DE3781784T2 - Kontinuierliche schweissanlage. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Nahtschweißvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
HINTERGRUNDTECHNIKEN
• Es ist in der Technik durchaus bekannt, daß eine Schweißzone mit einer hervorragenden, lecksicheren Eigenschaft durch Nahtschweißen erreicht werden kann, was ein wohlbekanntes Verfahren des Widerstandsschweißens ist. Aus diesem Grund wird eine Nahtschweißung zum Schweißen von Flüssigkeits- Förderrohren, Treibstofftanks, Zylinderdosen und Lebensmitteldosen benutzt. Unter verschiedenartigen Nahtschweißverfahren ist das überlappende Nahtschweißen am gebräuchlichsten. Beim überlappenden Nahtschweißen wird das Verarbeitungsmaterial in einer zylindrischen form, die aus Stahlblech oder dergleichen hergestellt ist, so zugeführt, daß ein Überlappungsabschnitt, der von zwei überlappenden Kantenabschnitten des Verarbeitungsmaterials gebildet ist, zwischen einem Paar aus einer oberen und unteren Rollenelektrode eingespannt wird, von denen jede scheibenförmige Gestalt hat. Wenn das Material unter Druck, der auf den Überlappungsabschnitt aufgebracht wird, nachgeführt wird, dann wird Strom intermittierend zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode hindurchgeleitet, um eine Wärmeverschmelzung und Verschweißung durch die zu diesem Zeitpunkt erzeugte Stromwärme zu bewirken. Bei diesem Schweißvorgang kann ein hoher Strom in einem kurzen Zeitraum hindurchgeleitet werden, um eine erhöhte Schweißgeschwindigkeit zu liefern. Aus diesem Grund ist das Verfahren für die Massenfertigung geeignet. Zusätzlich werden anders als beim Punktschweißen ständig während der Stromzufuhr massive Stellen (nuggets) so gebildet, daß benachbarte massive Stellen einander überdecken und somit eine durchgehende Schweißzone bilden. Deshalb ermöglicht das Nahtschweißen Schweißverbindungen mit hervorragender Luft- und Wasserdichte, die erreicht werden kann, und wird somit zur Herstellung von Nahrungsmittel- und Getränkedosen als geeignet angesehen.
• Die Nahrungsmittel- und Getränkedosen müssen jedoch im Hinblick auf die Inhalte eine Korrosionsbeständigkeit aufweisen, wie etwa Speisen, Getränke oder dergleichen, so daß verzinnte Stahlbleche unmittelbar als das Verarbeitungsmaterial für Nahrungsmittel- und Getränkedosen statt kaltgewalzter Stahlbleche benutzt werden können. Wenn das plattierte Stahlblechmaterial der Nahtschweißung durch Verwendung der oberen und unteren Rollenelektroden unterzogen wird, die den Überlappungsabschnitt des verzinnten Bleches zwischeneinander einspannen, dann tritt ein Übertritt des Zinns aus der Oberfläche des Überlappungsabschnitts zur Außenoberfläche, d.h. der Berührungsfläche, der Rollenelektroden auf, die zu einer Verschmutzung mit Zinn führt.
• Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Vorrichtung zum Überlappungs-Nahtschweißen unter Benutzung von Drahtelektroden vorgeschlagen und betrieben, wie sie in der US-A-3 745 295 und der japanischen Patentveröffentlichung 25,213/1969 offenbart ist. Bei dieser Überlappungs-Nahtschweißvorrichtung unter Verwendung von Drahtelektroden sind, wie in Fig. 1 gezeigt, obere und untere Rollenelektroden 1 und 2 zur Drehung um jeweilige Achsen 1a und 2a gelagert. Drahtelektroden 3, wie Kupferdraht, laufen längs eines Abschnitts des Umfangs einer jeden Rollenelektrode 1 und 2. Ein Überlappungsabschnitt S eines Verarbeitungsmaterials 4, das zylindrische Form aufweist, wird ständig zwischen diese Drahtelektroden 3 eingeführt, mittels welcher die Nahtschweißung des Überlappungsabschnittes bewirkt wird. In diesem fall werden die obere und untere Rollenelektrode 1 und 2 ständig gedreht. Am äußeren Umfang einer jeden der oberen und unteren Elektroden 1 und 2 ist eine jeweilige Führungsnut ausgebildet. Die Drahtelektroden 3, die längs dieser Führungsnuten zum Bereich zwischen der oberen und unteren Elektrode 1 und 2 nachgeführt werden, laufen gemeinsam mit dem Verarbeitungsmaterial 4 unter Nutzung der Drehung der oberen und unteren Rollenelektrode 1 und 2. Strom wird zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode 1 und 2 nur dann angelegt, während das Material 4 zwischen den Drahtelektroden 3 hindurchgeführt wird, wobei der Überlappungsabschnitt S unter Druck thermal geschmolzen und verschweißt wird.
• Bei der Schweißvorrichtung aus dem Stand der Technik, die einen Kettenförderer benutzt, ist es jedoch schwierig, die vor- und nachlaufenden Enden Sa und Sb des Überlappungsabschnitts S zu ermitteln. Ferner ist, obwohl es erforderlich ist, den zugeführten Schweißstrom für das vorlaufende und nachlaufende Ende Sa und Sb sowie den Zwischenabschnitt Sc anders als für die Enden Sa und Sc zu ändern, die Einstellung sehr schwierig. Soweit die Einstellung nicht befriedigend ist, ist die Schweißleistung verschlechtert.
• Eine Nahtschweißvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4 144 440 bekannt. Ein nahtzuverschweißender zylindrischer Körper wird zwischen einer oberen und unteren Rollenelektrode unter Verwendung eines Kettenförderers gefördert. Deshalb kann ein Schlupf des zylindrischen Körpers gegenüber dem Kettenförderer während der Förderung des zylindrischen Körpers auftreten und eine Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des zylindrischen Körpers verursachen. Als Ergebnis kann die konstante Förderung des zylindrischen Körpers nicht ausgeführt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schweißvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Drahtelektroden benutzt, die längs der äußeren Umfänge der Rollenelektroden laufen und die Vorschubeinrichtung durch Anschieben einer nach laufenden Kante des genannten zylindrischen Körpers nachführt, wobei die Vorschubeinrichtungein scheibenartiges Teil aufweist, das um eine Welle drehbar ist, die an der Mitte des genannten scheibenartigen Teils vorgesehen ist, ein Schlitz im genannten scheibenartigen Teil gebildet ist, und ein Vorschubarm vorgesehen ist, der mit dem einen Ende an der genannten Welle angebracht ist und mit dem anderen Ende eingerichtet ist, in die nachlaufende Kante des genannten zylindrischen Körpers einzugreifen; ein Näherungsschalter ist mit der Steuerschaltung verbunden und vorgesehen, um die Lage des genannten Schlitzes zu ermitteln, wobei die genannte Lage einer Anzeige entspricht, daß eine Vorderkante des genannten zylindrischen Körpers am Walzenspalt zwischen den Rollenelektroden angeordnet ist; die Steuereinrichtung errechnet aus einem Ausgangsimpuls des Näherungsschalters den Augenblick des Erreichens der Lage zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode durch die Vorderkante des zylindrischen Körpers und errechnet aus einem Ausgangsimpuls der Ermittlungseinrichtung den Augenblick des Erreichens der Lage zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode durch die nachlaufende Kante des zylindrischen Körpers, so daß die Start- und Stoppzeitpunkte der Zufuhr des Schweißstromes bestimmt werden, und entsprechend dieser Zeitpunkte liefert die Steuerschaltung ein Schweißstrommuster an die Schweißstromquelle.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß eine Einstellschaltung vorgesehen ist, um die Werte des Schweißstromes zum Schweißen eines Zwischenabschnitts des Überlappungsabschnitts sowie zum Schweißen der vorderen und hinteren Endabschnitte des genannten Überlappungsabschnittes festzusetzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist eine Perspektivansicht, die den Zustand zeigt, in welchem ein überlappender Materialabschnitt zwischen einem Paar Rollenelektroden über Drahtelektroden verschweißt wird;
• Fig. 2 ist eine schematische Darstellugn eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Nahtschweißung gemäß der Erfindung;
• Fig. 3 zeigt die Art der Ermittlung der Enden des Materials in einer Nahtschweißvorrichtung (die nicht unter die Erfindung fällt), mit einer Darstellung des Enden-Ermittlungsprozesses, die in einem oberen Abschnitt gezeigt ist, und ein Ermittlungssignal sowie einen Schweißstrom, der dem Enden-Ermittlungsvorgang entspricht, in einem unteren Abschnitt;
• Fig. 4(a), (b), (c), (d) und (e) sind Zeitablaufdiagramme zum Erläutern des Verfahrens der Steuerung des Schweißstromes oder dergleichen in der Nahtschweißvorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist;
• Fig. 5(a) und 5(b) sind schematische Darstellungen jeweils eines Beispiels der Einstellschaltung; und
• Fig. 6 zeigt die Art der Steuerung des Schweißstromes in den Einstellschaltungen, die in den Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen; die Bezugszeichen 1 und 2 bezeichnen scheibenartige Rollenelektroden, das Bezugszeichen 3 Drahtelektroden, das Bezugszeichen 4 Verarbeitungsmaterial, und das Bezugszeichen 5 Drahtführungsrollen. Die Rollenelektroden 1 und 2 sind drehbar von einem Arm-Tragemechanismus (nicht gezeigt) oder dergleichen getragen. Durch diese Tragemechanismen wird ein Druck auf den Überlappungsabschnitt S des Verarbeitungsmaterials 4 (siehe Fig. 1) so aufgebracht, daß die streifenartigen Kantenabschnitte des Überlappungsabschnitts S gegeneinandergedrückt werden. Ferner werden Drahtelektroden 3 durch die Drehkraft eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) abgezogen. Durch diese Zugkraft werden die Rollenelektroden 1 und 2 gedreht. Das Verarbeitungsmaterial 4 besteht aus einem Metallblech in zylindrischer Form und wird in Richtung eines Pfeiles F nachgeführt. Der Überlappungsabschnitt S des Verarbeitungsmaterials 4 wird zwischen die Rollenelektroden 1 und 2 über die oberen und unteren Drahtelektroden 3 eingespannt. Dank der Ermittlung des vorderen Endes 4a und des hinteren Endes 4b des Verarbeitungsmaterials 4 ist es unmöglich, eine Ermittlungseinrichtung 6, beispielsweise einen Näherungsschalter, auf einer Linie L vorzusehen, die die Achsen der Wellen 1a und 2a der oberen und unteren Rollenelektroden 1 und 2 (in Fig. 2 gezeigt) verbindet, und zwar infolge baulicher Gründe. Aus diesem Grund ist die Ermittlungseinrichtung an einer Stelle 6a gegenüber der Linie L entgegen der Förderrichtung um einen Abstand l versetzt, statt daß man die Ermittlungseinrichtung an einer Stelle 6 anordnet, welche die Linie L enthält. Die Ermittlungseinrichtung 6 oder 6a liefert ein Ermittlungssignal an die Steuerschaltung 7. Ein Schweißstrom wird aus einer Schweißstromquellenschaltung 8 zugeführt, um zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode 1 und 2 angelegt zu werden. Der Stromverlauf des Schweißstromes wird entsprechend einer Anweisung aus der Steuerschaltung 7 festgelegt.
• Die Steuerschaltung 7 bewirkt eine Steuerung des Schweißstromes, der von der Schweißstromquelle 8 zum Bereich zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 zugeführt wird, und zwar gemäß einem Ermittlungssignal, das aus der Ermittlungseinrichtung 6 zugeführt wird. In anderen Worten, in Fig. 3 zeigt die oberste Zeichnung die Lage des Verarbeitungsmaterials 4 hinsichtlich der Rollenelektroden 1 und 2, das mittlere Diagramm zeigt das Ermittlungssignal der Ermittlungseinrichtung 6 entsprechend der Lage des Verarbeitungsmaterials 4, und das unterste Diagramm zeigt den entsprechenden Schweißstrom, der durch das Verarbeitungsmaterial 4 hindurchgeschickt wird. An der Stelle T&sub1; ist der Augenblick gezeigt, bevor das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 die Schweißstartlinie L erreicht, die die Achsen der Wellen 1a und 2a der Rollenelektroden 1 und 2 verbindet, d.h. T&sub2; ist ein Augenblick, wenn das Ende 4a durch die Schweißstartlinie L hindurchläuft, T&sub3; ist ein Augenblick, nachdem das vordere Ende 4a durch die Schweißstartlinie L hindurchgelaufen ist, T&sub4; ist der Augenblick, bevor das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 die Schweißstartlinie L erreicht, T&sub5; ist der Augenblick, wenn das hintere Ende 4b die Schweißstartlinie L erreicht, und T&sub6; ist der Augenblick, nachdem das hintere Ende 4b die Schweißstartlinie L erreicht hat. Wenn dementsprechend die Ermittlungseinrichtung in der Lage 6, die in Fig. 2 gezeigt ist, angeordnet ist und das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 die Schweißstartlinie L zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 erreicht, wird diese ermittelt durch die in der Lage 6 angeordnete Ermittlungseinrichtung. Zum Zeitpunkt T&sub2; steigt der Ausgang der Ermittlungseinrichtung, die in der Lage 6 angeordnet ist, vom Pegel "L" auf den Pegel "H". Zum Zeitpunkt T&sub5; des Erreichens der Schweißstartlinie L durch das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 geht der Ausgang der Ermittlungseinrichtung, die in der Lage 6 angeordnet ist, auf den Pegel "L" über, d.h. auf Null. Während das Ermittlungssignal beim Pegel "H" aus der in der Lage 6 angeordneten Ermittlungseinrichtung zugeführt wird, führt die Steuerschaltung 7 der Schweißstromquellenschaltung 8 eine Anweisung zu, einen Schweißstrom Iw vorzusehen, der eine vorbestimmte Höhe hat. Somit wird während eines Zeitraums vom Augenblick T&sub2; bis zum Augenblick T&sub5; der Schweißstrom Iw an den Bereich zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 angelegt, und der Schweißstrom wird aus der Schweißstromquellenschaltung 8 zugeführt, während und nur während das Verarbeitungsmaterial 4 zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode 1 und 2 hindurchläuft.
• Dort, wo jedoch die Ermittlungseinrichtung an der Lage 6 angeordnet ist, die die Schweißstartlinie L enthält, tritt ein bauliches Problem auf. Ein Mechanismus zum Aufrechterhalten einer konstanten Überlappungsbreite des Überlappungsabschnitts S des Verarbeitungsmaterials 4 und auch ein Mechanismus zum Tragen der Rollenelektroden 1 und 2 sind nämlich in der Nachbarschaft der Schweißstartlinie L vorgesehen. Deshalb führt die Anordnung der Ermittlungseinrichtung an der Lage 6, die in der Schweißstartlinie L enthalten ist, zu baulichen und konstruktiven Schwierigkeiten und Problemen. Es ist auch entsprechend der Erfindung die Ermittlungseinrichtung, wie etwa ein Näherungsschalter, an einer Stelle 6a vorgesehen, die durch eine gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt ist und um einen Abstand Δl gegenüber der Schweißstartlinie L versetzt ist. Die Positon 6a ist frei von baulichen Problemen. Gleichzeitig ist ein Zubringer 10 so aufgebaut, daß er ein scheibenartiges Teil 13 mit einer drehbaren Welle 11 und einen Nachführarm 12 aufweist, der mit seinem einen Ende mit der drehbaren Welle 11 verbunden ist. Ferner ist ein Meßschlitz 9 am scheibenartigen Teil 13 des Zubringers 10 vorgesehen, und ein Näherungsschalter 14 ist in Zuordnung zum Meßschlitz 9 vorgesehen. Die Lage des Meßschlitzes 9 wird vom Näherungsschalter 14 ermittelt, und das Meßsignal hiervon wird der Steuerschaltung 7 zugeführt.
• Genauer gesagt, wenn die Ermittlungseinrichtung an einer Stelle 6a, die durch gestrichelte Linien in Fig. 2 gezeigt ist, angeordnet ist, d.h. in einer Lage, die um einen Abstand Δl in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung F der Nachführung des Verarbeitungsmateriales 4 gegenüber der Schweißstartlinie L versetzt ist, und wenn der Zubringer 10 von dem Nachführarm 12 und dem scheibenartigen Teil 13 aufgebaut ist, dann erreicht das vordere Ende 4a die Schweißstartlinie L einen Augenblick nach dem Verstreichen eines vorbestimmten Zeitraums von der Ermittlung des vorderen Endes 4a des Verarbeitungsmaterials 4 durch die Ermittlungseinrichtung, die an der Position 6a angeordnet ist. Wenn nämlich der Zubringer 10 aus einem Kettenförderer besteht, der an einer mit Abstand angeordneten Stelle Nachführelemente trägt, die das Verarbeitungsmaterial zu den Rollenelektroden nachführen, wie im Stand der Technik gezeigt ist, dann kann der Zeitraum von einem Augenblick an, wenn das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4, das vom Kettenförderer nachgeführt wird, an der Ermittlungseinrichtung vorbeigeführt wird, die in der Position 6a angeordnet ist, die durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, bis zu einem Augenblick, wenn das vordere Ende 4a die Schweißstartlinie L erreicht, nicht konstant gehalten werden, selbst wenn der Abstand Δl konstant ist. Im einzelnen, wenn ein solcher herkömmlicher Kettenförderer das Verarbeitungsmaterial zum Bereich zwischen den Rollenelektroden nachführt, dann findet eine Schlupferscheinung statt, bevor das vordere Ende des Verarbeitungsmaterials die Schweißstartlinie L erreicht. Das Auftreten eines solchen Schlupfes führt zu einer Verringerung und Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Verarbeitungsmaterials. In anderen Worten, wenn das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode 1 und 2 eingespannt wird, erfährt es einen Widerstand. Da der Widerstand sich bei den einzelnen Fällen ändert, wird auch das Ausmaß der Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit des Verarbeitungsmaterials 4 verändert, so daß der oben erwähnte Zeitraum nicht konstantgehalten werden kann. Demzufolge wird eine Abweichung zwischen dem Zeitpunkt des Erreichens der Schweißstartlinie L durch das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 und dem Zeitpunkt des Beginns der Zufuhr des Schweißstromes zum Bereich zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 erzeugt. In diesem Fall ist es schwierig, eine Schweißung unter ordnungsgemäßen Schweißbedingungen zu bewirken.
• Im Gegensatz hierzu wird in jenem Fall, in dem der Zubringer 10 aus der drehbar gelagerten Welle 11, dem Nachführarm 12, der an der Welle 11 vorgesehen ist, und dem scheibenartigen Teil 13 besteht, das von der Welle 11 gedreht wird, wie in Fig. 2 gezeigt, bei der Drehung des Nachführarms 12 aus der durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigten Lage in die durch die ausgezogenen Linien gezeigte Lage das Verarbeitungsmaterial 4 mit konstanter Geschwindigkeit durch den Nachführarm 12 geschoben, der mit seinem freien Ende das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 berührt. Somit wird der Überlappungsabschnitt S zwischen die Rollenelektroden 1 und 2 hineingeführt. Der Vorschub des Verarbeitungsmaterials 4 mit konstanter Geschwindigkeit kann durch die Drehung des scheibenartigen Teils 13 und des Nachführarms 12 bewirkt werden. Das scheibenartige Teil 13 des Zubringers 10 ist an einer vorbestimmten Lage mit einem Schlitz 9 ausgebildet. Die Nachführung des Verarbeitungsmaterials 4 wird somit als Lage des Schlitzes 9 gewonnen. Ein Näherungsschalter 14 ist in der Nachbarschaft des scheibenartigen Teils 13 vorgesehen, um die Lage des Schlitzes 9 zu ermitteln. Wenn das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 die Schweißstartlinie L erreicht, dann ermittelt ein Näherungsschalter 14 die Lage des Schlitzes 9 und hierbei den Zeitpunkt, wenn das vordere Ende 4a die Linie L erreicht. Wenn der Schalter 14 den Schlitz 9 ermittelt, dann liefert der Schalter 14 ein Ermittlungssignal mit einem "L"-Pegel.
• Die Ermittlungseinrichtung 6a, die das Verarbeitungsmaterial 4 ermittelt, d.h. das vordere Ende 4a und das hintere Ende 4b des Materials 4, ist in einer Lage angeordnet, die durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, und zwar um einen Abstand von der Schweißstartlinie L in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung F des Nachschubs des Verarbeitungsmaterials 4 um einen vorbestimmten Abstand Δl versetzt, der kleiner ist als die Längenabmessung des Verarbeitungsmaterials 4. Die Steuerschaltung 7 besteht ingesamt im allgemeinen aus einem Zeitglied oder einer logischen Schaltung. Die Steuerschaltung 7 errechnet die Start- und Stoppzeitpunkte der Schweißstromzufuhr zum Bereich zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 gemäß den Ermittlungssignalen Ka und Kb, die jeweils aus der Ermittlungseinrichtung 6a und dem Näherungsschalter 14 geliefert werden. Gemäß diesen Zeitpunkten erzeugt sie ein Schweißstrom-Zufuhrmuster, bei dem der Schweißstrom allmählich während eines durch eine Einstelleinrichtung vorher festgelegten Zeitraumes von Null bis auf einen vorbestimmten Wert erhöht wird, dann bei einem vorbestimmten Wert gehalten wird und dann allmählich während eines Zeitraumes, der von der Einstelleinrichtung vorgegeben ist, vom vorbestimmten Wert auf Null verringert wird. Gemäß diesem Zufuhrmuster weist sie die Schweißstromquellenschaltung 8 an, den Schweißstrom zu liefern.
• Nun wird der Betrieb in jenem Fall beschrieben, wenn die Ermittlungseinrichtung um einen Abstand Δl in die Position 6a versetzt wird, die durch gestrichelte Linien in Fig. 2 gezeigt ist, und zwar unter Bezugnahme auf die Zeitablaufdiagramme der Fig. 4(a), 4(b), 4(c), 4(d) und 4(e).
• Fig. 4(a) zeigt ein Ermittlungssignal Ka der Ermittlungseinrichtung 6a, Fig. 4(b) zeigt ein Ermittlungssignal Kb eines Näherungsschalters 14, Fig. 4(c) zeigt ein Signal Kc, das aus den Ermittlungssignalen Ka und Kb erhalten wurde, Fig. 4(d) zeigt ein Signal Kd, das aus dem Signal Kc erhalten wurde, und fig. 4(e) zeigt das Muster der Zufuhr des Schweißstromes Iw, das entsprechend dem Signal Kd erhalten wurde.
• Das Ermittlungssignal Ka, das aus der Ermittlungseinrichtung 6a geliefert wird, steigt vom Pegel "L" auf den Pegel "H" an, wenn das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 eine Lage oberhalb der Ermittlungseinrichtung 6a erreicht, und wird zum Pegel "L" zum Zeitpunkt T&sub2; zurückgeführt, wenn das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 die Ermittlungseinrichtung 6a passiert (siehe Fig. 4(a)). Das Ermittlungssignal Kb, das vom Näherungsschalter 14 geliefert wird, geht auf-den Pegel "L" zum Zeitpunkt T&sub1; über, wenn das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 eine Lage zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 erreicht hat, und wird dann unmittelbar auf den Pegel "H" zurückgeführt (siehe Fig. 4(b)). In der Steuerschaltung 7 wird ein Signal Kc, das sich beim Pegel "H" während eines Zeitraums vom Zeitpunkt T&sub1; bis zum Zeitpunkt T&sub2; befindet, entsprechend den Ermittlungssignalen Ka und Kb erhalten (siehe fig. 4(c)), und dann wird ein Signal Kd erhalten, welches einen Augenblick nach dem Verstreichen einer vorher festgesetzten Zeit ΔT&sub1; vom Zeitpunkt T&sub1; aus auf den Pegel "H" übergeht und einen Augenblick nach dem Verstreichen einer vorher festgesetzten Zeit ΔT&sub2; vom Zeitpunkt T&sub2; aus wieder auf den Pegel "L" übergeht, gemäß dem Signal Kc (siehe fig. 4(d)). Es ist möglich, den Zeitpunkt des Erreichens der Lage zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 durch das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 und den Zeitpunkt des Erreichens der Lage zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 durch das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 dadurch genau zu erhalten, daß man die vorher festgesetzten Zeiten ΔT&sub1; und ΔT&sub2; auf geeignete Werte einstellt. Genauer gesagt, der Zeitpunkt des Erreichens der Lage zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 durch das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 wird aus einem Zeitpunkt nach dem Verstreichen einer geeigneten, vorher festgesetzten Zeit ΔT&sub1; erhalten, um die Fehlerermittlung aus dem Zeitpunkt der Umkehr des Ermittlungssignals Kb des Näherungsschalters 14 auf den Pegel "L" zu korrigieren. Der Zeitpunkt des Erreichens der Lage zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 durch das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 wird aus dem Zeitpunkt nach dem Verstreichen einer vorher festgesetzten Zeit ΔT&sub2; entsprechend der Zeit der Bewegung des Verarbeitungsmaterials 4 um einen Abstand Δl aus dem Zeitpunkt der Umkehr des Ermittlungssignals Ka der Ermittlungseinrichtung 6a auf den Pegel "L" erhalten. Nach dem Zeitpunkt, wenn das Verarbeitungsmaterial 4 nicht länger von der Ermittlungseinrichtung 6a ermittelt wird, wird das Material 4 zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 eingespannt, um mit einer konstanten Geschwindigkeit, die dieselbe ist wie die Drehgeschwindigkeit der Rollenelektroden 1 und 2 durch Aufnahme hoher Spannkräfte der Rollenelektroden 1 und 2 bewegt zu werden. Somit kann zu einem Zeitpunkt nach dem Verstreichen eines vorbestimmten Zeitraums T&sub2; vom Zeitpunkt an, wenn das Material 4 nicht länger von der Ermittlungseinrichtung 6a ermittelt wird, es als Fall angesehen werden, daß das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 die Lage zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 erreicht hat. Somit können die vorher festgesetzten Zeiten ΔT&sub1; und T&sub2; auf geeignete Werte durch eine Einstelleinrichtung (nicht gezeigt) festgesetzt werden.
• Nun erzeugt die Steuerschaltung 7 ein Schweißstrom-Zufuhrmuster entsprechend dem Signal Kd, das in Fig. 4(d) gezeigt ist, und gibt an die Schweißstromquellenschaltung 8 eine Anweisung ab, einen Schweißstrom mit trapezartigem Muster zu liefern, wie in Fig. 4(e) gezeigt, und zwar gemäß dem Zufuhrmuster. Somit liefert die Schweißstromquellenschaltung 8 einen Schweißstrom mit einem Muster, der allmählich von Null auf Iw bis zum Verstreichen einer vorher festgesetzten ZeitΔTu von einem Augenblick T&sub1; +ΔT&sub1; an erhöht wird, dann bei dein Pegel Iw gehalten wird und dann von Iw bis auf Null allmählich verringert wird, bis zum Verstreichen einer vorher festgesetzten Zeit ΔTd von einem Zeitpunkt T&sub2; + ΔT&sub2; an. Die vorher festgesetzten Zeiten ΔTu und ΔTd können in geeigneter Weise durch eine Einstelleinrichtung (nicht gezeigt) festgesetzt werden.
• Der Schweißstrom ist dazu eingerichtet, anzusteigen und zu sinken, mit einer Steigung am Anfang und Ende der Zufuhr des Schweißstromes, damit der Schweißstrom, der den Enden des Überlappungsabschnitts S zugeführt wird, selbst in jenem Fall in einem ordnungsgemäßen Bereich gehalten wird, wenn ein Ermittlungsfehler in der Ermittlungseinrichtung 6a und im Näherungsschalter 14 erzeugt wird oder die vorher festgesetzten Werte ΔT&sub1; und ΔT&sub2; nicht ordnungsgemäß sind, so daß die Start- und Stoppzeitpunkte des Schweißstromes hinsichtlich des vorderen Endes 4a und hinteren Endes 4b des Verarbeitungsmaterials 4 abweichen.
• Wenn ferner der Schweißstrom aus der Schweißstromquellenschaltung 8 durch die Steuerschaltung 7 entsprechend den Ermittlungssignalen gesteuert wird, die hierzu von den Ermittlungseinrichtungen 6 und 6a zugeführt werden, wie in Fig. 2 gezeigt, ist es möglich, eine Einstellschaltung 15 an die Steuerschaltung 7 anzuschließen, um den Schweißstrom für den vorderen und hinteren Endabschnitt Sa und Sb des Überlappungsabschnitts S und jenen für den mittleren Abschnitt Sc des Abschnitts S anders als für die Endabschnitte Sa und Sb einzustellen (wie in Fig. 1 gezeigt). Wenn die Einstellschaltung 15 auf diese Weise angeschlossen ist, ist es möglich, den Schweißstrom für die Endabschnitte Sa und Sb auf einen Mindestwert Imin und den Schweißstrom für den Zwischenabschnitt Sc auf einen vorbestimmten Wert Iw festzusetzen, wie in Fig. 6 gezeigt.
• Genauer gesagt, die Einstellschaltung 15, die in Fig. 5(a) gezeigt ist, besteht aus einer ersten Einstelleinrichtung 16 zum Einstellen eines Schweißstromes Iw, der für die Schweißung des Zwischenabschnitts Sc des Überlappungsabschnitts S erforderlich ist, und zwar anders als für das vordere und hintere Ende Sa und Sc, und aus einer zweiten Einstelleinrichtung 17 zum Einstellen eines Schweißstromes Imin zum Schweißen des vorderen und hinteren Endabschnitts Sa und Sb. Somit weist die Steuerschaltung 7 die Schweißstromquellenschaltung 8 an, den Schweißstrom Iw und Imin vorzusehen, die durch die erste und zweite Einstelleinrichtung 16 und 17 vorher festgesetzt sind, zusätzlich zu den Ermittlungssignalen der Ermittlungseinrichtungen 6 und 6a. In diesem Fall jedoch muß der Schweißstrom Imin zum Schweißen des vorderen und hinteren Endes Sa und Sb des Überlappungsabschnitts S niedriger eingestellt werden als der Schweißstrom Iw zum Schweißen des Zwischenabschnitts Sc, wie in Fig. 6 gezeigt. In anderen Worten, zu einem Zeitpunkt, wenn der vordere Endabschnitt Sa des Überlappungsabschnitts S eine Stelle ein wenig vor der Schweißstartlinie L erreicht, die die Achsen der Rollenelektroden 1 und 2 verbindet, dann befindet sich der vordere Endabschnitt Sa bereits in Berührung mit den Elektrodenrollen 1 und 2 über die Drahtelektroden 3, um den Schweißstrom zu veranlassen, und die Widerstandswärme, die in der Verbindungsoberfläche erzeugt wird, strömt nur in Richtung des Zwischenabschnittes Sc. Ferner ist es für den Endabschnitt Sb des Überlappungsabschnitts S erforderlich, die Schweißströme so festzusetzen, daß Iw > Imin, um den Schweißbedingungen des Endabschnitts Sb und des Zwischenabschnitts Sc zu entsprechen. In diesem Fall wird bei der Einstellschaltung 15, die den obigen Aufbau aufweist, wie in Fig. 5(a) gezeigt, der Schweißstrom Imin, der durch die zweite Einstelleinrichtung 17 festgesetzt ist, dem Bereich zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 zugeführt, bevor das vordere Ende 4a des Verarbeitungsmaterials 4 die Linie L erreicht, die die Achsen der Wellen 1a und 2a der Rollenelektroden 1 und 2 verbindet, und während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt T&sub1;, wenn das vordere Ende 4a die Linie L erreicht und dies durch die Ermittlungsschalter 6 und 6a ermittelt wird, bis zum Zeitpunkt T&sub3; wird der Schweißstrom Iw, der von der ersten Einstelleinrichtung 16 festgesetzt wird, zugeführt, wodurch die Schweißung des Zwischenabschnitts Sc bewirkt wird. Nach dem Augenblick T&sub3;, wenn der Zwischenabschnitt Sc die Linie L passiert und das hintere Ende 4b des Verarbeitungsmaterials 4 die Linie L passiert, so daß es von den Ermittlungseinrichtungen 6 und 6a ermittelt wird, wird der Schweißstrom Imin wiederum zugeführt.
• Ferner können die erste und zweite Einstelleinrichtung 16 und 17 der Einstellschaltung 15 in einer gegenseitig verblockten Zuordnung vorgesehen sein, wie in Fig. 5(b) gezeigt ist, statt sie unabhängig voneinander vorzusehen, wie in Fig. 5(b) gezeigt ist.
• Genauer gesagt, in der Einstellschaltung 15, die in fig. 5(a) gezeigt ist, sind die einzelnen Einstelleinrichtungen 16 und 17 unabhängig voneinander aufgebaut. Deshalb ist es notwendig, den Schweißstrom Imin nach der Einstellung des Schweißstromes Iw für den tatsächlichen Schweißvorgang des Verarbeitungsmaterials 4 einzustellen. Dies bedeutet, daß die Vorgänge des Einstellens des Schweißstromes mit den Änderungen in den verschiedenartigen Schweißbedingungen zeitraubend und kompliziert sind.
• Im Gegensatz wird in Fig. 5(b) zum Einstellen des Schweißstromes Iw wie im Fall der fig. 5(a) ein erster festliegender Anschluß 16a am einen Ende eines Widerstands in der ersten Einstelleinrichtung 16, der von einem variablen Widerstand gebildet ist, bei einer konstanten Spannung von +V gehalten, ein zweiter festliegender Anschluß 16b am anderen Ende des Widerstandes wird an Masse gelegt, und ein Schieberanschluß 16c, der mit dem Schieberanschluß in der ersten Einstelleinrichtung 16 verbunden ist, wird mit einem Eingangsanschluß eines Pufferverstärkers A&sub1; in der Steuerschaltung 7 verbunden. Um den Schweißstrom Imin festzusetzen, wird in der zweiten Einstelleinrichtung 17, die von einem variablen Widerstand gebildet ist, ein zweiter fester Anschluß 17b an Masse gelegt, ein Schiebewiderstand 17c wird mit einem Eingangsanschluß eines Pufferverstärkers A&sub2; in der Steuerschaltung 7 verbunden, aber ein erster fester Anschluß 17a wird mit dem Ausgangsanschluß des Pufferverstärkers A&sub1; verbunden. Die Pufferverstärker A&sub1; und A&sub2; sind so ausgelegt, daß die Ausgänge der ersten und zweiten Einstelleinrichtung 16 und 17 nicht von Änderungen in der Lastimpedanz beeinflußt werden.
• Wenn die Einstellung der ersten Einstelleinrichtung 16 bei dem obigen Aufbau vorgenommen wurde, dann wird eine Spannung, die als ein Ergebnis der Teilung der konstanten Spannung +V als Bezug entsprechend der Lage des Schieberanschlusses erzeugt wird, als erste festgesetzte Spannung V&sub1; vorgesehen. Wenn die zweite Einstelleinrichtung 17 eingestellt wird, dann wird eine Spannung, die als Ergebnis der Teilung der ersten festgesetzten Spannung V&sub1;, die als Bezugsspannung aus der ersten Einstelleinrichtung 16 entsprechend der Lage des Schieberanschlusses vorgesehen ist, als eine zweite festgesetzte Spannung V&sub2; vorgesehen. Wenn somit die erste Einstelleinrichtung 16 eingestellt wird, dann wird die vorher eingestellte Spannung V&sub2;, die von der zweiten Einstelleinrichtung 17 geliefert wird, proportional geändert. In diesem Fall hat die vorher festgesetzte Spannung V&sub2; einen Wert gleich der vorher festgesetzten Spannung V&sub1;, multipliziert mit einem vorgegebenen Faktor von 0 bis 1,0. Somit muß, wenn die erste und zweite Einstelleinrichtung 16 und 17 erst einmal eingestellt sind, um die ordnungsgemäßen Schweißbedingungen zu liefern, nur die erste Einstelleinrichtung 16 für die Einstellung des Schweißstromes eingestellt werden, die eine nachfolgende Änderung in den Schweißbedingungen begleitet.
INDUSTRIELLE BRAUCHBARKEIT
• Wie im einzelnen vorangehend beschrieben wurde, ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Nahtschweißen vorgesehen, worin ein Metallblech oder ein oberflächenplattiertes Metallblech in zylindrischer Form mit einem streifenartigen Überlappungsabschnitt, der gebildet ist von zwei überlappenden Kantenabschnitten, zwischen einem Paar Rollenelektroden über eine obere und untere Drahtelektrode hindurchgeführt, zur Nahtschweißung des Überlappungsabschnitts zwischen den Rollenelektroden und auch zwischen der oberen und unteren Drahtelektrode unter einem Druck, der auf den Abschnitt aufgebracht wird, und die auch mit einer Schweißstromquelle versehen ist, um einen Schweißstrom zwischen den Schweißelektroden zuzuführen, und in welcher eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln mindestens des vorderen Endes des gerade zugeführten Materials auf einer geraden Linie vorgesehen ist, die die Drehachsen der Rollenelektroden verbindet, und die Ausgangsseite der Ermittlungseinrichtung ist mit einer Steuerschaltung verbunden, die die Start- und Stoppzeitpunkte der Zufuhr des Schweißstromes zu den Rollenelektroden errechnet und eine Anweisung über den Start und Stopp der Schweißstromzufuhr an die Schweißstromquelle entsprechend der errechneten Start- und Stoppzeitpunkte abgibt.
• Somit kann die Ermittlungseinrichtung jederzeit genau ermitteln, wenn mindestens das vordere Ende des Verarbeitungsmaterials die Stelle zwischen den Rollenelektroden erreicht, und es ist als Ergebnis möglich, einen Schweißstrom zwischen den Rollenelektroden mit einer befriedigenden zeitlichen Steuerung zu liefern und eine befriedigende Nahtschweißung zu erhalten.
• Ferner ist die Erfindung auf jegliches andere Verarbeitungsmaterial als das in der zylindrischen Form ebenso anwendbar, solange es einen Überlappungsabschnitt aufweist.

Claims (2)

1. Nahtschweißvorrichtung mit einer oberen und unteren Rollenelektrode (1, 2), die einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei ein in dieser Vorrichtung mit einer Nahtschweißung zu versehender zylindrischer Körper, der einen Überlappungsabschnitt (S) aufweist, der durch Überlappen jeder der beiden Kanten eines Metallblechs oder eines oberflächenbehandelten Metallblechs gebildet ist, zwischen die genannten Rollenelektroden (1, 2) nachgeführt wird und der genannte Überlappungsabschnitt durch Verwendung der genannten Rollenelektroden (1, 2) zusammengepreßt und verschweißt wird, wobei die genannte Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

eine Schweißstromquellenschaltung (8) zum Zuführen eines Schweißstromes zu jeder der genannten Rollenelektroden (1, 2);

eine Vorschubeinrichtung zum Nachführen des genannten Überlappungsabschnittes (S) zwischen die genannten Rollenelektroden (1, 2);

eine Ortungseinrichtung (6a) zum Orten der vorlaufenden (4a) und nachlaufenden (4b) Kante des genannten zylindrischen Körpers, wobei die genannte Ortungseinrichtung (6a) an einer Stelle angeordnet ist, die um einen Abstand in einer Richtung entgegengesetzt zur Vorschubrichtung des genannten zylindrischen Körpers von einer Linie getrennt ist, die die Drehachsen (1a, 2a) der genannten Rollenelektroden (1, 2) verbindet; und

eine Steuerschaltung (7), die mit einer Ausgangsseite der genannten Ortungseinrichtung (6a) und mit der Schweißstromquellenschaltung (8) verbunden ist, wobei die genannte Steuerschaltung die Start- und Stoppzeiten des Schweißstromes bestimmt, der den genannten Rollenelektroden (1, 2) zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Schweißvorrichtung Drahtelektroden (3) verwendet, die längs der Außenumfänge der Rollenelektroden laufen,

die Vorschubeinrichtung durch Schieben einer nachlaufenden Kante (4b) des genannten zylindrischen Körpers nachführt, wobei die genannte Vorschubeinrichtung ein scheibenähnliches Teil (13), das um eine Achse (11) drehbar ist, die an der Mitte des genannten scheibenähnlichen Teils angeordnet ist, einen Schlitz (9), der im genannten scheibenähnlichen Teil gebildet ist, und einen Nachführarm (12) umfaßt, der mit dem einen Ende an der genannten Achse (11) angebracht ist und mit einem anderen Ende dazu eingerichtet ist, in die genannte nachlaufende Kante (4b) des genannten zylindrischen Körpers einzugreifen;

ein Näherungsschalter (14) mit der Steuerschaltung (7) verbunden und vorgesehen ist, um eine Lage des genannten Schlitzes (9) zu ermitteln, wo bei die genannte Lage einer Angabe entspricht, daß eine vorlaufende Kante (4a) des genannten zylindrischen Körpers an einem Walzenspalt zwischen den genannten Rollenelektroden (1, 2) angeordnet ist;

daß die Steuerschaltung (7) aus einem Ausgangsimpuls des Näherungsschalters (14) den Augenblick des Erreichens der Stelle zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode (1, 2) durch die vorlaufende Kante des zylindrischen Körpers errechnet und aus einem Ausgangsimpuls der Ortungseinrichtung (6a) den Augenblick des Erreichens der Stelle zwischen der oberen und unteren Rollenelektrode (1, 2) durch die nachlaufende Kante des zylindrischen Körpers errechnet, so daß die Start- und Stoppzeitpunkte der Zufuhr von Schweißstrom bestimmt werden, und daß entsprechend diesen Zeitpunkten die Steuerschaltung (7) ein Schweißstrommuster an die Schweißstromquellenschaltung (8) abgibt.

2. Nahtschweißvorrichtung nach Anspruch 1, worin die genannte Vorrichtung ferner eine Einstellschaltung (16) aufweist, um die Werte des Schweißstromes zum Schweißen eines Zwischenteils des genannten Überlappungsabschnitts (S) sowie zum Schweißen des vorlaufenden und nachlaufenden Endteils des genannten Überlappungsabschnitts einzustellen.