DE3929669C2 - Stud welding device - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bolzenanschweißvorrichtung, insbesondere Bolzenschweißpistole, für Hubzündungsschweißverfahren und ähnliche Verfahren, bei denen der Bolzen zwecks Zündung eines Pilotlichtbogens vom Werkstück abgehoben wird, mit einem Gerätegehäuse, einem im Gerät axial verschieblich geführten, an eine Schweißstromquelle anschließbaren Bolzenhalter, einem linearen Stellantrieb mittels dessen der Bolzenhalter zum Werkstück hin verstellbar und zwecks Zündung des Pilotlichtbogens zurückziehbar ist, sowie einer auf eine Steuereinrichtung wirkenden, gehäusefest installierten Wegmeßeinrichtung.The invention relates to a stud welding device, especially stud welding gun, for Drawn arc welding processes and similar processes, at those of the bolts to ignite a pilot arc is lifted off the workpiece with a device housing, one guided axially displaceably in the device, to one Welding power source connectable stud holder, one linear actuator by means of which the bolt holder adjustable towards the workpiece and for ignition of the Pilot arc is retractable, as well as one on one Control device acting, fixed to the housing Position measuring device.
Gattungsähnliche Bolzenanschweißvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 30 32 829 bekannt. Zum Stand der Technik wird ferner auf die DE 36 31 598 A1 verwiesen. Genus-like stud welding devices are known for example from DE 30 32 829. To the booth the technology is also based on DE 36 31 598 A1 referred.
Bei den erstgenannten gattungsgemäßen Bolzenanschweißvorrichtungen wird als erstes Stellorgan beispielsweise eine Schraubenfeder verwendet, deren Einsatz insofern problematisch ist, als bei unterschiedlichen Werkstückabständen und/oder Bolzenabmessungen in axialer Richtung gesehen, sich unterschiedliche Krafteinwirkungen der Feder ergeben, die aus der Federkonstanten resultieren. Als zweite Stellorgane werden Elektromagneten eingesetzt, die ihrem Wesen nach Zweipunktstellglieder sind.In the former generic Stud welding equipment is the first actuator for example, uses a coil spring whose Use is problematic in that different workpiece distances and / or Bolt dimensions seen in the axial direction themselves result in different forces acting on the spring, which result from the spring constant. The second actuators are electromagnets used, the essence of two-point actuators are.
Aus der gattungsbildenden DE 32 15 453 C1 ist eine Bolzenanschweißvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. Dabei kann infolge des Einsatzes eines dynamoelektrischen, in der Bewegungsrichtung umkehrbaren sowie bezüglich des Stellweges und der Verstellgeschwindigkeiten einstellbaren Linearmotors auf weitere Antriebe verzichtet werden und lediglich durch diesen einen Linearmotor die entsprechende Bewegung des Stößels erfolgen. Dabei sind zudem auch Wegmeßeinrichtungen und Steuereinrichtungen vorgesehen, die den Verstellweg des Stößels abtasten. Dem Fachmann sind eine Vielzahl von Linearmotoren bekannt, auf die er gegebenenfalls zurückgreifen kann. From the generic DE 32 15 453 C1 is one Stud welding device according to the preamble of Claim 1 known. This may result from the use of a dynamoelectric, in the direction of movement reversible as well as regarding the travel and the Adjustable linear motor additional drives can be dispensed with and only by this one linear motor the corresponding movement of the Plunger. Also included Position measuring devices and control devices provided, which scan the adjustment path of the ram. The specialist a large number of linear motors are known, on which he can fall back if necessary.
Allerdings bedarf es auch beim Einsatz solcher Linearantriebe einer mechanischen Verbindung zwischen dem Antrieb und dem Stößel, was aufwendig ist. Durch eine solche mechanische Ankopplung, die zweifellos auch mit gewissem Bewegungsspiel arbeitet, ist zwar eine relativ genaue Verstellung des Stößels und damit des Bolzens möglich, jedoch keine exakte Einstellung.However, it is also necessary when using such Linear drives a mechanical connection between the drive and the plunger, which is expensive. By such a mechanical coupling, which undoubtedly also working with a certain amount of movement is one relatively precise adjustment of the plunger and thus the Bolting possible, but no exact setting.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bolzenanschweißvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 bezeichneten Art zu schaffen, die bei geringem Aufwand an komplizierten mechanischen Bauteilen und Verbindungen eine äußerst exakte Einstellung des Bolzenhalters ermöglicht und auch eine exakte Überwachung von Schweißparametern (Abhub, Eintauchgeschwindigkeit und dergleichen) ermöglicht.Based on this state of the art Invention based on the object Stud welding device in the preamble of Claim 1 designated type to create the low complexity of complicated mechanical components and connections an extremely precise setting of the Bolt holder enables and also an exact Monitoring of welding parameters (lifting, Immersion speed and the like).
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der lineare Stellantrieb durch einen gehäusefest gehalterten Gleichstrom-Regel-Magneten gebildet ist, dessen Anker fest mit dem Bolzenhalter gekoppelt ist, daß der Regelmagnet mit der Wegmeßvorrichtung verbunden ist, mittels derer der Stellweg des Ankers relativ zum Magneten erfaßbar ist, und daß in die elektrische Steuerung der von der Wegmeßvorrichtung erfaßte Ist-Wert einlesbar ist, die diesen mit einem vorgegebenen Sollwert beziehungsweise einer Folge von Sollwerten vergleicht und an den Regelmagneten Stellwerte zum Abgleich von Soll- und Ist-Wert überträgt.To solve this problem it is proposed that the linear actuator by a housing-fixed DC control magnet is formed, its armature is firmly coupled to the stud holder that the Control magnet is connected to the displacement measuring device, by means of which the travel of the armature relative to Magnet is detectable, and that in the electrical Control of the actual value detected by the displacement measuring device is readable, this with a predetermined Setpoint or a sequence of setpoints compares and control values at the control solenoids Comparison of target and actual values.
Durch den Einsatz eines solchen Gleichstromregelmagneten ist es möglich, den Bolzenhalter mittelbar oder unmittelbar allein durch eine entsprechende Erregung des Magneten in die gewünschte Arbeitslage definiert zu verstellen. Der Bolzenhalter kann in die Grundstellung exakt überführt werden, in welcher ein Bolzen zugeführt wird. Desweiteren kann der Bolzenhalter aus der Grundstellung in eine erste Arbeitsposition überführt werden, in welcher der eingesetzte Bolzen auf Anlage an das Werkstück gehalten wird, an welches der Bolzen angeschweißt werden soll. Auch der Arbeitszyklus für Hubzündungsschweißverfahren ist mit solchen Gleichstromregelmagneten sehr einfach durchzuführen, wobei der Bolzen mit dem Bolzenhalter zunächst an das Werkstück herangeführt, dann unter Einschaltung des Schweißstromes um 1 bis 2 mm abgehoben wird, so daß ein Pilotlichtbogen erzeugt wird, und nachfolgend der Bolzen in das so erzeugte Schweißbad des Werkstückes abgesenkt wird. Um automatische Schweißabläufe mit diesem Gleichstromregelmagneten durchführen zu können, ist der Regelmagnet mit einer Wegmeßvorrichtung und einer elektrischen Steuerung verbunden. Mittels der Wegmeßvorrichtung kann der Weg des Ankers des Regelmagneten erfaßt werden und dieser Ist-Wert in die Steuerung eingelesen werden. Die Steuerung umfaßt einen Regelkreis Soll-Ist-Wert-Vergleich und eine Soll-Wert Ausgabe, mittels derer der Regelmagnet mehr oder weniger erregbar ist, so daß hierüber die Steuerung des Bewegungsablaufes des Bolzenhalters möglich ist.By using such a DC control magnet it is possible to use the stud holder indirectly or directly through a corresponding excitement of the Magnets defined in the desired working position adjust. The bolt holder can be in the basic position be transferred exactly in which a bolt is fed becomes. Furthermore, the bolt holder from the Basic position transferred to a first working position in which the bolt used is in contact with the system the workpiece is held to which the bolt to be welded on. The work cycle for Drawn arc welding process is with such DC control magnets very easy to perform, the bolt with the bolt holder first on the Workpiece brought up, then with the involvement of Welding current is raised by 1 to 2 mm, so that a Pilot arc is generated, and subsequently the bolt lowered into the weld pool of the workpiece generated in this way becomes. To automatic welding processes with this To be able to carry out DC control magnets is the Control magnet with a displacement measuring device and one electrical control connected. By means of the The measuring device can measure the path of the armature Control magnets are detected and this actual value in the Control can be read. The control includes one Control loop target-actual value comparison and a target value Output, by means of which the control magnet more or less is excitable, so that the control of the Sequence of movements of the bolt holder is possible.
Ein solcher Regelmagnet kann besonders einfach auch direkt mit dem Bolzenhalter gekoppelt werden, sofern der Bolzenhalter aus magnetisierbarem Material besteht und somit der Bolzenhalter oder Bestandteile des Bolzenhalters den Anker des Magneten bilden.Such a control magnet can also be particularly simple can be coupled directly to the stud holder if the Bolt holder is made of magnetizable material and thus the stud holder or components of the Bolt holder form the armature of the magnet.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird der Einsatz von komplizierten mechanischen Bauteilen und Verbindungselementen vermieden.In the training according to the invention, the use of complicated mechanical components and Connection elements avoided.
Gemäß Vorschlag der Erfindung ist eine äußerst exakte Einstellung und exakte Überwachung von Schweißparametern möglich.According to the proposal of the invention is an extremely exact Setting and exact monitoring of welding parameters possible.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments are in the subclaims specified.
Ein streng schematisiertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.A strictly schematic embodiment is shown in shown in the drawing and below described.
Die Zeichnungsfigur zeigt die wesentlichen Elemente der Bolzenschweißvorrichtung in Prinzipdarstellung.The drawing figure shows the essential elements of the Stud welding device in principle.
Die Bolzenschweißvorrichtung, beispielsweise eine Bolzenschweißpistole für Hubzündungsverfahren, besteht aus einem Gerätegehäuse, welches bei 1 schematisch angedeutet ist. In dem Gerätegehäuse ist ein Bolzenhalter 2 axial verschieblich geführt und gehaltert. Der Bolzenhalter 2 weist an seinem freien, dem jeweiligen Werkstück zugewandten Endteil eine Aufnahme für einen Bolzen 3 auf. Um den Bolzenhalter im gewünschten Ablaufschema zum Werkstück hin bzw. von diesem weg verstellen zu können, ist ein gehäusefest gehalterter Gleichstromregelmagnet 4 vorgesehen, dessen Anker 5 über ein Kupplungsstück 6 mit dem Bolzenhalter 2 verbunden ist. Der Regelmagnet 4 ist mit einer gehäusefest installierten Wegmeßvorrichtung 7 gekoppelt, die beispielsweise mechanisch die jeweilige Stellung des Ankers 5 relativ zu dem eine entsprechende Ankeraufnahme aufweisenden Regelmagneten 4 erfaßt. Diese jeweilige tatsächliche Stellung ist als Ist-Wert bezeichnet. Der Ist-Wert kann von der Wegmeßvorrichtung 7 über eine Leitungsverbindung in eine geräteseitig installierte elektrische Steuerung 8 eingelesen werden. Die Steuerung umfaßt einen Regelkreis mit Soll-Ist-Wert-Vergleich, wobei der von der Wegmeßvorrichtung 7 erfaßte Ist-Wert eingelesen, mit dem fest eingestellten oder programmäßig erfaßten Soll-Wert verglichen wird und dieser Soll-Wert über eine Leitungsverbindung zur Einflußnahme auf den Regelmagneten 4 benutzt wird. Durch die entsprechende Erregung des Regelmagneten 4 wird der Anker 5 und damit der Bolzenhalter 2 beziehungsweise der Bolzen 3 im Regelschema verstellt, wobei eine exakte Einstellung und Überwachung der Schweißparameter erfolgen kann.The stud welding device, for example a stud welding gun for drawn-arc ignition methods, consists of a device housing, which is indicated schematically at 1 . A bolt holder 2 is guided and held axially displaceably in the device housing. The bolt holder 2 has a receptacle for a bolt 3 on its free end part facing the respective workpiece. In order to be able to adjust the stud holder towards or away from the workpiece in the desired sequence, a DC control magnet 4 which is fixed to the housing is provided, the armature 5 of which is connected to the stud holder 2 via a coupling piece 6 . The control magnet 4 is coupled to a displacement measuring device 7 installed fixed to the housing, which, for example, mechanically detects the respective position of the armature 5 relative to the control magnet 4 having a corresponding armature holder. This actual position is called the actual value. The actual value can be read by the displacement measuring device 7 via a line connection into an electrical control 8 installed on the device. The control comprises a control loop with a target-actual value comparison, the actual value detected by the displacement measuring device 7 being read in, compared with the fixed or program-determined target value and this target value via a line connection for influencing the Control magnet 4 is used. The armature 5 and thus the stud holder 2 or the stud 3 are adjusted in the control diagram by the corresponding excitation of the control magnet 4 , whereby the welding parameters can be set and monitored precisely.
Vorzugsweise kann die Wegmeßvorrichtung 7 ein induktiver Wegaufnehmer üblicher Bauart sein.The displacement measuring device 7 can preferably be an inductive displacement sensor of a conventional type.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine insgesamt äußerst einfache Bolzenschweißvorrichtung geschaffen, die mit wenigen Bauteilen eine äußerst präzise Arbeitsweise ermöglicht.The training according to the invention is an overall extremely simple stud welding device created, which is extremely precise with just a few components Working method enables.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not based on the embodiment limited but often within the scope of the disclosure variable.
Claims (3)
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