anhand der digitalisierten Regelgrößen des Analog- Digitalwandlers (54) ermittelt eine elektronische Steuer- und Recheneinheit, z.B. ein Mikroprozessor (51), gemäß dem Bewertungsschema Fig. 4 die Stell­ größe β, die den Stromflußwinkel in der Schweißma­ schinensteuerung (43) verändert bzw. beeinflußt. ln dieser Steuerung (43) erfolgt mittels einer Ausgabe über die Signalausgabeeinheit (53) auch die Ver­ kürzung bzw. Verlängerung der Schweißzeit.
Über eine Tastatur mit Sichtgerät (57) kann eine Para­ metereinstellung zur Anpassung verschiedener Schweiß­ maschinen und verschiedener Schweißaufgaben erfolgen.
Eine Protokollausgabe (59) dient zur Erfassung und Aus­ zeichnung von ausgewählten Schweißergebnissen, z.B. für statistische Zwecke.
Die Alarmanzeige (58) dient zur optischen und/oder akustischen Anzeige, wenn der Schweißprozeß nicht selbstständig so regelbar ist, daß er im empfohlenen Bereich Fig. 1C, 13 verläuft.

Claims (8)

1. Verfahren für die Prozeßregelung beim Punkt-, Buckel- und Rollennahtschweißen, wobei während des Schweiß­ prozesses Prozeßgrößen erkannt, gespeichert und einer Steuereinrichtung zur Verarbeitung zugeführt und mit den Werten einer vorgegebenen optimierten Schweißung verglichen werden und die Steuereinrichtungen in den ablaufenden Schweißprozeß regelnd eingreift, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schweißvorgang unter Kontrolle und nach in der Steuer/ Speichereinrichtung (25) abgelegten Bewertungssche­ men und Tabellen, die die Zusammenhänge zwischen Widerstandsänderung und Schwingungsverlauf der Elek­ troden, abhängig von der Schweißlinsenbildung dar­ stellen und den Einfluß der Stellgrößen (β, F) auf diese Zusammenhänge festlegen, erfolgt und die Ab­ weichung des Prozeßverlaufes durch mehr als eine Stellgröße (Stromflußwinkel b, Elektrodenkraft F und Schweißzeit t) regelbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die theoretischen und realen Schweißkurven Widerstandsverlaufskurven und Elektrodenbewegungskurven sind und in mehrere Be­ reiche (I-V) (Fig. 2) eingeteilt werden und jede Abweichung der realen von der theoretischen Kurve in jedem Bereich über Stellgrößen eine Prozeßre­ gelung bewirken kann, wobei bestimmten Bereichen (II-V) verschiedene Bewertungsschemen (Fig. 4) zugeordnet sind.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellgrößen für die Prozeßregelung während des Schweißvorganges der Schweißstrom, die Elektrodenkraft und die Schweißzeit gemeinsam oder jeweils einzeln regelbar sind.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens für die Prozeßregelung beim Punkt-, Buckel- oder Rollennaht­ schweißen, wobei mechanische, optische und elektrische Sensoren den Schweißprozeß an den Schweißelektroden überwachen und mittels einer Steuereinrichtung (50) registrieren, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Kraftmeßzelle (45) und ein Bewe­ gungssignalaufnehmer (47), der mit der beweglichen Elektrode (42) verbunden ist, während des Schweißpro­ zesses Signale einem elektronischem Speicher (52) in einer Steuereinrichtung (50) zuführen, so daß mittels einer Bewertungshierarchie in der Steuereinrichtung ein Regelsignal unmittelbar auf die Kraftquelle (44) der beweglichen Elektrode ausgebbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bewegungssignal­ aufnehmer (47) ein piezoelelektrischer Beschleuni­ gungsaufnehmer ist.
6. Einrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bewegungssignalaufnehmer (47) ein seismischer Schwingungsaufnehmer ist.
7. Einrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bewegungssignalaufnehmer (47) ein optomechanischer Schwingungsaufnehmer ist.
8. Einrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50) aus einem Mikroprozessor mit Vergleicher (51), einem Speicher (52), einer Signaleingabe (54), einer Signalausgabe (55) und einer Peripheriegeräte-Schnittstelle (55) besteht.
DE19873711771 1987-04-08 1987-04-08 Verfahren und einrichtung fuer die prozessreglung beim punktschweissen Granted DE3711771A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873711771 DE3711771A1 (de) 1987-04-08 1987-04-08 Verfahren und einrichtung fuer die prozessreglung beim punktschweissen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873711771 DE3711771A1 (de) 1987-04-08 1987-04-08 Verfahren und einrichtung fuer die prozessreglung beim punktschweissen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3711771A1 true DE3711771A1 (de) 1988-10-27
DE3711771C2 DE3711771C2 (de) 1989-10-19

Family

ID=6325095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873711771 Granted DE3711771A1 (de) 1987-04-08 1987-04-08 Verfahren und einrichtung fuer die prozessreglung beim punktschweissen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3711771A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3902308C1 (de) * 1988-12-16 1989-11-02 Elpatronic Ag, Zug, Ch
EP0381312A1 (de) * 1989-02-02 1990-08-08 CarnaudMetalbox plc Widerstandschweissapparat
EP0419849A1 (de) * 1989-09-25 1991-04-03 AXIS SpA Verfahren und Vorrichtung zum Verschmelzen von Läufer und Ständerdrähten
DE3936329A1 (de) * 1989-10-27 1991-05-08 Innovationsgesellschaft Fuer F Verfahren zur automatischen parameterbestimmung fuer prozessregelsysteme mit unbekanntem uebertragungsverhalten, insbesondere fuer prozessregelsysteme zum widerstandspunktschweissen, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
WO1992000161A1 (de) * 1990-06-23 1992-01-09 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zur korrektur von regelparametern einer prozessregelung, insbesondere zur erhaltung des dynamikbereiches (regelbereiches) der prozessregelung während des prozessverlaufes und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP0547322A1 (de) * 1991-12-16 1993-06-23 Elpatronic Ag Verfahren zur Überwachung der Schweissqualität beim Quetschnahtschweissen
WO1995005917A1 (de) * 1993-08-24 1995-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur ermittlung eines bewertungszeitintervalles sowie verfahren zur qualitätsbeurteilung einer punktschweissverbindung auf grundlage eines temperaturverlaufes in dem bewertungszeitintervall
EP0685289A1 (de) * 1994-05-31 1995-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Schweissstromregelung beim Punktschweissen mit einem Fuzzy-Messgeber zur quantifizierten Erfassung der Stärke von Schweissspritzern
US6281465B1 (en) 1996-10-02 2001-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Device for predictive diagnosis of the current quality of technical production from a technical installation, particularly of the current quality of welding points of a spot welding robot
DE102005019640A1 (de) * 2005-04-26 2006-11-09 PROMESS Gesellschaft für Montage- und Prüfsysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zum Widerstandpunktschweißen
EP2243584A1 (de) * 2009-04-22 2010-10-27 Soudronic AG Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Behälterzargen aus Metallblech
US20130153544A1 (en) * 2010-09-06 2013-06-20 Honda Motor Co., Ltd. Welding method and welding device

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033697A1 (de) * 1990-10-20 1992-04-30 Innovationsgesellschaft Fuer F Verfahren zum anpassen vorzugebender werte von regelparametern der prozessregelung beim schweissen, insbesondere beim widerstandspunktschweissen an mindestens eine individuelle schweissaufgabe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4203190C1 (en) * 1992-02-05 1993-05-13 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De Regulation and quality assessing of welding esp. spot welding - has ultrasonic detecting probe attached to welding electrode to record noise emission level at weld location
DE4323148B4 (de) * 1993-07-10 2004-04-22 Audi Ag Vorrichtung zum Widerstandsschweißen von Blechen
DE4330914A1 (de) * 1993-09-11 1995-03-23 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Widerstandsschweißen
DE4403644C2 (de) * 1994-02-05 1998-01-22 Aeg Stromversorgungs Syst Gmbh Verfahren zum Ein- und Nachstellen eines Widerstandsschweißgerätes
DE19738647A1 (de) * 1997-09-04 1999-03-25 Messer Griesheim Schweistechni Widerstandspreßschweißmaschine
DE102009016798A1 (de) * 2009-04-07 2010-10-14 Daimler Ag Verfahren und Steuergerät zum Überwachen einer Qualität von Schweißpunkten einer Widerstandsschweißzange
DE202011000875U1 (de) * 2011-04-14 2013-03-01 Kuka Systems Gmbh Kontrolleinrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2657889A1 (de) * 1975-12-24 1977-07-07 Centre Rech Metallurgique Vorrichtung und verfahren zur pruefung der schweissung von stahl
DE3121497A1 (de) * 1980-06-02 1982-04-08 Shuji Prof. Toyonaka Osaka Nakata Verfahren und vorrichtung zur qualitaetsermittlung beim widerstandsschweissen
DE2362520C2 (de) * 1973-12-15 1982-10-21 Hans-Joachim Dr.-Ing. 1000 Berlin Krause Verfahren für die Gütekontrolle beim Punkt-, Buckel- und Rollennahtschweißen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2362520C2 (de) * 1973-12-15 1982-10-21 Hans-Joachim Dr.-Ing. 1000 Berlin Krause Verfahren für die Gütekontrolle beim Punkt-, Buckel- und Rollennahtschweißen
DE2657889A1 (de) * 1975-12-24 1977-07-07 Centre Rech Metallurgique Vorrichtung und verfahren zur pruefung der schweissung von stahl
DE3121497A1 (de) * 1980-06-02 1982-04-08 Shuji Prof. Toyonaka Osaka Nakata Verfahren und vorrichtung zur qualitaetsermittlung beim widerstandsschweissen

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3902308C1 (de) * 1988-12-16 1989-11-02 Elpatronic Ag, Zug, Ch
EP0381312A1 (de) * 1989-02-02 1990-08-08 CarnaudMetalbox plc Widerstandschweissapparat
US5021626A (en) * 1989-02-02 1991-06-04 Cmb Foodcan Plc Resistance welding apparatus
EP0584841A3 (en) * 1989-09-25 1994-05-18 Axis Spa Methods and apparatus for fusing armature or stator wires
EP0419849A1 (de) * 1989-09-25 1991-04-03 AXIS SpA Verfahren und Vorrichtung zum Verschmelzen von Läufer und Ständerdrähten
US5063279A (en) * 1989-09-25 1991-11-05 Axis Usa, Inc. Methods and apparatus for fusing armature and stator wires
EP0584841A2 (de) * 1989-09-25 1994-03-02 AXIS SpA Verfahren und Vorrichtung zum Verschmelzen von Läufer- oder Ständerdrähten
DE3936329A1 (de) * 1989-10-27 1991-05-08 Innovationsgesellschaft Fuer F Verfahren zur automatischen parameterbestimmung fuer prozessregelsysteme mit unbekanntem uebertragungsverhalten, insbesondere fuer prozessregelsysteme zum widerstandspunktschweissen, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
WO1991006392A1 (de) * 1989-10-27 1991-05-16 Innovationsgesellschaft Für Fortgeschrittene Produktionssysteme In Der Fahrzeugindustrie Mbh Verfahren zur automatischen parameterbestimmung für prozessregelsysteme mit unbekanntem übertragungsverhalten, insbesondere für prozessregelsysteme zum widerstandspunktschweissen, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
US5192845A (en) * 1989-10-27 1993-03-09 Innovationsgesellschaft fur Fortgeschrittene-Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Process and device for automatic determination of parameters for process control systems with unknown transfer behavior, in particular for process control systems for resistance spot welding
WO1992000161A1 (de) * 1990-06-23 1992-01-09 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zur korrektur von regelparametern einer prozessregelung, insbesondere zur erhaltung des dynamikbereiches (regelbereiches) der prozessregelung während des prozessverlaufes und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE4020342A1 (de) * 1990-06-23 1992-01-09 Innovationsgesellschaft Fuer F Verfahren zur erhaltung des dynamikbereiches (regelbereiches) der prozessregelung beim schweissen, insbesondere zur kompensation des elektrodenverschleisses beim widerstandspunktschweissen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
EP0547322A1 (de) * 1991-12-16 1993-06-23 Elpatronic Ag Verfahren zur Überwachung der Schweissqualität beim Quetschnahtschweissen
WO1995005917A1 (de) * 1993-08-24 1995-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur ermittlung eines bewertungszeitintervalles sowie verfahren zur qualitätsbeurteilung einer punktschweissverbindung auf grundlage eines temperaturverlaufes in dem bewertungszeitintervall
US5721415A (en) * 1993-08-24 1998-02-24 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for determining an evaluation time interval and method and apparatus for assessing the quality of a spot weld based on a variation in temperature in the evaluation time interval
EP0685289A1 (de) * 1994-05-31 1995-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Schweissstromregelung beim Punktschweissen mit einem Fuzzy-Messgeber zur quantifizierten Erfassung der Stärke von Schweissspritzern
US6281465B1 (en) 1996-10-02 2001-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Device for predictive diagnosis of the current quality of technical production from a technical installation, particularly of the current quality of welding points of a spot welding robot
DE102005019640A1 (de) * 2005-04-26 2006-11-09 PROMESS Gesellschaft für Montage- und Prüfsysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zum Widerstandpunktschweißen
EP2243584A1 (de) * 2009-04-22 2010-10-27 Soudronic AG Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Behälterzargen aus Metallblech
US9505077B2 (en) 2009-04-22 2016-11-29 Soudronic Ag Method for manufacturing container bodies from metal sheet
US20130153544A1 (en) * 2010-09-06 2013-06-20 Honda Motor Co., Ltd. Welding method and welding device
US10065262B2 (en) * 2010-09-06 2018-09-04 Honda Motor Co., Ltd. Welding method and welding device

Also Published As

Publication number Publication date
DE3711771C2 (de) 1989-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3711771C2 (de)
DE3241897C2 (de) Widerstandspunktschweißgerät
DE19917896B4 (de) Punktschweißverfahren
DE3902308C1 (de)
DE3614981A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum fuehren einer laufenden warenbahn
DE1565192B2 (de) Lichtbogenschweissgeraet mit lichtbogenlaengenregelung
DE69708519T2 (de) Punktschweissvorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle der Vorrichtung
EP3606694A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur markierung einer werkstückoberfläche eines metallischen werkstückes unter verwendung einer schweissdrahtelektrode
EP0307442B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung von widerstands- oder lichtbogen-schweissvorgängen
DE2010878C3 (de) Verfahren zur Überwachung eines Widerstandspunk tschweißvorganges
EP0717673B1 (de) Verfahren zum widerstandsschweissen
EP1641587B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von informationen zur beurteilung der qualität einer widerstandsschweissverbindung und/oder zur steuerung oder regelung eines widerstandsschweissverfahrens
DE3511707A1 (de) Verfahren zur automatischen steuerung der hoehe einer schweissraupe
DE10137977C1 (de) Punktschweiß-Steuervorrichtung
EP0489130B1 (de) Verfahren zur korrektur von regelparametern einer prozessregelung, insbesondere zur erhaltung des dynamikbereiches (regelbereiches) der prozessregelung während des prozessverlaufes und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE4203190C1 (en) Regulation and quality assessing of welding esp. spot welding - has ultrasonic detecting probe attached to welding electrode to record noise emission level at weld location
DE2526870A1 (de) Widerstandsschweissgeraet
DE4033697C2 (de)
EP0186041B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Führung von Lichtbogenschweissköpfen mechanisierter Schweissanlagen
DE10300374A1 (de) Verfahren zur Regelung der Dicke extrudierter Folie II
DE2332968A1 (de) Vorrichtung zum tiegellosen zonenschmelzen eines halbleiterstabes
DE4403644A1 (de) Verfahren zum Regeln, Steuern oder Ein- bzw. Nachstellen eines Elektroschweißgerätes und Vorrichtung dafür
DE3048488C2 (de)
DE1900856B2 (de) Verfahren zur automatischen regelung der gleichstromlicht bogenschweissung duenner bleche
DE1565192C3 (de) Lichtbogenschweißgerät mit Lichtbogenlängenregelung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation