DE4302220B4 - Verfahren zum Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile (30, 30a, 30b, 31, 32), mit
einem Erfassungsschritt zum Erfassen eines Entfernens eines elektrisch isolierenden Teils (33) zwischen einem ersten (30, 30a, 31) und einem zweiten leitfähigen Teil (30b, 32), wobei das Entfernen des isolierenden Teils (33) aus einem Anstieg der Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils ermittelt wird, und
einem Schweißschritt zum Zusammenschweißen des ersten leitfähigen Teils und des zweiten leitfähigen Teils durch hindurchgeleiteten Strom zu deren gegenseitiger Befestigung, nachdem das Entfernen des isolierenden Teils erfasst ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenschweißen von elektrisch leitfähigen Teilen, zwischen denen sich ein elektrisch isolierendes Teil befindet.
  • Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Zusammenschweißen von elektrisch leitfähigen Teilen, zwischen denen ein elektrisch isolierendes Teil liegt, werden bei einem Schweißvorgang der Strom für das elektrische Zusammenschweißen der leitfähigen Teile, der Zeitpunkt und die Dauer des Zuführens des Stroms zu den leitfähigen Teilen und eine Kraft zum Gegeneinanderdrücken der leitfähigen Teile und zum Zusammenpressen des dazwischenliegenden isolierenden Teils konstant festgelegt bzw. nicht eingestellt.
  • In der US 4 072 843 A sind ein Gerät und ein Verfahren zum Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile bekannt, wobei die Entfernung eines elektrisch isolierenden Teils zwischen einem ersten und einem zweiten leitfähigen Teil durch einen Spannungsabfall, der durch eine Durchdringung des Isolationsmaterials hervorgerufen wird, erfasst wird und ein Verschweißen der leitfähigen Teile durch hindurchgeleiteten Strom ausgeführt wird.
  • In der GB 2 232 013 A sind ein Koaxialstecker sowie ein hierfür verwendetes Schweißverfahren beschrieben, wobei eine isolierende Schicht weggeschmolzen wird, indem Elektroden elektrische Energie zugeführt wird.
  • In der GB 1 378 650 A ist ein Schweißverfahren beschrieben, bei dem eine isolierende Schicht bei einem Leiter entfernt wird, indem eine hohe Kraft daran angelegt wird. Dadurch wird eine Kaltverformung bei der isolierenden Schicht erreicht, die zu einem kalten Fließen führt.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile, zwischen denen ein elektrisch isolierendes Teil liegt, ein Verfahren zu schaffen, gemäß dem das dazwischenliegende isolierende Teil auf sichere Weise entfernt werden kann und die Wärmeenergie für das Zusammenschweißen der leitfähigen Teile auf einem geeigneten Ausmaß gehalten werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Zusammenschweißen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Zur Lösung der Aufgabe umfasst das erfindungsgemäße Verfahren für das Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile einen Erfassungsschritt, bei dem das Beseitigen eines elektrisch isolierenden Teils zwischen einem ersten und einem zweiten leitfähigen Teil erfasst wird, und einen Schweißschritt, bei dem nach dem Erfassen der Beseitigung des isolierenden Teils das erste und das zweite leitfähige Teil durch über diese geleiteten Strom zusammengeschweißt werden, um sie aneinander zu befestigen.
  • Da erfindungsgemäß das erste und das zweite elektrisch leitfähige Teil zu deren Verbindung durch den hindurchgeleiteten Strom zusammengeschweißt werden, nachdem das Beseitigen des dazwischenliegenden elektrisch isolierenden Teils ermittelt ist, verbleibt das isolierende Teil nach dem Zusammenschweißen des ersten und des zweiten leitfähiger Teils nicht dazwischen und die Stromleitfähigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Teil wird für einen geeigneten Schweißstrom ausreichend, so daß die Wärmeenergie für das Zusammenschweißen der leitfähigen Teile diesen zuverlässig zugeführt wird und die leitfähigen Teile sicher zusammengeschweißt werden. Da ferner das Beseitigen des isolierenden Teils zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil erfaßt wird, kann die Relativlage zwischen diesen bei der Erfassung und bei dem Schweißen im wesentlichen konstant sein bzw. der Kontakt zwischen diesen über das isolierende Teil hinweg sowohl bei dem Erfassungsschritt als auch bei dem Schweißschritt konstant gehalten werden.
  • Das Beseitigen des elektrisch isolierenden Teils kann durch einen Anstieg (bzw. den Beginn eines Anstiegs) der Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils festgestellt werden, da die Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils durch eine ohmsche Widerstandserwärmung über das erste und zweite leitfähige Teil ansteigt, wenn das isolierende Teil zumindest teilweise durch Wärmeenergie und/oder daran von dem ersten und/oder zweiten leitfähigen Teil aufgebrachte Preßkraft entfernt ist, so daß ein direkter Kontakt oder eine beträchtliche Stromleitung zwischen dem ersten und dem zweiten leitfähigen Teil hervorgerufen wird, oder weil das isolierende Teil durch einen Anstieg der Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils leicht bewegbar wird oder beseitigt wird, wenn das isolierende Teil thermoelastisch oder durch Wärme verdampfbar ist. Der Temperaturanstieg kann aus einem Anstieg des elektrischen Widerstands (oder dem Beginn eines Widerstandsanstiegs) über das erste und zweite leitfähige Teil hinweg oder alternativ aus der Temperatur einer Oberfläche des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils mittels eines Oberflächentemperaturfühlers erfaßt werden. Der Temperaturanstieg kann eine Differenz zwischen einer bestimmten Temperatur und einer Ist-Temperatur oder ein Anstieg der absoluten Temperatur sein.
  • Das Beseitigen des elektrisch isolierenden Teils kann aus einem Abfall (einschl. des Beginns des Abfalls) des elektrischen Widerstands durch das erste und zweite leitfähige Teil festgestellt werden, da der elektrische Widerstand durch das erste und zweite leitfähige Teil durch das Entfernen des isolierenden Teils bzw. durch den direkten Kontakt zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil verringert wird. Die Verringerung des Widerstands kann eine Differenz zwischen einem bestimmten Widerstand und einem Ist-Widerstand oder eine Verringerung des absoluten Widerstands sein.
  • Das Beseitigen des elektrisch isolierenden Teils kann durch das Erfassen von Verdampfungsgas aus dem isolierenden Teil festgestellt werden, welches bei dem Erfassungsschritt erwärmt wird, wenn das isolierende Teil elastisch wird oder bei dessen Verdampfung leicht zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zu entfernen ist oder wenn das isolierende Teil durch dessen Verdampfung beseitigt wird.
  • Das Beseitigen des isolierenden Teils kann durch eine Kraft, die das isolierende Teil zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zusammenpreßt, oder durch eine dem isolierenden Teil zugeführte Wärmeenergie erfolgen.
  • Das Entfernen des isolierenden Teils kann dadurch erfaßt werden, daß die Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils höher als eine vorbestimmte Temperatur wird, die dafür ausreicht, das isolierende Teil zum Beseitigen zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zu erweichen oder bewegbar zu machen. Die Temperatur wird aus dem Wert des elektrischen Widerstandes über das erste und zweite leitfähige Teil ermittelt, da der Widerstandswert umso größer ist, je höher die Temperatur des ersten und zweiten leitfähigen Teils ist. Ferner kann die Temperatur als Temperatur an der Oberfläche des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils mittels eines Oberflächentemperaturfühlers gemessen werden.
  • Das Entfernen des isolierenden Teils kann dadurch erfaßt werden, daß der Widerstandswert über das erste und zweite leitfähige Teil kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, da der Widerstandswert unter den vorbestimmten Wert abfällt, wenn das isolierende Teil zumindest teilweise entfernt ist bzw. das erste und zweite leitfähige Teil zumindest teilweise in direktem Kontakt stehen, so daß zwischen diesen eine Stromleitung gebildet ist.
  • Das Beseitigen des isolierenden Teils kann ferner aus einem direkten Kontakt (einschl. eines Beginns von direktem Kontakt) zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil ermittelt werden, welcher dadurch erfaßt werden kann, daß die Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils durch die Erwärmung durch den Stromfluß über den direkten Kontakt ansteigt, oder dadurch, daß der elektrische Widerstand über das erste und zweite leitfähige Teil kleiner wird, was durch den direkten Kontakt verursacht wird.
  • Weiterhin kann das Beseitigen des isolierenden Teils dadurch erfaßt werden, daß eine Fläche des direkten Kontakts zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil größer als eine vorbestimmte Fläche wird, die dazwischen eine Stromleitfähigkeit für einen ausreichenden Schweißstrom verursacht. Daß die Fläche direkten Kontaktes größer als die vorbestimmte Fläche ist, kann aus einem Sinken des Widerstandswertes über das erste und zweite leitfähige Teil, das größer als ein vorbestimmter Wert ist, aus einer Differenz zwischen einem Ist-Widerstandswert und einem bestimmten Widerstandswert oder aus einer Verminderung des absoluten Widerstandswertes ermittelt werden.
  • Bei dem Erfassungsschritt kann das erste oder das zweite leitfähige Teil vor dem Ermitteln der Beseitigung des isolierenden Teils mit Strom zum Erzeugen von Wärmeenergie zum Erwärmen des isolierenden Teils gespeist werden oder es wird alternativ durch das isolierende Teil die Stromzufuhr zu dem ersten und zweiten leitfähigen Teil verhindert und das isolierende Teil zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zusammengepreßt, bevor das Beseitigen des isolierenden Teils erfaßt wird.
  • Das Beseitigen des isolierenden Teils kann aus einer Zeitspanne ermittelt werden, die länger als eine vorbestimmte Zeitspanne ist und in der die Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils höher als eine vorbestimmte Temperatur gehalten ist, welche zum Entfernen des isolierenden Teils ausreichend ist.
  • Weiterhin kann das Entfernen des isolierenden Teils aus einer Zeitspanne ermittelt werden, die länger als eine vorbestimmte Zeitspanne ist und in der der Abfall des Widerstandswertes über das erste und zweite leitfähige Teil höher als ein vorbestimmter Widerstandsabfall gehalten ist, der einen für das Schweißen ausreichenden Strom zuläßt.
  • Das elektrisch isolierende Teil kann thermoelastisch oder thermoplastisch sein, um es zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zu entfernen, wenn das erste und/oder zweite leitfähige Teil erwärmt wird. Wenn das isolierende Teil auf mehr als eine vorbestimmte Temperatur, eine Schmelztemperatur oder eine Verdampfungstemperatur desselben erwärmt wird, kann von dem isolierenden Teil Verdampfungsgas erzeugt werden. Der elektrische Widerstand sowohl des ersten als auch des zweiten leitfähigen Teils kann entsprechend einem Anstieg seiner Temperatur größer werden.
  • Nach dem Erfassen des Beseitigens kann eine Kraft verringert werden, mit der das isolierende Teil zwischen dem ersten leitfähigen Teil, dessen Stromführung durch das isolierende Teil bei dem Erfassungsschritt verhindert ist, und dem zweiten leitfähigen Teil zusammengepreßt wird, das bei dem Erfassungsschritt Strom führt. Ferner kann nach dem Ermitteln des Beseitigens des isolierenden Teils eine Kraft für das Zusammenpreßen des isolierenden Teils zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil verstärkt werden, an denen während des Erfassungsschrittes durch das isolierende Teil die Stromführung verhindert ist.
  • Zwischen dem Erfassungsschritt und dem Schweißschritt kann die Stromzufuhr zu dem ersten und/oder zweiten leitfähigen Teil vorübergehend verringert und/oder unterbrochen werden.
  • Bei dem Erfassungsschritt kann das Beseitigen des isolierenden Teils dadurch erfaßt werden, daß die Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils im Vergleich zu einer im wesentlichen minimalen Temperatur desselben ansteigt. Weiterhin kann das Entfernen des isolierenden Teils bei dem Erfassungsschritt aus einer Verminderung des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil im Vergleich zu einem im wesentlichen maximalen Widerstand über diese ermittelt werden. Ferner kann bei dem Erfassungsschritt das Entfernen des isolierenden Teils dadurch erfaßt werden, daß der Wert des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil im Vergleich zu einem im wesentlichen minimalen Widerstandswert über diese angestiegen ist. Des weiteren kann bei dem Erfassungsschritt das Beseitigen des isolierenden Teils aus einer Vergrößerung einer Direktkontaktfläche zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil im Vergleich zu der erfaßten, im wesentlichen minimalen Direktkontaktfläche zwischen diesen ermittelt werden.
  • Der Schweißschritt kann beendet werden, wenn eine Spannweite (W in 1 und 6) über das erste und zweite leitfähige Teil auf eine vorbestimmte oder anzustrebende Spannweite verringert ist. Weiterhin kann der Schweißschritt beendet werden, wenn eine Spannweite (W in 1 und 6) über das erste und zweite leitfähige Teil in einem vorbestimmten Ausmaß in bezug auf eine Spannweite verringert ist, die gemessen wird, wenn der Beginn des direkten Kontaktes zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil erfaßt wird. Ferner kann der Schweißschritt beendet werden, wenn dem ersten und zweiten leitfähigen Teil, die zusammenzuschweißen sind, eine vorbestimmte Wärmeenergiemenge zugeführt wurde.
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • 1 ist eine schematische Gesamtblockdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • 2 ist ein Zeitdiagramm, die einen Widerstand R zwischen Elektroden, eine Elektrodenverstellgröße X, einen Schweißdruck P und einen Schweißstrom I zeigt.
  • 3 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Beschichtungsablöse-Anfangszeitpunkts zusammen mit einer Änderung des Elektrodenstreckenwiderstands R.
  • 4 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einem Beschichtungsablösungsanteil und einem Widerstandsanstieg Ru zeigt.
  • 5 ist eine erläuternde Darstellung für den Vergleich zwischen einem Schweißstellenquerschnitt, einer Schweißungsfestigkeit und einer Schweißstellenverschlechterung bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit denjenigen bei dem Stand der Technik.
  • 6 ist eine schematische Gesamtblockdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • 7 ist ein Zeitdiagramm, das Änderungen des Elektrodenstreckenwiderstandes R, des Schweißdruckes P, des Schweißstroms I und eines Hauptstroms Im zeigt.
  • 8 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einer Beschichtungsablösefläche S und einem Widerstandsabfall RL zeigt.
  • 9 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einer Teilestoßstellenfläche und einer Schweißenergie zeigt.
  • 10 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einer Schweißstellenhärte bzw. Schweißstellenfestigkeit und einer Schweißdauer zeigt.
  • 11 ist ein Blockschaltbild, das den hauptsächlichen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulicht.
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Teil der Funktionen eines Mikrocomputers nach 11 zeigt.
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen mittleren Teil der Funktionen zeigt.
  • 14 ist ein Ablaufdiagramm, das einen letzten Teil der Funktionen zeigt.
  • 15 ist ein Blockschaltbild, das den hauptsächlichen Teil eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulicht.
  • 16 ist ein Ablaufdiagramm, das einen ersten Teil der Funktionen eines Mikrocomputers nach 15 zeigt.
  • 17 ist ein Ablaufdiagramm, das einen mittleren Teil der Funktionen zeigt.
  • 18 ist ein Ablaufdiagramm, das einen letzten Teil der Funktionen zeigt.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die 1 zeigt ein Beispiel, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Widerstandsschweißmaschine M mit zwei Elektroden angewandt wird. Diese Doppelelektroden-Widerstandsschweißmaschine M weist eine obere Elektrode 10 und eine untere Elektrode 20 auf, die beide aus Wolfram oder dergleichen bestehen und die einander oben und unten gegenübergesetzt sind. Die obere Elektrode 10 hat eine Andruckfläche 11. Die Andruckfläche 11 drückt gegen ein zu schweißendes Objekt 30, welches aus einem auf eine Auflagefläche 21 der unteren Elektrode 20 aufgelegten Anschlußleiter 30a und einem umhüllten bzw. isolierten Draht 30b besteht. Die Widerstandsschweißung wird an dem Objekt 30 durch einen Schweißstrom vorgenommen, der von der oberen Elektrode 10 über das Objekt 30 zu der unteren Elektrode 20 fließt. Der Anschlußleiter 30a des Objekts 30 besteht aus einem Material wie Kupferlegierung oder Kupfer. Ein Endteil 31 dieses Anschlußleiters 30a ist U-förmig zu einem Schenkelteil gebogen. Der isolierte Draht 30b ist durch Beschichten des Umfangs einer Drahtseele 32 mit einer Beschichtung 33 aus einem thermoplastischen und/oder thermisch verdampfbaren Isoliermaterial wie Polyester oder dergleichen gebildet. Ein Endteil dieses isolierten Drahts 30b wird geschweißt und hierzu gemäß der Darstellung in 1 senkrecht in den U-förmig gebogenen Endteil 31 des Anschlußleiters 30a eingeführt.
  • Als nächstes wird eine Steuereinheit E für die Widerstandsschweißung mittels der Widerstandsschweißmaschine M erläutert. Diese Steuereinheit E enthält einen Luftzylinder 40 und ein Proportionalregelventil 50. Die obere Elektrode 10 wird durch den Luftzylinder 40 durch Druckluft nach unten bewegt, die aus einer Druckluftquelle 50a über das Proportionalregelventil 50 zugeführt wird. Dadurch wird der gebogene Endteil 31 des Anschlußleiters 30a von oben nach 1 mit einem Schweißdruck beaufschlagt. Das Proportionalregelventil 50 steuert eine dem Luftzylinder 40 aus der Druckluftquelle 50a zugeführte Druckluftmenge. Diese Steuerung erfolgt durch Ventilöffnung gemäß der Proportionalsteuerung durch eine Schweißdruck-Steuerschaltung 150, die nachfolgend beschrieben wird. Die obere Elektrode 10 und die untere Elektrode 20 sind jeweils über einen Stromleiter 61 bzw. 62 mit einer Schweißstromquelle 60 verbunden. Diese Schweißstromquelle 60 leitet einen sinusförmigen Schweißstrom mit 60 Hz über den Stromleiter 61, die obere Elektrode 10, das zu schweißende Objekt 30 und die untere Elektrode 20. Dabei enthält die Schweißstromquelle 60 ein Relais 60a mit einer Relaisspule Ry und einem Arbeitskontaktschalter Y. Dieses Relais 60a bewirkt bei dem durch das Erregen der Spule Ry herbeigeführten Schließen des Schalters Y die Ausgabe des Schweißstroms aus der Schweißstromquelle 60. Wenn andererseits durch das Aberregen der Spule Ry der Schalter Y öffnet, unterbricht das Relais 60a den Schweißstrom aus der Schweißstromquelle 60.
  • Eine Schweißstrom-Meßschaltung 70 ist aus einer Strommeßspule 71 und einer Strommeßeinheit 72 gebildet. Die Strommeßspule 71 erfaßt einen durch den Stromleiter 62 fließenden Schweißstrom, der nachfolgend als Schweißstrom I bezeichnet wird. Dadurch erzeugt die Strommeßspule 71 ein Differentialmeßsignal mit einer differenzierten Kurvenform des Schweißstroms I. Die Strommeßeinheit 72 enthält eine Integrationsschaltung und einen Verstärker. Die Integrationsschaltung dieser Strommeßeinheit 72 integriert das differentielle Meßsignal aus der Strommeßspule 71. Das Ergebnis dieser Integration wird durch den Verstärker verstärkt und als gemessener Schweißstrom abgegeben. Von einer Spannungsmeßschaltung 80 wird eine zwischen der oberen Elektrode 10 und der unteren Elektrode 20 entstehende, nachfolgend als Elektrodenstreckenspannung V bezeichnete Spannung erfaßt und verstärkt. Die Spannungsmeßschaltung 80 gibt dann die Spannung als gemessene Elektrodenstreckenspannung ab. Eine. Verstellgrößen-Meßschaltung 90 enthält einen Brücken- bzw. Differentialtransformator 91 und eine Elektrodenverstellgrößen-Meßeinheit 92 mit einem Verstärker. Der Differentialtransformator 91 ist über seinen Arm 91a mit der oberen Elektrode 10 verbunden. Der Differentialtransformator 91 dieser Verstellgrößen-Meßschaltung 90 erfaßt eine Abwärtsversetzung des Armes 91a, die einem Ausmaß der Abwärtsverstellung der oberen Elektrode 10 vom oberen Ende der Verstellstrecke weg entspricht. Diese Abwärtsverstellungsgröße wird durch die Verstellungsgrößen-Meßeinheit 92 verstärkt und als nachfolgend mit X bezeichnete Elektrodenverstellgröße abgegeben.
  • Eine Rechenschaltung 100 führt bei dem Einschalten einen Rechenprozeß zum Verstärken eines Schweißdruckes P an dem Objekt 30 bis zu einem Wert aus, der für das Ablösen der Beschichtung des isolierten Drahtes 30b erforderlich ist. Nach beendetem Verstärken des Schweißdruckes P führt die Rechenschaltung 100 eine Berechnung aus, die für die Abgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 erforderlich ist. Danach berechnet die Rechenschaltung 100 aufgrund des gemessenen Schweißstroms aus der Schweißstrom-Meßschaltung 70 und der Elektrodenstreckenspannung aus der Spannungsmeßschaltung 80 je Abfrageperiode einen Effektivstromwert IRMS und einen Effektivspannungswert VRMS. Aufgrund der beiden Effektivwerte IRMS und VRMS berechnet die Rechenschaltung 100 einen Elektrodenstreckenwiderstand R (= VRMS/IRMS) zwischen der oberen Elektrode 10 und der unteren Elektrode 20. Zugleich vergleicht die Rechenschaltung 100 zwei aufeinanderfolgende Widerstandswerte des Elektrodenstreckenwiderstands R. Darauffolgend wählt die Rechenschaltung 100 den kleineren der miteinander verglichenen beiden Widerstandswerte. Weiterhin wird die dem jeweils gewählten Widerstandswert R entsprechende Elektrodenverstellgröße X aus der Verstellgrößen-Meßschaltung 90 gewählt.
  • Im weiteren bestimmt die Rechenschaltung 100 auf das Erreichen des Minimalwertes des letzten bzw. zuletzt gemessenen oder neuesten gewählten Elektrodenstreckenwider stands R hin diesen Widerstand R als Minimalwiderstand Rmin. Die dem Minimalwiderstand Rmin entsprechende letzte Elektrodenverstellgröße X wird als Minimum-Verstellgröße Xmin bestimmt. Danach berechnet die Rechenschaltung 100 aufgrund des Elektrodenstreckenwiderstands R je Abfrageperiode einen Widerstandsanstieg Ru von dem Minimalwiderstand Rmin weg. Dann berechnet die Schaltung von der Minimum-Verstellgröße Xmin ausgehend die danach von der Verstellgrößen-Meßschaltung 90 eingegebene Elektrodenverstellgröße X wieder als Größe X. Eine Widerstandsanstieg-Einstellschaltung 110 stellt einen nachfolgend erläuterten Widerstandsanstieg Ruo ein. Eine Elektrodenverstellgrößen-Einstellschaltung 120 stellt eine nachfolgend erläuterte Elektrodenverstellgröße Xo ein.
  • Die folgenden Ausführungen sind eine Begründung dafür, daß gemäß der vorangehenden Beschreibung in den Rechenvorgang der Rechenschaltung 100 der Elektrodenstreckenwiderstand R, die Elektrodenverstellgröße X, der Minimalwiderstand Rmin und der jeweilige Widerstandsanstieg Ru einbezogen werden. Es wird auch ein Grund dafür erläutert, daß in den Rechenvorgang der durch die Widerstandsanstieg-Einstellschaltung 110 eingestellte Widerstandsanstieg Ruo und die durch die Elektrodenverstellgrößen-Einstellschaltung 120 eingestellte Elektrodenverstellgröße Xo einbezogen werden. Es wurde wiederholt eine Vielfalt von Untersuchungen der Widerstandsschweißung zwischen dem umhüllten bzw. isolierten Draht und dem Anschlußleiter ausgeführt. Es hat sich erwiesen, daß durch Vorbeuge gegen die vorangehend beschriebenen Mängel die Zuverlässigkeit hinsichtlich der Qualität der Widerstandsschweißstelle beträchtlich verbessert werden kann, wenn die folgende Widerstandsschweißung ausgeführt wird. Zuerst wurde untersucht, wie sich der Widerstand zwischen der oberen und der unteren Elektrode, nämlich der Elektrodenstreckenwiderstand R im Ablauf der Widerstandsschweißung ändert, wenn eine gute Qualität der Schweißstelle zwischen dem isolierten Draht und dem Anschlußleiter erzielt wird. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Elektrodenstreckenwiderstand R die Tendenz zu einer vertiefungsartigen Änderung gemäß der Darstellung durch die linke Hälfte einer Kennlinie La in 2 bzw. in der 3 zeigt. Es hat sich ferner herausgestellt, daß dieser widerstand R den Minimalwert Rmin hat. Dabei ist der Umstand, daß der Widerstand R nach dem Erreichen des minimalen Widerstandwertes Rmin größer wird, auf den folgenden Grund zurückzuführen: Der minimale widerstandswert wird mit fortschreitendem Ablösen der Drahtbeschichtung geringer und nach dem Zuführen von Strom wird mit fortschreitender Pressung die Kontaktfläche zwischen der oberen Elektrode und dem Anschlußleiter größer. Die Verringerung des Elektrodenstreckenwiderstands R bis zu dem Minimalwiderstandswert Rmin ist von einem Anstieg des Speisestroms sowie von einem Anstieg der Temperaturen der beiden Elektroden 10 und 20 begleitet. Dies führt zu einem Anstieg des jeweiligen Innenwiderstands der beiden Elektroden 10 und 20. Dadurch steigt der Elektrodenstreckenwiderstand R von dem minimalen Widerstandswert Rmin weg an. Dies ist die Ursache dafür, daß der Elektrodenstreckenwiderstand R nach dem Erreichen des Minimalwiderstands Rmin größer wird.
  • Wenn ferner der Elektrodenzwischenwiderstand R den Minimalwiderstand Rmin erreicht, steigt gemäß 3 die Leitfähigkeit zwischen der oberen und der unteren Elektrode steil an. Es wurde der Umstand festgestellt, daß bei R = Rmin nicht das Schweißen, sondern eine vollständige Beschichtungsablösung des isolierten Drahtes beginnt (die direkte Berührung bzw. der vollständige elektrische Kontakt zwischen der Drahtseele und dem Anschlußleiter). Daraus wurde ferner klar, daß bei dem Widerstandsschweißen der Beschichtungsablöseprozeß von dem Schweißprozeß getrennt werden kann. Ferner ist das Ausmaß der Zunahme des Elektrodenstreckenwiderstands R nach dem Abfallen auf den Minimalwiderstand Rmin durch den Widerstandsanstieg Ru gemäß der Darstellung durch die Kennlinie La in 2 ausgedrückt. Hierbei hat es sich erwiesen, daß gemäß der Darstellung in 4 der Widerstandsanstieg Ru einen engen Zusammenhang mit einem Beschichtungsablösungsgrad des isolierten Drahtes hat. Aus dem vorstehenden wurde auch klar, daß dann, wenn der Schweißstrom weiter fließt, bis der Widerstandsanstieg Ru bis zu dem voreingestellten Wert Ruo, nämlich bis zu einem Wert zunimmt, der dafür ausreicht, den erforderlichen Beschichtungsablösungsgrad bzw. -anteil zu erreichen, der Zustand der Beschichtungsablösung des isolierten Drahtes immer ohne Ungleichmäßigkeiten stabil gehalten werden kann. Dies wird gleichermaßen dadurch erreicht, daß die Wärmemenge (Schweißstrom)2 × Elektrodenstreckenwiderstand × Zeit gesteuert wird, die von dem Zeitpunkt an zugeführt wird, an dem der Elektrodenstreckenwiderstand R den Minimalwiderstand Rmin erreicht.
  • Im weiteren wird das Ausmaß des Zerfallens bzw. Verformens des isolierten Drahtes auf geeignete Weise eingestellt, wodurch bei dem Schweißprozeß die Verbindungseffektivität verbessert und eine gleichmäßige Schweißstellenfestigkeit sichergestellt wird. Zu diesem Zweck wurde durch Untersuchungen auf mancherlei Weise der Zusammenhang zwischen dem Ausmaß des Verformens des isolierten Drahtes und der Verbindungseffektivität geprüft. Nachdem der Widerstandsanstieg Ru den vorangehend beschriebenen eingestellten Widerstandsanstiegswert Rua erreicht hat, wird die Zufuhr des Schweißstroms vorübergehend für eine Abkühlungs- oder Temperaturhalteperiode unterbrochen. Eine exotherme Widerstandsgröße wird unter Verbesserung des Kontaktwiderstands zwischen den beiden Elektroden und dem zu schweißenden Material bzw. Objekt durch Senken des Schweißdruckes P an dem Anschlußleiter und dem isolierten Draht über die obere Elektrode auf einen Druck gemäß der Darstellung durch eine Kennlinie Lc in 2 vergrößert. Die Widerstandsschweißung wird gesteigert, während das Ausmaß des Zerfallens bzw. Enthüllens des isolierten Drahtes verringert wird. Wenn zu Beginn der Beschichtungsablösung R = Rmin erreicht wird, erreicht die entsprechende Abwärts-Verstellgröße der oberen Elektrode die voreingestellte Elektrodenverstellgröße Xo für die obere Elektrode (siehe Kennlinie Lb in 2). Es wurde festgestellt, daß dann, wenn zu diesem Zeitpunkt das Zuführen des Schweißstroms beendet wird, die Verbindungseffektivität verbessert und die gleichmäßige Schweißstellenfestigkeit erreicht werden kann.
  • Eine Vergleichsbewertungsschaltung 130 gibt beim Einschalten an die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 einen Befehl zum Öffnen des Proportionalregelventils 50 bis zu einem für das Ablösen der Beschichtung des isolierten Drahtes 30b ausreichenden Wert des Schweißdrucks P ab. Danach befiehlt die Schaltung 130 an einer Stromsteuerschaltung 140 die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60. Weiterhin vergleicht die Vergleichsbewertungsschaltung 130 den jeweils aus der Rechenschaltung 100 ausgegebenen Widerstandsanstieg Ru mit dem aus der Widerstandsanstieg- Einstellschaltung 110 ausgegebenen Widerstandsanstieg Ruo. Wenn Ru = Ruo erreicht ist, wird dies von der Schaltung 130 dahingehend ausgewertet, daß es erforderlich ist, das Zuführen des Schweißstroms I vorübergehend zu unterbrechen und den Schweißdruck P an dem zu schweißenden Objekt 30 zu senken. Nach dem Ablauf einer (gemäß Versuchen voreingestellten) vorbestimmten Zeit in Verbindung mit dem Verringern des Schweißdruckes P über die Rechenschaltung 100 befiehlt die Vergleichsbewertungsschaltung 130 an der Stromsteuerschaltung 140 die Wiederaufnahme des Zuführens des Schweißstroms I unter Stabilisierung des Schweißdruckes P. Die aus der Rechenschaltung 100 eingegebene Elektrodenverstellgröße X wird mit der aus der Verstellgrößen-Einstellschaltung 120 eingegebenen eingestellten Elektrodenverstellgröße Xo verglichen. Wenn X = Xo erreicht ist, wird dies von der Vergleichsbewertungsschaltung 130 dahingehend ausgewertet, daß sowohl das Zuführen des Schweißstroms I als auch das Anpressen an das zu schweißende Objekt 30 zu beenden ist.
  • Die Stromsteuerschaltung 140 steuert die Schweißstromquelle 60. Diese Steuerung erfolgt derart, daß von der Schweißstromquelle 60 der Schweißstrom I abgegeben wird, die Abgabe des Schweißstroms I vorübergehend unterbrochen wird, die Abgabe des Schweißstroms I wieder aufgenommen wird und die Abgabe des Schweißstroms I beendet wird. Diese Vorgänge werden im Ansprechen auf den Befehl für das Zuführen des Schweißstroms I, die Bewertung zum vorübergehenden Unterbrechen der Zufuhr desselben, der Bewertung zur Wiederaufnahme der Zufuhr und der Bewertung zum Beenden der Zufuhr ausgeführt. Die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 steuert das Proportionalregelventil 50 in der Weise, daß im Ansprechen auf die Befehle zum Erhöhen und Senken des Schweißdruckes P und auf den Abschlußbefehl, die von der Vergleichsbewertungsschaltung 130 abgegeben werden, die Öffnung des Proportionalregelventils 50 vergrößert oder verkleinert wird bzw. das Ventil geschlossen wird.
  • Es sei angenommen, daß bei dem auf diese Weise gestalteten ersten Ausführungsbeispiel das zu schweißende Material bzw. Objekt 30 gemäß der Darstellung in 1 auf die Auflagefläche der unteren Elektrode 20 unterhalb der Andruckfläche 11 der oberen Elektrode 10 der Widerstandsschweißmaschine M aufgelegt ist. Dabei sei auch vorausgesetzt, daß sowohl der Schweißdruck P an dem Objekt 30 als auch der Schweißstrom aus der Schweißstromquelle 60 "0" sind. Wenn die Widerstandsschweißung an dem Objekt 30 vorzunehmen ist und die Steuereinheit E zu einem Zeitpunkt t0 nach 2 eingeschaltet wird, führt die Rechenschaltung 100 die Berechnung zum Erhöhen des Schweißdruckes P auf einen wert aus, der für das Ablösen der Beschichtung des isolierten Drahtes 30b ausreichend ist. Bei diesem Vorgang gibt die Vergleichsbewertungsschaltung 130 an die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 einen Befehl für das Einstellen der Öffnung des Proportionalregelventils 50 auf einen Wert ab, welcher dem Beschichtungsablösewert des Schweißdruckes P entspricht. Dementsprechend steuert die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 das Öffnen des Proportionalregelventils 50. Dadurch wird die Luft aus der Druckluftquelle 50a unter Druck dem Luftzylinder 40 zugeführt. Entsprechend der Luftströmung aus dem Proportionalregelventil 50 bewegt der Luftzylinder 40 die obere Elektrode 10 abwärts, wodurch ein Vorgang zum Aufbringen des Schweißdruckes P an dem Objekt 30 mit einem Wert beginnt, der für das Ablösen der Beschichtung ausreicht. Zugleich wird von der Verstellgrößen-Meßschaltung 90 die Elektrodenverstellgröße X der oberen Elektrode 10 erfaßt und abgegeben (Zeitpunkt t0 nach 2).
  • Wenn darauffolgend zu einem Zeitpunkt t1 nach 2 der Schweißdruck P angestiegen ist, führt die Rechenschaltung 100 einen Rechenvorgang für die Abgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 aus. Mit diesem Vorgang gibt die Vergleichsbewertungsschaltung 130 an die Stromsteuerschaltung 140 einen Befehl zur Abgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 ab. Zu diesem Zweck wird durch Erregen der Relaisspule Ry des Relais 60a unter Steuerung durch die Stromsteuerschaltung 140 der Schalter Y geschlossen. Daraufhin beginnt die Schweißstromquelle 60, den Schweißstrom I über den Stromleiter 61, die obere Elektrode 10, das zu schweißende Objekt 30, die untere Elektrode 20 und den Stromleiter 62 zu leiten (Symbol Ld in 2). Dabei wird von der Schweißstrom-Meßschaltung 70 der Schweißstrom I gemessen (siehe 2). Zugleich wird durch die Spannungsmeßschaltung 80 die Spannung V zwischen der oberen Elektrode 10 und der unteren Elektrode 20 gemessen.
  • Nach dem Ausführen des vorstehend beschriebenen Rechenprozesses für den Schweißstrom I berechnet die Rechenschaltung 100 aufgrund des gemessenen Schweißstroms aus der Schweißstrom-Meßschaltung 70 und der Elektrodenstreckenspannung aus der Spannungsmeßschaltung 80 je Abfrageperiode die Effektivwerte IRMS und VRMS des Stroms bzw. der Spannung. Aus den beiden Effektivwerten IRMS und VRMS berechnet die Rechenschaltung 100 den Elektrodenstreckenwiderstand R zwischen der oberen Elektrode 10 und der unteren Elektrode 20. Zugleich vergleicht die Rechenschaltung 100 zwei aufeinanderfolgende Elektrodenstreckenwiderstände R. Darauffolgend wählt die Rechenschaltung 100 den kleineren der auf diese Weise verglichenen beiden Widerstände. Ferner wird die aus der Verstellgrößen-Meßschaltung 90 zugeführte Elektrodenverstellgröße X gewählt, die dem jeweils gewählten Elektrodenstreckenwiderstand R entspricht. In diesem Fall beginnt gemäß 2 von dem Zeitpunkt t1 an sowohl die Elektrodenverstellgröße X als auch der Elektrodenstreckenwiderstand R kleiner zu werden. Dies zeigt den Beginn des Ablösens der Beschichtung 33 des isolierten Drahtes 30a an.
  • Wenn während dieses Prozesses zu einem Zeitpunkt t2 nach 2 der zuletzt abgefragte Widerstand R mit dem unmittelbar davor abgefragten Widerstand R übereinstimmt, ist dadurch der Minimalwert erreicht. Gleichzeitig hiermit bestimmt die Rechenschaltung 100 diesen letzten Widerstand R als Minimalwiderstand Rmin. Dabei wird die dem Minimalwiderstand Rmin entsprechende letzte Elektrodenverstellgröße X als Minimum-Verstellgröße Xmin bestimmt. Danach berechnet die Rechenschaltung 100 den Widerstandsanstieg Ru je Abfrageperiode von dem Minimalwiderstand Rmin weg aus dem Elektrodenstreckenwiderstand R. Danach berechnet die Schaltung erneut von der Minimum-Verstellgröße Xmin ausgehend die danach von der Verstellgrößen-Meßschaltung 90 eingegebene Elektrodenverstellgröße X.
  • Dann erreicht zu einem Zeitpunkt t3 nach 2 der letzte Widerstandsanstieg Ru den Widerstandsanstieg Ruo. Daraufhin wird von der Vergleichsbewertungsschaltung 130 Ru = Ruo erkannt. Dadurch wird von der Schaltung 130 erkannt, daß das Zuführen des Schweißstroms I vorübergehend unterbrochen werden muß und daß der Schweißdruck P an dem Objekt 30 unter den Wert für das Ablösen der Beschichtung verringert werden muß. Durch die Stromsteuerschaltung 140 wird dann die Spule Ry des Relais 60a entsprechend der Bewertung durch die Vergleichsbewertungsschaltung 130 vorübergehend aberregt, um vorübergehend das Zuführen des Schweißstroms I zu unterbrechen. Durch diesen Vorgang wird der Schalter Y des Relais 60a vorübergehend geöffnet, wodurch die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 zeitweilig unterbrochen wird. Dadurch wird vorübergehend eine Erhöhung des Elektrodenstreckenwiderstands R verhindert (Zeitpunkte t3 bis t4 nach 2). Ferner steuert die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 das Proportionalregelventil 50 derart, daß dessen Ventilöffnung entsprechend der Auswertung der Vergleichsbewertungsschaltung 130 zu einer Senkung des Schweißdruckes P verringert wird. Folglich wird die dem Luftzylinder 40 aus dem Proportionalregelventil 50 zugeführte Druckluftmenge verringert. Dadurch wird die Abwärtsbewegung der oberen Elektrode 10 angehalten und auch die Verkleinerung der Elektrodenverstellgröße X unterbrochen. Ferner wird der Schweißdruck P an dem zu schweißenden Material bzw. Objekt 30 vermindert (vom Zeitpunkt t3 bis zu dem Zeitpunkt t4 nach 2).
  • Das Senken des Schweißdruckes P ist zum Zeitpunkt t4 abgeschlossen. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer wird der Schweißdruck P entsprechend der zuletzt gemessenen Verstellgröße X in der Rechenschaltung 100 stabilisiert. Dann bestimmt die Vergleichsbewertungsschaltung 130, daß das Zuführen des Schweißstroms I wieder aufzunehmen ist, wobei zugleich die Stromsteuerschaltung 140 erneut die Spule Ry des Relais 60a erregt. Dadurch schließt das Relais 60a seinen Schalter Y. Hierdurch wird wieder der Schweißstrom I aus der Schweißstromquelle 60 über den Stromleiter 61, die obere Elektrode 10, das zu schweißende Objekt 30, die untere Elektrode 20 und den Stromleiter 62 geleitet. Dies bedeutet eine Umstellung auf den Schweißprozeß für das Objekt 30 nach dem Ablösen der Beschichtung bzw. Umhüllung.
  • Bei diesem Zustand schreitet unter den vorangehend beschriebenen stabilisierten Bedingungen bei gesenktem Schweißdruck P die Schweißung zwischen dem Anschlußleiter 30a und dem Endteil der abisolierten Drahtseele 32 des isolierten Drahtes 30b fort. Gemäß 2 steigt der Elektrodenstreckenwiderstand R an der Rechenschaltung 100 geradlinig an, wogegen gemäß 2 die Elektrodenverstellgröße X geradlinig kleiner wird. Dann erreicht zu einem Zeitpunkt t5 die Elektrodenverstellgröße X an der Rechenschaltung 100 die eingestellte Elektrodenverstellgröße Xo. Daraufhin erkennt die Vergleichsbewertungsschaltung 130 im Zusammenwirken mit der Rechenschaltung 100 sowie der Elektrodenverstellgrößen-Einstellschaltung 120, daß X = Xo erreicht ist. Die Schaltung 130 gibt die Beurteilung zum Unterbrechen der Zufuhr des Schweißstroms I und zugleich zum Beenden der Pressung an dem Objekt 30 ab. Dadurch wird die Spule Ry des Relais 60a im Ansprechen auf die Bewertung der Vergleichsbewertungsschaltung 130 aberregt, um den Schalter Y zu öffnen. Damit wird das Zuführen des Schweißstroms aus der Schweißstromquelle 60 beendet. Ferner wird entsprechend der Auswertung der Vergleichsbewertungsschaltung 130 zum Beenden des Pressens das Proportionalregelventil 50 durch die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 geschlossen. Dadurch wird der Preßvorschub der oberen Elektrode 10 durch die dem Luftzylinder 40 zugeführte Druckluft beendet. Zugleich bleibt der Elektrodenstreckenwiderstand R gemäß 2 konstant.
  • Dies bedeutet, daß der Druck durch die Druckluft an der oberen Elektrode 10 aufgehoben ist, wenn die Stromenergie zwischen den Elektroden gleichförmig geworden ist.
  • Gemäß der vorangehenden Erläuterung wirkt bei dem ersten Ausführungsbeispiel bei dem Beschichtungsablöseprozeß der Schweißdruck P an dem zu schweißenden Material bzw. Objekt 30 in einer Stärke, die ausreicht, die Beschichtung des isolierten Drahtes 30b abzulösen bzw. zu entfernen. Gleichzeitig leitet das Objekt 30 den Schweißstrom I. Dies wird fortgesetzt, bis der Widerstandsanstieg Ru, nachdem der Elektrodenstreckenwiderstand R den Minimalwiderstand Rmin erreicht hat, den eingestellten Widerstandsanstieg Ruo erreicht hat. Wenn dann Ru = Ruo erreicht ist, wird der Beschichtungsablöseprozeß beendet und der Betriebsablauf auf den Schweißprozeß umgestellt. Die Zufuhr des Schweißstroms I wird vorübergehend unterbrochen und zugleich wird der Schweißdruck P gesenkt. Wenn danach der Schweißdruck P stabilisiert ist, wird wieder das Zuführen des Schweißstroms I begonnen. Der Schweißprozeß wird beendet, wenn die Elektrodenverstellgröße X die eingestellte Verstellgröße Xo erreicht. Daher wird dann, wenn in der Widerstandsschweißmaschine M das Objekt 30 der Widerstandsschweißung unterzogen wird, diese Schweißung unter zeitlicher Unterteilung in den Beschichtungsablöseprozeß und den Schweißprozeß vorgenommen. Wenn Ru = Ruo erreicht ist, ist der Beschichtungsablöseprozeß beendet. Damit ist ein Zustand erreicht, bei dem die Beschichtung gleichmäßig entfernt ist. Im weiteren wird nach dem Ablösen der Beschichtung bei dem Schweißprozeß mit verringertem Schweißdruck P der Endteil der Drahtseele 33 mit dem Anschlußleiter 30a zusammengeschweißt. Diese Widerstandsschweißung erfolgt daher mit einer gleichmäßigen Schweißstellenfestigkeit und einer hohen Verbindungseffizienz ohne daß ein übermäßiges Zerfallen oder Verformen der Drahtseele 33 hervorgerufen wird. Daher ermöglicht die Widerstandsschweißmaschine M eine Widerstandsschweißung des zu schweißenden Materials bzw. Objekts 30 in hoher Qualität ohne irgendwelche Verschlechterungen der Beschichtungsablösung und der Schweißstelle.
  • Im Zusammenhang damit wurde ein Vergleichstest zwischen der Qualität der Widerstandsschweißung bei dem ersten Ausführungsbeispiel und derjenigen bei dem Stand der Technik ausgeführt. Es wurden die in 5 dargestellten Ergebnisse erhalten. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Verformung der Drahtseele erfindungsgemäß stärker eingeschränkt werden kann als bei dem Stand der Technik. Dies ist deshalb der Fall, weil unter Vorgabe der festgelegten Bedingungen gemäß 5 die Querschnittsfläche des verschweißten Teils des Objekts 30 um den Faktor 1,2 größer ist als bei dem Stand der Technik. Darüberhinaus wird gemäß der Darstellung in 5 die Zugfestigkeit auf gleichmäßigere Weise höher als bei dem Stand der Technik. Es kann festgestellt werden, daß die (einer Zugscherungsfestigkeit entsprechende) Schweißstellenfestigkeit erfindungsgemäß gleichmäßiger als bei dem Stand der Technik größer wird. Ferner ist aus 5 auch festzustellen, daß ein durch Verschlechterungen der Festigkeit und der Schichtablösung verursachter Bruchfehler der Schweißstelle bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem Stand der Technik auf beträchtliche Weise verringert ist.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel hat die folgenden konstruktiven Merkmale: Anstelle der Widerstandsschweißmaschine M und der Steuereinheit E, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, werden gemäß 6 eine Dreifachelektroden-Widerstandsschweißmaschine Ma und eine Steuereinheit Ea verwendet. Anstelle des zu schweißenden Materials bzw. Objekts 30 wird ein Objekt 30A geschweißt. Die Widerstandsschweißmaschine Ma hat im wesentlichen die gleiche Gestaltung wie die Maschine M mit der Ausnahme, daß zu der vorangehend beschriebenen Widerstandsschweißmaschine M eine Zwischenelektrode 10a und ein Kurzschlußleiter 10b hinzugefügt sind. Die Zwischenelektrode 10a ist an einem unteren Teil der Umfangswand der oberen Elektrode 10 befestigt. Der Kurzschlußleiter 10b schließt die Zwischenelektrode 10a zu der unteren Elektrode 20 kurz. Das zu schweißende Objekt 30A beinhaltet statt des Anschlußleiters 30a des Objekts 30 einen Anschlußleiter 30c. Dieser Anschlußleiter 30c wird auf die Auflagefläche der unteren Elektrode 20 aufgelegt. Zugleich wird durch die Andruckfläche der oberen Elektrode der Endteil des umhüllten bzw. isolierten Drahtes 30b direkt an den Anschlußleiter 30c angepreßt. Mit Ausnahme dieser Punkte hat das zu schweißende Material 30A im wesentlichen die gleiche Gestaltung wie das zu schweißende Material oder Objekt 30. Es ist anzumerken, daß der Schweißstrom nach dem Einfließen in die obere Elektrode 10 infolge der isolierenden Eigenschaft der Beschichtung des isolierten Drahtes 30b über den Kurzschlußleiter 10b zu der unteren Elektrode fließt und nach dem Ablösen der Beschichtung über das Objekt 30A als Hauptstrom Im zu der unteren Elektrode 20 fließt.
  • Die Steuereinheit Ea enthält zusätzlich zu der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Strommeßschaltung 70 eine Strommeßschaltung 70A. Diese Strommeßschaltung 70A erfaßt mittels einer Strommeßspule 73 den über die untere Elektrode 20 fließenden Hauptstrom Im. Dieses Erfassungsergebnis wird von einer Hauptstrommeßschaltung 74 aufgenommen und zu einem gemessenen Hauptstrom verstärkt. Darüberhinaus enthält die Steuereinheit Ea eine Rechenschaltung 100A. Diese Rechenschaltung 100A führt bei dem Einschalten eine Berechnung zum Erhöhen des an dem Objekt 30A wirkenden Schweißdruckes P auf einen Wert aus, der für das Ablösen bzw. Beseitigen der Beschichtung des isolierten Drahtes 30b ausreichend ist. Nach beendeter Steigerung dieses Schweißdruckes P führt die Rechenschaltung 100A einen arithmetischen Vorgang für die Abgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 aus.
  • Danach berechnet die Rechenschaltung 100A aufgrund des gemessenen Schweißstroms aus der Schweißstrommeßschaltung 70 und der zwischen den Elektroden anstehenden Spannung aus der Spannungsmeßschaltung 80 je Abfrageperiode die Effektivwerte IRMS und VRMS des Stroms bzw. der Spannung. Aus den beiden Effektivwerten IRMS und VRMS berechnet die Rechenschaltung 100A den Elektrodenstreckenwiderstand R (= VRMS/IRMS) zwischen der oberen Elektrode 10 und der unteren Elektrode 20. Zugleich vergleicht die Rechenschaltung 100 zwei aufeinanderfolgende Widerstandswerte des Widerstands R. Daraufhin wählt die Rechenschaltung den kleineren der auf diese Weise verglichenen beiden Widerstandswerte. Wenn dann der zuletzt gewählte Widerstandswert R mit dem unmittelbar zuvor gewählten Widerstandswert R übereinstimmt, ist dadurch ein Maximalwert erreicht. Hierbei bestimmt die Rechenschaltung 100A diesen zuletzt gewählten Elektrodenstreckenwiderstand R als Maximalwiderstand Rmax. Danach berechnet die Schaltung 100A aufgrund des gemessenen Hauptstroms aus der Strommeßschaltung 70A je Abfrageperiode einen Effektivwert IMRMS. Durch zeitliche Integration des Produkts aus dem Quadrat des jeweiligen Effektivwertes IMRMS und des Elektrodenstreckenwiderstands R berechnet die Schaltung 100A eine Eingangsleistung PW. Ferner wird aufgrund der Elektrodenstreckenwiderstands R eine Widerstandsverringerung von dem Maximalwiderstand Rmax weg berechnet. Eine Widerstandsabfall-Einstellschaltung 110A stellt einen Widerstandsabfall RLo ein, der nachfolgend beschrieben wird. Eine Eingangsleistungs-Einstellschaltung 120A stellt eine vorbestimmte Leistung PWo ein, die nachfolgend erläutert wird.
  • Der Grund dafür, daß gemäß der vorangehenden Beschreibung in der Rechenfunktion der Rechenschaltung 100A der Elektrodenstreckenwiderstand R, der Maximalwiderstand Rmax, die Eingangsleistung PW und der Widerstandsabfall RL eingeführt werden, wird im folgenden erläutert. Es wird auch erläutert, warum der mittels der Widerstandsabfall-Einstellschaltung 110A eingestellte Widerstandsabfall RLo und die mittels der Eingangsleistung-Einstellschaltung 120A eingestellte Eingangsleistung PWo eingeführt werden. Wenn mittels der Dreifachelektroden-Widerstandsschweißmaschine Ma der umhüllte bzw. isolierte Draht mit dem Anschlußleiter zusammengeschmolzen wird, werden die Schweißungsbedingungen wie ein Schweißstrom, eine Zuleitungsdauer, ein Schweißdruck und dergleichen festgelegt. Infolgedessen schwanken die Dauer des Ablösens der Isolation bzw. Beschichtung und die Dauer des Schweißens, was Verschlechterungen hinsichtlich der Schweißstellenfestigkeit und der Funkenbildung beim Schweißen ergibt. Aus wiederholten verschiedenartigen Untersuchungen wurde ermittelt, daß durch das Ausschalten dieser Mängel die Zuverlässigkeit der Qualität der Widerstandsschweißung beträchtlich verbessert werden kann. Dies beinhaltet das Vornehmen der Widerstandsschweißung auf folgende WEise durch wirkungsvolles Nutzen der Erscheinung, daß der Elektrodenstreckenwiderstand durch das Einströmen des Hauptstroms Im geringer wird, wenn die Beschichtung abgelöst ist. D.h., es wurde geprüft, wie der Elektrodenstreckenwiderstand R sich im Ablauf der Widerstandsschweißung bei dem Erzielen einer guten Qualität der Schweißstelle zwischen dem isolierten Draht und dem Anschlußleiter ändert. Es wurde festgestellt, daß dieser Elektrodenstreckenwiderstand R eine Tendenz zu einer hügelförmigen Änderung gemäß der Darstellung durch die linke Hälfte einer Kennlinie Le in 7 zeigt und einen Maximalwiderstand Rmax hat.
  • In diesem Fall ist der Umstand, daß der Elektrodenstreckenwiderstand R auf den Maximalwiderstand Rmax ansteigt und nach dem Erreichen desselben abfällt, auf die folgende Ursache zurückzuführen: Bei einem Anfangszustand, bei dem die beiden Elektroden 10 und 20, die Zwischenelektrode 10a und der Kurzschlußleiter 10b mit Strom versorgt sind, fließt der Schweißstrom in bezug auf den isolierten Draht und die Beschichtung hauptsächlich über die Zwischenelektrode 10a und den Kurzschlußleiter 10b. Daher sind die Temperaturen der beiden Elektroden 10 und 20 niedrig. Infolgedessen sind die Innenwiderstände der beiden Elektroden 10 und 20 und auch der Elektrodenstreckenwiderstand R klein. Danach wird der über den Kurzschlußleiter 10b fließende Strom mit fortschreitendem Ablösen und Zusammendrücken der Beschichtung geringer, während der über die beiden Elektroden 10 und 20 fließende Strom stärker wird. Die Temperaturen der beiden Elektroden 10 und 20 steigen an. Die jeweiligen Innenwiderstände derselben und gleichermaßen der Elektrodenstreckenwiderstand R werden größer. Dann erreicht der Elektrodenstreckenwiderstand R den Maximalwiderstand Rmax und zugleich ist die Beschichtung abgelöst bzw. entfernt. Dann sinkt der Elektrodenstreckenwiderstand R, weil eine Parallelschaltung aus der Zwischenelektrode 10a, dem Kurzschlußleiter 10b, den beiden Elektroden 10 und 20 und der Drahtseele gebildet ist. Dies ist der Grund dafür, daß der Elektrodenstreckenwiderstand R nach dem Erreichen des Maximalwiderstands Rmax kleiner wird. Ferner beginnt das vollständige Ablösen der Beschichtung des isolierten Drahtes, nämlich die direkte Berührung bzw. der vollständige elektrische Kontakt zwischen der Drahtseele und dem Anschlußleiter, wenn R = Rmax erreicht ist. Dies ist aus dem Umstand zu entnehmen, daß gemäß der Darstellung durch Lf in 7 der Hauptstrom Im fließt, wenn der Elektrodenstreckenwiderstand R den Maximalwiderstand Rmax erreicht. Daraus ist auch festzustellen, daß das Widerstandsschweißen in den Beschichtungsablöseprozeß und den Schweißprozeß aufgeteilt werden kann.
  • Im weiteren ist das Ausmaß der Verringerung des Elektrodenstreckenwiderstands R nach dessen Anstieg auf den Maximalwiderstand Rmax durch einen Widerstandsabfall RL gemäß der Darstellung durch eine Kennlinie Le in 7 ausgedrückt. Diese Widerstandsabfall RL steht gemäß der Darstellung in 8 in engem Zusammenhang mit der Beschichtungsablösefläche des isolierten Drahtes, an der die Beschichtung entfernt ist. Hieraus ist auch zu erkennen, daß dann, wenn der Widerstandsabfall RL einen voreingestellten Wert RLo erreicht, nämlich einen Wert, bei dem mit Sicherheit die benötigte Beschichtungsablösefläche erreicht ist, der Zustand des Beseitigens der Beschichtung des isolierten Drahtes stets ohne Abweichungen stabil gehalten werden kann.
  • Dabei wurde auf mancherlei Weise durch Untersuchungen der Zusammenhang zwischen dem Grad des Zerfallens bzw. Enthüllens des isolierten Drahtes und dem Verbindungswirkungsgrad geprüft, um durch geeignetes Wählen des Ausmaßes der Freilegung des isolierten Drahtes bei dem Schweißprozeß den Verbindungswikrungsgrad zu verbessern und eine gleichmäßige Schweißstellenfestigkeit sicherzustellen. Daraus wurde folgendes ermittelt: Nachdem der Widerstandsabfall RL auf die vorstehend erläuterte Weise den eingestellten Wert RLo erreicht hat, wird die Zufuhr des Schweißstroms für eine Abkühlungs- oder Temperaturhalteperiode vorübergehend unterbrochen. Dann wird der über die obere Elektrode an dem isolierten Draht aufgebrachte Schweißdruck P gemäß der Darstellung durch eine Kennlinie Lg in 7 auf einen Wert verstärkt, der ausreicht, das Weichwerden des Drahtes durch kurzzeitiges Schweißen zu behindern. Weiterhin erreicht die Eingangsleistung PW, die einem Einstellen von RL = RLo bei beendetem Ablösen bzw. Entfernen der Beschichtung entspricht, eine voreingestellte Eingangsleistung PWo, nämlich gemäß 9 einen Wert, der für das Sicherstellen einer Verbindungsfläche erforderlich ist, welche der gleichmäßigen Schweißstellenfestigkeit zwischen der Drahtseele 32 und dem Anschlußleiter entspricht. Zu diesem Zeitpunkt wird das Zuführen des Schweißstroms beendet. Dadurch ist es möglich, den Verbindungswirkungsgrad (siehe 10) unter Einschränkung des Erweichens des Drahtes zu verbessern und die gleichmäßige Schweißstellenfestigkeit zu erzielen.
  • Eine Vergleichsbewertungsschaltung 130A befiehlt bei dem Einschalten an der Schweißdruck-Steuerschaltung 150 das Vergrößern der Öffnung des Proportionalregelventils 50 bis zu demjenigen Wert des Schweißdrucks P, der für das Ablösen bzw. Entfernen der Beschichtung eines isolierten Drahtes 30b ausreicht. Danach befiehlt die Schaltung 130A an der Stromsteuerschaltung 140 die Abgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60. Im weiteren vergleicht die Vergleichsbewertungsschaltung 130 den jeweils aus der Rechenschaltung 100A eingegebenen Widerstandsabfall RL mit dem aus der Widerstandsabfall-Einstellschaltung 110A eingegebenen eingestellten Widerstandsabfall RLo. Wenn RL = RLo erreicht ist, bewertet dies die Schaltung 130A dahingehend, daß es erforderlich ist, das Zuführen des Schweißstroms I vorübergehend zu unterbrechen und den Schweißdruck P an dem Objekt 30A zu verstärken. Danach befiehlt die Vergleichsbewertungsschaltung 130A an der Stromsteuerschaltung 140 die Wiederaufnahme des Zuführens des Schweißstroms I unter Beibehalten des Schweißdruckes P, nachdem während des Verstärkens des Schweißdruckes P über die Rechenschaltung 100A eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, die für das Stabilisieren des Schweißdruckes benötigt wird. Die Vergleichsbewertungsschaltung 130A vergleicht die jeweilige Eingangsleistung PW aus der Rechenschaltung 100A mit der eingestellten Eingangsleistung PWo aus der Eingangsleistungs-Einstellschaltung 120A. Wenn PW = PWo erreicht ist, bewertet dies die Schaltung 130A dahingehend, daß das Zuführen des Schweißstroms abzubrechen ist und das Preßen des Objekts 30A zu beenden ist. Die anderen Konstruktionsmerkmale sind im wesentlichen die gleichen wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Bei dem auf diese Weise gestalteten zweiten Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß gemäß der Darstellung in 6 das zu schweißende Material bzw. Objekt 30A auf die Auflagefläche der unteren Elektrode 20 unterhalb der Andruckfläche der oberen Elektrode 10 der Widerstandsschweißmaschine Ma aufgelegt wird. Dabei sei auch vorausgesetzt, daß sowohl der Schweißdruck P an dem Objekt 30A als auch der Schweißstrom aus der Schweißstromquelle 60 "0" ist. Wenn dann zur Widerstandsschweißung an dem Objekt 30A zu einem Zeitpunkt t0 nach 7 die Steuereinheit Ea eingeschaltet wird, führt die Rechenschaltung 100A die Berechnung zum Verstärken des Schweißdruckes P auf einen Wert aus, der für das Ablösen bzw. Entfernen der Beschichtung des isolierten Drahtes 30b ausreichend ist. Hierbei gibt die Vergleichsbewertungsschaltung 130A an die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 einen Befehl zum Einstellen der Öffnung des Proportionalregelventils 50 auf einen Wert ab, der dem Beschichtungsablösewert des Schweißdruckes P entspricht. Demgemäß steuert die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 das Öffnen des Proportionalregelventils 50. Dadurch strömt Luft aus der Druckluftquelle 50a unter Druck zu dem Luftzylinder 40. Dabei bewegt der Luftzylinder 40 entsprechend der Luftströmung aus dem Proportionalregelventil 50 die obere Elektrode 10 nach unten, wodurch der Schweißdruck P auf einen Wert gebracht wird, der für das Ablösen bzw. Entfernen der Beschichtung an dem Objekt 30A ausreicht.
  • Wenn darauffolgend zu einem Zeitpunkt t1 nach 7 der Schweißdruck P verstärkt ist, führt die Rechenschaltung 100A einen arithmetischen Rechenvorgang für die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 aus. Mit diesem Vorgang gibt die Vergleichsbewertungsschaltung 130A an die Stromsteuerschaltung 140 einen Befehl zur Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 ab. Zu diesem Zweck wird wie bei dem vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der Schalter Y des Relais 60a geschlossen. Gleichzeitig fließt der Schweißstrom I aus der Schweißstromquelle 60 über den Stromleiter 61 zu der oberen Elektrode 10. Daraufhin fließt dieser einfließende Schweißstrom über die Zwischenelektrode 10a und den Kurzschlußleiter 10b zu der unteren Elektrode 20. Dann fließt der Schweißstrom in den Stromleiter 62 (siehe Ld in 7). Währenddessen wird der Schweißstrom I mittels der Schweißstrom-Meßschaltung 70 gemessen und zugleich die Spannung V zwischen der oberen und der unteren Elektrode 10 und 20 durch die Spannungsmeßschaltung 80 erfaßt.
  • Nach dem Ausführen dieses Rechenprozesses für die Ausgabe des Schweißstroms I berechnet die Rechenschaltung 100A aufgrund des aus der Schweißstrom-Meßschaltung 70 eingegebenen gemessenen Schweißstroms und der aus der Spannungsmeßschaltung 80 eingegebenen Elektrodenzwischenspannung je Abfrageperiode die Effektivwerte IRMS und VRMS des Stroms bzw. der Spannung. Aus den beiden Effektivwerten IRMS und VRMS berechnet die Rechenschaltung den Widerstand R zwischen der oberen Elektrode 10 und der unteren Elektrode 20. Zugleich vergleicht die Rechenschaltung 100 zwei aufeinanderfolgende Elektrodenstreckenwiderstände R. Darauffolgend wählt die Rechenschaltung den kleineren der beiden verglichenen Widerstände. In diesem Fall beginnt gemäß 7 von dem Zeitpunkt t1 an der Elektrodenstreckenwiderstand R anzusteigen. Dadurch beginnt das Ablösen bzw. Entfernen der Beschichtung 33 des isolierten Drahtes 30b.
  • Während dieses Prozesses stimmt zu einem Zeitpunkt t2 nach 7 der zuletzt gewählte Elektrodenstreckenwiderstand R mit einem unmittelbar zuvor gewählten Widerstand R überein, wodurch der Maximalwert erreicht ist. Daraufhin bestimmt die Rechenschaltung 100A diesen zuletzt gewählten Widerstand R als Maximalwiderstand Rmax. Zu diesem Zeitpunkt ist die Beschichtungsablösung an dem isolierten Draht 30b beendet. Daher fließt nun der Schweißstrom als durch die obere Elektrode 10 fließender Hauptstrom Im über das zu schweißende Material bzw. Objekt 30A zur unteren Elektrode 20 (siehe 7). Danach berechnet die Rechenschaltung 100A aus dem Strom der Strommeßschaltung 70A je Abfrageperiode den Effektivwert IMRMS. Durch Zeitintegration des Produkts aus dem Quadrat des jeweiligen Effektivwertes IMRMS und dem Elektrodenstreckenwiderstand R berechnet die Rechenschaltung 100A die Eingangsleistung PW. Ferner berechnet die Rechenschaltung 100A aufgrund des Elektrodenstreckenwiderstands R den Widerstandsabfall RL von dem Maximalwiderstand Rmax weg.
  • Danach erreicht zu einem Zeitpunkt t3 nach 7 der letzte Widerstandsabfall RL einen Widerstandsabfall RLo. Dies wird von der Vergleichsbewertungsschaltung 130A dahingehend ausgewertet, daß RL = RLo erreicht ist. Die Schaltung 130A trifft auch die Beurteilung, daß die Zufuhr des Schweißstroms I vorübergehend unterbrochen werden muß und der Schweißdruck P an dem Objekt 30A über den Beschichtungsablösewert hinaus verstärkt werden muß. Im Ansprechen auf diese Entscheidung der Vergleichsbewertungsschaltung 130A zum vorübergehenden Unterbrechen des Zuführens des Schweißstroms I bewirkt dann die Stromsteuerschaltung 140 das vorübergehende Öffnen des Schalters Y des Relais 60a. Dadurch wird die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 zeitweilig unterbrochen. Zugleich steuert die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 im Ansprechen auf die Entscheidung der Vergleichsbewertungsschaltung 130A zum Verstärken des Schweißdruckes P das Proportionalregelventil 50 zu einer Erweiterung seiner Ventilöffnung. Infolgedessen wird die aus dem Proportionalregelventil 50 dem Luftzylinder 40 unter Druck zugeführte Luftmenge erhöht. Die obere Elektrode 10 wird weiter nach unten bewegt, während der Schweißdruck P an dem Objekt 30A verstärkt wird (Zeit t3 bis t4 nach 7).
  • Das Verstärken des Schweißdruckes P ist zum Zeitpunkt t4 beendet. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ist der Schweißdruck P stabilisiert bzw. gleichmäßig. Daraufhin trifft die Vergleichsbewertungsschaltung 130A eine Entscheidung zur Wiederaufnahme des Zuführens des Schweißstroms I. Zugleich damit steuert die Stromsteuerschaltung 140 das Relais 60a zum erneuten Schließen des Schalters Y desselben. Dadurch fließt wieder aus der Schweißstromquelle 60 der Schweißstrom I als Hauptstrom über die obere Elektrode 10 und das Objekt 30A zur unteren Elektrode 20. Daraus folgt, daß der Betrieb auf den Schweißprozeß für das Objekt 30A umgestellt ist, nachdem die Beschichtung abgelöst bzw. entfernt worden ist.
  • Bei diesem Zustand schreitet das Schweißen zwischen dem Anschlußleiter 30c und dem Endteil der von der Beschichtung befreiten Drahtseele 32 des isolierten Drahtes 30b unter den zuvor stabilisierten Bedingungen fort, bei denen der Schweißdruck P verstärkt ist. Danach erreicht in der Rechenschaltung 100A zu einem Zeitpunkt t5 die Eingangsleistung PW die eingestellte Eingangsleistung PWo. Die Vergleichsbewertungsschaltung 130A stellt dann in Zusammenwirkung mit der Rechenschaltung 100A und der Eingangsleistungs-Einstellschaltung 120A fest, daß PW = PWo erreicht ist. Die Schaltung 130A trifft auch die Entscheidung, das Zuführen des Schweißstroms I zu beenden. Zugleich bestimmt die Schaltung 130A, das Beaufschlagen des Objekts 30A mit dem Schweißdruck zu beenden. Darauffolgend steuert die Stromsteuerschaltung 140 im Ansprechen auf die von der Vergleichsbewertungsschaltung 130A getroffene Entscheidung zum Beenden des Zuführens des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 das Relais 60a zum Öffnen des Schalters Y an. Dadurch wird die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 beendet. Zugleich wird durch die Schweißdruck-Steuerschaltung 150 im Ansprechen auf die von der Vergleichsbewertungsschaltung 130A getroffene Entscheidung zum Beenden des Aufbringens des Schweißdruckes das Proportionalregelventil 50 geschlossen. Dadurch wird die Druckbeaufschlagung der oberen Elektrode 10 durch die dem Luftzylinder 40 zugeführte Luft beendet.
  • Gemäß der vorangehenden Erläuterung wirkt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Schweißdruck P an dem zu schweißenden Material bzw. Objekt 30A bei dem Beschichtungsablöseprozeß mit einem Wert, der für das Ablösen bzw. Abtragen der Beschichtung von dem isolierten Draht 30B ausreichend ist. Zugleich leitet der Kurzschlußleiter 10b den Schweißstrom I. Dies wird fortgesetzt, bis der Widerstandsabfall RL den eingestellten Widerstandsabfall RLo erreicht, nachdem der Elektrodenstreckenwiderstand R den Maximalwiderstand Rmax erreicht hat. Wenn dann RL = RLo erreicht ist, wird der Beschichtungsablöseprozeß beendet und der Betriebsablauf auf den Schweißprozeß umgestellt. Das Zuführen des Schweißstroms I wird vorübergehend unterbrochen und zugleich wird der Schweißdruck P verstärkt. wenn danach der Schweißdruck P stabilisiert ist, wird wieder das Zuführen des Schweißstroms I aufgenommen. Der Schweißprozeß wird beendet, wenn die zugeführte Eingangsleistung PW die eingestellte Eingangsleistung PWo erreicht. Daher wird bei der Widerstandsschweißung des zu schweißenden Materials bzw. Objekts 30A in der Widerstandsschweißmaschine Ma dieses Schweißen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel unter zeitlicher Aufteilung in den Beschichtungsablöseprozeß und den Schweißprozeß gesteuert. Wenn RL = RLo erreicht ist, ist der Beschichtungsablöseprozeß abgeschlossen. Daher ist der gleichmäßige Enthüllungs- bzw. Freilegezustand erzielbar. Nachdem die Beschichtung abgelöst worden ist, wird im weiteren bei dem Schweißprozeß unter verstärktem Schweißdruck P der Endteil der Drahtseele 32 mit dem Anschlußleiter 30c zusammengeschweißt. Mit diesem Schweißen ist daher eine gleichmäßige Schweißstellenfestigkeit und ein hoher Verbindungswirkungsgrad erzielbar, ohne daß die Drahtseele 32 übermäßig erweicht wird. Infolgedessen ermöglicht die Widerstandsschweißmaschine Ma das Erzielen einer Schweißung des Materials bzw. Objekts 30A in hoher Qualität, ohne daß Verschlechterungen hinsichtlich des Entfernens der Beschichtung und hinsichtlich des Verschweißenes verursacht werden.
  • Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung dadurch charakterisiert, daß anstelle der bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Steuereinheit E eine in 11 gezeigte Steuereinheit Eb verwendet wird. Die Steuereinheit Eb enthält Effektivwert-Rechenschaltungen 200 und 210, die jeweils an die Schweißstrom-Meßschaltung 70 und die Spannungsmeßschaltung 80 angeschlossen sind, welche bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Die Effektivwert-Rechenschaltung 200 ist aus einer Absolutwertschaltung 200a, die an die Schweißstrommeßschaltung 70 angeschlossen ist, und einer Quadratmittelungsschaltung 200b zusammengesetzt, die an die Absolutwertschaltung 200a angeschlossen ist. Damit bildet die Absolutwertschaltung 200a einen Absolutwert des gemessenen Schweißstroms aus der Schweißstrom-Meßschaltung 70 und erzeugt ein Absolutwertsignal. Die Quadratmittelungsschaltung 200b bildet den quadratischen Mittelwert der Absolutwertsignale aus der Absolutwertschaltung 200a. Die Quadratmittelungsschaltung 200b berechnet aus dem Ergebnis der quadratischen Mittelung einen Effektivwert, der dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterten Effektivwert IRMS des Schweißstroms entspricht, und gibt diesen in Form eines Schweißstrom-Effektivwert-Signals ab. Die Effektivwertrechenschaltung 210 enthält eine an die Spannungsmeßschaltung 80 angeschlossene Absolutwertschaltung 210a und eine an diese Absolutwertschaltung 210a angeschlossene Quadratmittelungsschaltung 210b. Auf diese Weise bildet die Absolutwertschaltung 210a einen Absolutwert der Spannung V zwischen den Elektroden und erzeugt ein Absolutwertsignal. Die Quadratmittelungsschaltung 210b bildet den quadratischen Mittelwert der Absolutwertsignale aus der Absolutwertschaltung 210a. Diese Quadratmittelungsschaltung 210b berechnet aus dem Ergebnis der quadratischen Mittelung einen Effektivwert, der dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel genannten Effektivwert VRMS der Spannung zwischen den Elektroden entspricht, und gibt diesen Wert in Form eines Elektrodenstreckenspannung-Effektivwert-Signals ab.
  • Weiterhin enthält die Steuereinheit Eb Tiefpaßfilter 220a, 220b und 220c, die jeweils an die Effektivwertrechenschaltungen 200 und 210 bzw. an die Verstellgrößen-Meßschaltung 90 angeschlossen sind. Grenzfrequenzen Fc der Tiefpaßfilter 220a, 220b und 220c sind alle auf 60 Hz eingestellt. Auf diese Weise unterdrückt das Tiefpaßfilter 220a von den Frequenzkomponenten der aus der Quadratmittelungsschaltung 200b der Effektivwertrechenschaltung 200 zugeführten Schweißstrom-Effektivwert-Signale die Komponenten mit Frequenzen über 60 Hz. Das Tiefpaßfilter 220a erzeugt aus den verbliebenen Frequenzkomponenten gefilterte Stromsignale. Das Tiefpaßfilter 220b unterdrückt von den Frequenzkomponenten der aus der Quadratmittelungsschaltung 210b der Effektivwert-Rechenschaltung 210 zugeführten Spannung-Effektivwert-Signale die Komponenten mit Frequenzen über 60 Hz. Aus den verbliebenen Frequenzkomponenten erzeugt das Tiefpaßfilter 220b gefilterte Spannungssignale. Ferner unterdrückt das Tiefpaßfilter 220c von den Frequenzkomponenten der Elektrodenverstellgrößen-Ausgangssignale aus der Verstellgrößen-Meßschaltung 90 die Komponenten mit Frequenzen über 60 Hz. Aus den verbliebenen Frequenzkomponenten erzeugt das Tiefpaßfilter 220c gefilterte Verstellgrößensignale.
  • Ein Analog-Multiplexer 230 wählt unter Steuerung durch einen nachfolgend beschriebenen Mikrocomputer 250 aufeinanderfolgend das gefilterte Stromsignal, das gefilterte Spannungssignal und das gefilterte Verstellgrößensignal aus dem Tiefpaßfilter 220a, dem Tiefpaßfilter 220b bzw. dem Tiefpaßfilter 220c. Der Analog-Multiplexer 230 gibt dann diese Signale an einen Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 240 ab. In diesem Fall wird das gefilterte Stromsignal aus dem Tiefpaßfilter 220a über einen ersten Kanal 1ch des Analog-Multiplexers 230 aufgenommen. Das gefilterte Spannungssignal aus dem Tiefpaßfilter 220b wird über einen zweiten Kanal 2ch des Analog-Multiplexers 230 aufgenommen. Ferner wird das gefilterte Verstellgrößensignal aus dem Tiefpaßfilter 220c über einen dritten Kanal 3ch des Analog-Multiplexers 230 aufgenommen. Der A/D-Wandler 240 setzt aufeinanderfolgend das gefilterte Stromsignal, das gefilterte Spannungssignal und das gefilterte Verstellgrößensignal aus dem Analog-Multiplexer 230 in ein digitales Stromsignal, ein digitales Spannungssignal bzw. ein digitales Verstellgrößensignal um. Der Mikrocomputer 250 führt im Zusammenwirken mit dem A/D-Wandler 240 ein Programm gemäß den Ablaufdiagrammen in 12 bis 14 aus. Während dieser Programmausführung führt der Mikrocomputer 250 einen für das Steuern eines D/A-Wandlers 260 erforderlichen Rechenprozeß aus. Das vorstehend genannte Computerprogramm ist im voraus in einem Festspeicher (ROM) des Mikrocomputers 250 gespeichert.
  • Der D/A-Wandler 260 führt eine Analogumsetzung von Schweißdruckdaten aus, die gemäß den nachfolgenden Ausführungen von dem Mikrocomputer 250 abgegeben werden. Der D/A-Wandler 260 gibt die Daten als Schweißdruck-Ausgangssignal an eine Treiberschaltung 270a ab. Die Treiberschaltung 270a betätigt im Ansprechen auf das Schweißdruck-Ausgangssignal aus dem D/A-Wandler 260 das Proportionalregelventil 50 zum Einstellen einer Ventilöffnung desselben auf einen Wert, der dem Wert des Schweißdruck-Ausgangssignals entspricht. Eine Treiberschaltung 270b betätigt durch selektives Erregen der Relaisspule Ry des Relais 60a dieses im Ansprechen auf ein die Stromzufuhr aus der Schweißstromquelle 60 anzeigendes Stromzufuhr-Ausgangssignal, das gemäß der nachfolgenden Beschreibung von dem Mikrocomputer 250 erzeugt wird. Die andere anderen konstruktiven Gestaltungen sind die gleichen wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Bei dem auf diese Weise gestalteten dritten Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß das zu schweißende Material bzw. Objekt 30 wie bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel auf die Auflagefläche 21 der unteren Elektrode 20 unter der Andruckfläche 11 der oberen Elektrode 10 der Widerstandsschweißmaschine M aufgelegt ist. Es wird auch vorausgesetzt, daß der Schweißdruck P an dem Objekt 30 und der Schweißstrom aus der Schweißstromquelle 60 beide auf "0" eingestellt sind. Bei der Widerstandsschweißung des Objekts 30 wird dann die Steuereinheit Eb eingeschaltet. Daraufhin beginnt der Mikrocomputer 250, entsprechend den Ablaufdiagrammen in 12 bis 14 bei einem Schritt 300 das Computerprogramm auszuführen. Dann stellt der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 310 den Schweißdruck P auf einen vorbestimmten anfänglichen Schweißdruckwert ein, der für das Ablösen der Beschichtung des umhüllten bzw. isolierten Drahtes 30b ausreichend ist (Zeitpunkt t1 nach 2). Der Mikrocomputer 250 gibt dann den Schweißdruck P als Schweißdruckdatenwert aus.
  • Der D/A-Wandler 260 setzt dann den Schweißdruckdatenwert aus dem Mikrocomputer 250 in ein analoges Schweißdruck-Ausgangssignal um. Im Ansprechen hierauf betätigt die Treiberschaltung 270a das Proportionalregelventil 50 zum Einstellen der Ventilöffnung desselben auf einen Wert, der dem Wert des Schweißdruck-Ausgangssignals, nämlich dem vorstehend genannten anfänglichen Schweißdruckwert entspricht. Daher führt das Proportionalregelventil 50 entsprechend seiner Ventilöffnung die Luft aus der Druckluftquelle 50a dem Luftzylinder 40 unter Druck zu. Daraufhin bewegt der Luftzylinder 40 entsprechend der aus dem Proportionalregelventil 50 zugeführten Druckluft die obere Elektrode 10 nach unten. Der Luftzylinder 40 beginnt, mit dem Schweißdruck P (mit dem vorstehend genannten anfänglichen Schweißdruckwert) als einem Druck zu preßen, der ausreichend stark ist, die Beschichtung an dem zu schweißenden Objekt 30 abzulösen bzw. zu beseitigen. Hierbei wird von der Verstellgrößen-Meßschaltung 90 eine Elektrodenverstellgröße X der oberen Elektrode 10 gemessen und ausgegeben (Zeitpunkt t0 nach 2). Darauffolgend wird von dem Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 310a eine Berechnung zum Einleiten der Stromzufuhr aus der Schweißstromquelle 60 ausgeführt und ein Stromzufuhr-Ausgangssignal abgegeben. Die Treiberschaltung 270 erregt dann die Relaisspule Ry des Relais 60a. Infolgedessen wird der Schalter Y des Relais 60a geschlossen. Im Ansprechen hierauf fließt der Schweißstrom I aus der Schweißstromquelle 60 über den Stromleiter 61, die obere Elektrode 10, das zu schweißende Material bzw. Objekt 30, die untere Elektrode 20 und den Stromleiter 62. Dabei wird der Schweißstrom I mittels der Schweißstrom-Meßschaltung 70 gemessen. Zugleich wird durch die Spannungsmeßschaltung 80 die Elektrodenstreckenspannung V zwischen der oberen und der unteren Elektrode 10 und 20 gemessen.
  • Wenn auf diese Weise die Berechnung bei dem Schritt 310a beendet ist, wählt der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 320 den ersten Kanal 1ch des Analog-Multiplexers 230. Im Ansprechen hierauf gibt der Analog-Multiplexer 230 über den ersten Kanal 1ch das gefilterte Stromsignal aus dem Tiefpaßfilter 220a an den A/D-Wandler 240 ab. Der A/D-Wandler 240 setzt dieses gefilterte Stromsignal in ein digitales Stromsignal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 250 ab. Der Mikrocomputer 250 setzt dann bei einem Schritt 320a den Wert dieses digitalen Stromsignals als Effektivwert IRMS ein. Darauffolgend wählt der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 330 den zweiten Kanal 2ch des Analog-Multiplexers 230. Der Analog-Multiplexer 230 gibt über den zweiten Kanal 2ch das gefilterte Spannungssignal aus dem Tiefpaßfilter 220b an den A/D-Wandler 240 ab.
  • Der A/D-Wandler 240 setzt das gefilterte Spannungssignal in ein digitales Spannungssignal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 250 ab. Der Mikrocomputer 250 setzt bei einem Schritt 330a den Wert des digitalen Spannungssignals als Effektivwert VRMS ein. Im weiteren wählt der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 340 den dritten Kanal 3ch des Analog-Multiplexers 230. Der Analog-Multiplexer 230 gibt über den dritten Kanal 3ch das gefilterte Verstellgrößensignal aus dem Tiefpaßfilter 220c an den A/D-Wandler 240 ab. Der A/D-Wandler 240 setzt daraufhin das gefilterte Verstellgrößensignal in ein digitales Verstellgrößensignal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 250 ab. Der Mikrocomputer 250 setzt bei einem Schritt 340a den Wert des digitalen Verstellgrößensignals als Elektrodenverstellgröße X ein.
  • Danach berechnet der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 350 aus dem bei dem Schritt 320a erhaltenen Effektivwert IRMS und dem bei dem Schritt 330a erhaltenen Effektivwert VRMS den Elektrodenstreckenwiderstand R zwischen der oberen und der unteren Elektrode 10 und 20. Infolge des Umstands, daß dieser Elektrodenstreckenwiderstand R größer als ein anfänglicher Widerstandswert Rini bei dem Schritt 300 ist, wird durch den Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 360 "NEIN" ermittelt und im weiteren bei einem Schritt 360a der Widerstand R als gegenwärtiger Minimalwiderstand Rmin für den Schritt 360 eingesetzt. Danach werden die Rechenvorgänge für das Durchlaufen der Schritte 320 bis 360a im wesentlichen auf die gleiche Weise wiederholt. Es ist anzumerken, daß wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sowohl der Elektrodenstreckenwiderstand R als auch die Elektrodenverstellgröße X bei diesem Ablauf zu sinken beginnen. Dies zeigt somit ein Beginnen des Ablösens bzw. Entfernens der Beschichtung 33 des isolierten Drahtes 30b an.
  • Während dieser wiederholten Rechenprozesse kommt der zuletzt bei dem Schritt 350 berechnete Widerstand R mit dem unmittelbar zuvor bei dem Schritt 360a eingestellten Minimalwiderstand Rmin in Übereinstimmung. Wenn dies der Fall ist, ergibt die Ermittlung des Mikrocomputers 250 bei dem Schritt 360 die Antwort "JA". Bei einem Schritt 360b wird dieser letzte Elektrodenstreckenwiderstand R vorübergehend als Minimalwiderstand Rmin gespeichert. Ferner wird bei dem Schritt 360b von dem Mikrocomputer 250 die zuletzt bei dem Schritt 340a ermittelte Elektrodenverstellgröße X, die diesem Minimalwiderstand Rmin entspricht, als Minimum-Verstellgröße Xmin bestimmt und vorübergehend gespeichert.
  • Darauffolgend führt der Mikrocomputer 250 im Zusammenwirken mit dem Analog-Multiplexer 230 und dem A/D-Wandler 240 in Schritten 370, 370a, 380, 380a und 390 die gleichen Rechenvorgänge wie bei den vorangehenden Schritten 320, 320a, 330, 330a und 350 aus. Auf diese Weise werden von dem Mikrocomputer 250 die Effektivwerte IRMS und VRMS eingesetzt und der Elektrodenstreckenwiderstand R berechnet. Danach berechnet der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 390a die Differenz zwischen dem bei dem Schritt 390 erhaltenen Widerstand R und dem bei dem Schritt 360b eingestellten Minimalwiderstand Rmin. Der Mirkocomputer 250 setzt diese Differenz als Widerstandsanstieg Ru ein. Bei einem nächsten Schritt 400 wird dieser Widerstandsanstieg Ru durch Vergleich mit dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel genannten eingestellten Widerstandsanstiegswert Ruo bewertet. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist jedoch der eingestellte Widerstandsanstiegswert Ruo zuvor in dem Festspeicher des Mikrocomputers 250 gespeichert. Bei dem gegenwärtigen Zustand ist der Widerstandsanstieg Ru bei dem Schritt 390a kleiner als der eingestellte Widerstandsanstiegswert Ruo. Daher ermittelt der Mikrocomputer 250 bei dem Schritt 400 "NEIN", so daß das Computerprogramm zu dem Schritt 370 zurückkehrt. Danach werden die Rechenvorgänge für das Durchlaufen der Schritte 370 bis 400 wiederholt.
  • Wenn während der Wiederholung dieser Rechenvorgänge der Widerstandsanstieg Ru bei dem Schritt 390a gleich dem eingestellten Widerstandsanstiegswert Ruo oder größer ist, ergibt die Ermittlung des Mikrocomputers 250 bei dem Schritt 400 die Antwort "JA". Daraufhin führt der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 400a eine Berechnung zum Senken des Schweißdruckes P an dem Objekt 30 von dem anfänglichen Schweißdruckwert (nämlich dem Beschichtungsablösewert) um einen vorbestimmten Schweißdruckwert aus. Der Mikrocomputer 250 gibt eine Differenz zwischen dem vorbestimmten Schweißdruckwert und der vorbestimmten Spanne des Schweißdruckes als Datenwert für das Senken des Schweißdrucks aus. Weiterhin führt der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 400b eine Berechnung zum vorübergehenden Unterbrechen der Stromzufuhr aus der Schweißstromquelle 60 aus, wodurch vorübergehend die Ausgabe der Schweißstrom-Ausgangssignale unterbrochen wird.
  • Der D/A-Wandler 260 setzt dann den Datenwert für den verringerten Schweißdruck aus dem Mikrocomputer 250 in ein analoges Schweißdruck-Ausgangssignal um und gibt dieses ab. Im Ansprechen hierauf betätigt die Treiberschaltung 270a das Proportionalregelventil 50 zu einer Verringerung seiner Ventilöffnung auf einen Wert, der der Differenz zwischen dem vorbestimmten Schweißdruckwert und der vorbestimmten Schweißdruckspanne entspricht. Infolgedessen verringert das Proportionalregelventil 50 entsprechend der verkleinerten Ventilöffnung die Luftzufuhr aus der Druckluftquelle 50a zu dem Luftzylinder 40. Entsprechend der Verringerung der Luftzufuhr senkt der Luftzylinder 40 den über die obere Elektrode 10 an dem Objekt 30 wirkenden Schweißdruck. Zugleich endet die Verringerung der Elektrodenverstellgröße X. Weiterhin ergibt das vorübergehende Unterbrechen der Ausgabe der Stromzufuhr-Ausgangssignale aus dem Mikrocomputer 250 ein vorübergehendes Aberregen der Relaisspule Ry des Relais 60a durch die Treiberschaltung 270b. Daher wird die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 zeitweilig unterbrochen.
  • Danach wird bei dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeit, die von vorneherein in dem Festspeicher des Mikrocomputers 250 gespeichert ist und die nach beendeter Verringerung des Schweißdruckes P zu dessen Stabilisierung benötigt wird, von dem Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 410 die Entscheidung "JA" getroffen. Bei einem Schritt 410a wird von dem Mikrocomputer 250 eine Berechnung zur Wiederaufnahme der Stromzufuhr aus der Schweißstromquelle 60 ausgeführt und wieder das Stromzufuhr-Ausgangssignal abgegeben. Infolgedessen wird durch die Treiberschaltung 270b das Relais 60a angesteuert. Durch das Erregen der Relaisspule Ry des Relais 60a wird der Schalter Y geschlossen, so daß von der Schweißstromquelle 60 wieder der Schweißstrom I abgegeben wird. Der Schweißstrom I wird über den Stromleiter 61, die obere Elektrode 10, das zu schweißende Material bzw. Objekt 30, die untere Elektrode 20 und den Stromleiter 62 geleitet. Daraus folgt daher, daß wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Betriebsablauf auf den Schweißprozeß für das Material bzw. Objekt 30 umgestellt wird, nachdem die Beschichtung beseitigt worden ist.
  • Im Ablauf dieses Prozesses schreitet das Schweißen zwischen dem Anschlußleiter und dem Endteil der von der Beschichtung befreiten Drahtseele 32 des isolierten Drahtes 30b bei dem stabilisierten Zustand fort, bei dem der Schweißdruck P auf die vorstehend beschriebene Weise verringert ist. Einerseits wird dabei der Elektrodenstreckenwiderstand R geradlinig bzw. linear geringer und andererseits wird die Elektrodenverstellgröße X linear kleiner. Bei diesem Zustand wählt der Mikrocomputer 250 nach der Berechnung bei dem Schritt 410a bei einem Schritt 420 den dritten Kanal 3ch des Analog-Multiplexers 230. Daraufhin gibt der Analog-Multiplexer 230 das aus dem Tiefpaßfilter 220c zugeführte gefilterte Verstellgrößensignal an den A/D-Wandler 240 ab. Der A/D-Wandler 240 setzt das gefilterte Verstellgrößensignal in ein digitales Vertellgrößensignal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 250 ab.
  • Darauffolgend stellt der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 420a den Wert dieses Verstellgrößensignals als Elektrodenverstellgröße X ein. Bei einem Schritt 420b berechnet der Mikrocomputer 250 die Differenz zwischen dieser Elektrodenverstellgröße X und der bei dem Schritt 360c gespeicherten Minimum-Verstellgröße Xmin. Diese arithmetische Differenz wird mit der Änderung der Elektrodenverstellgröße X fortgeschrieben. Dann ermittelt der Mikrocomputer 250 die Antwort "NEIN" aufgrund des Umstands, daß diese fortgeschriebene Elektrodenverstellgröße X kleiner als die bei dem ersten Ausführungsbeispiel genannte eingestellte Elektrodenverstellgröße Xo ist. Das Computerprogramm kehrt zu dem Schritt 420 zurück. Die eingestellte Elektrodenverstellgröße Xo ist dabei im voraus in dem Festspeicher des Mikrocomputers 250 gespeichert.
  • Danach wird während der Wiederholung der Rechenvorgänge bei dem Durchlaufen der Schritte 420 bis 430 die letzte fortgeschriebene Elektrodenverstellgröße X gleich der eingestellten Elektrodenverstellgröße Xo oder größer. Daraufhin ergibt die Ermittlung des Mikrocomputers 250 bei dem Schritt 430 die Antwort "JA". Bei einem Schritt 430a beendet der Mikrocomputer 250 die Ausgabe des Stromzufuhr-Ausgabesignals, womit die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 beendet wird. Im weiteren beendet der Mikrocomputer 250 bei einem Schritt 430b die Ausgabe des Schweißdruck-Ausgabesignals, um damit das Pressen des zu schweißenden Materials bzw. Objekts 30 durch die obere Elektrode 10 zu beenden. Daraufhin wird von der Treiberschaltung 270b die Relaispule Ry des Relais 60a durch das Beenden der Ausgabe des Stromzufuhr-Ausgangssignals aus dem Mikrocomputer 250 aberregt. Mit dem Öffnen des Relaisschalters Y beendet das Relais 60a die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60. Zugleich stellt die Treiberschaltung 270a das Proportionalregelventil 50 bei der Beendigung der Ausgabe des Schweißdrucksignals aus dem Mikrocomputer 250 auf die Ventilstellung "0". Dadurch wird das Pressen über die obere Elektrode 10 beendet. Die anderen Vorgänge sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher werden die gleichen Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt, wenn die vorangehend genannten arithmetischen bzw. Rechenvorgänge des Mikrocomputers 250 angewandt werden.
  • Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung dadurch charakterisiert, daß anstelle der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Steuereinheit Ea eine Steuereinheit Ec gemäß 15 verwendet wird. Die Steuereinheit Ec enthält Effektivwertrechenschaltungen 500, 510 und 520, die jeweils an die Schweißstrom-Meßschaltung 70, die Strommeßschaltung 70a und die Spannungsmeßschaltung 80 angeschlossen sind, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Die Effektivwertrechenschaltung 500 besteht aus einer Absolutwertschaltung 500a und einer Quadratmittelungsschaltung 500b, die die gleichen Gestaltungen und Funktionen wie die Absolutwertschaltung 200a und die Quadratmittelungsschaltung 200b der bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen Effektivwertrechenschaltung 200 haben. Auf diese Weise bildet die Absolutwertschaltung 500a den Absolutwert des gemessenen Schweißstroms aus der Schweißstrom-Meßschaltung 70 und erzeugt ein Absolutwertsignal. Die Quadratwertmittelungsschaltung 500b bildet den quadratischen Mittelwert des Absolutwertsignals aus der Absolutwertschaltung 500a. Aus dem quadratisch gemittelten Ergebnis berechnet die Quadratmittelungsschaltung 500b einen Effektivwert, der dem bei dem zweiten Ausführungsbeispiel genannten Effektivwert IRMS des Schweißstroms entspricht, und gibt diesen in Form eines Schweißstrom-Effektivwertsignals ab.
  • Die Effektivwertrechenschaltung 510 enthält eine an die Strommeßschaltung 70A angeschlossene Absolutwertschaltung 510a und eine an die Absolutwertschaltung 510a angeschlossene Quadratmittelungsschaltung 510b. Dabei bildet die Absolutwertschaltung 510a den Absolutwert des gemessenen Hauptstroms und erzeugt ein Absolutwertsignal. Die Quadratmittelungsschaltung 510b bildet den quadratischen Mittelwert aus den Absolutwertsignalen aus der Absolutwertschaltung 510a. Die Quadratmittelungsschaltung 510b berechnet aus dem Ergebnis der quadratischen Mittelung einen Effektivwert, der dem bei dem zweiten Ausführungsbeispiel genannten Effektivwert IMRMS des gemessenen Hauptstroms entspricht, und gibt diesen in Form eines Hauptstrom-Effektivwertsignals ab. Die Effektivwertrechenschaltung 520 besteht aus einer Absolutwertschaltung 520a und einer Quadratmittelungsschaltung 520b, die die gleiche Gestaltung und die gleichen Funktionen wie die Absolutwertschaltung 210a und die Quadratmittelungsschaltung 210b der bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen Effektivwertrechenschaltung 210 haben. Somit bildet die Absolutwertschaltung 520a den Absolutwert der Elektrodenstreckenspannung V aus der Spannungsmeßschaltung 80 und erzeugt ein Absolutwertsignal. Die Quadratmittelungsschaltung 520b bildet den quadratischen Mittelwert aus den von der Absolutwertschaltung 520a zugeführten Absolutwertsignalen. Aus dem Ergebnis dieser Mittelwertbildung berechnet die Quadratmittelungsschaltung 520b einen Effektivwert, der dem bei dem zweiten Ausführungsbeispiel genannten Effektivwert VRMS der Spannung zwischen den Elektroden entspricht, und gibt diesen Wert als Elektrodenstreckenspannung-Effektivwertsignal ab.
  • Weiterhin enthält die Steuereinheit Ec Tiefpaßfilter 530a, 530b und 530c, die jeweils an die Effektivwertrechenschaltungen 500, 510 bzw. 520 angeschlossen sind. Grenzfrequenzen Fc dieser Tiefpaßfilter 530a, 530b und 530c sind alle auf 60 Hz eingestellt. Auf diese Weise unterdrückt das Tiefpaßfilter 530a von den Frequenzkomponenten der aus der Quadratmittelungsschaltung 500b der Effektivwertrechenschaltung 500 zugeführten Schweißstrom-Effektivwertsignale die Komponenten mit Frequenzen über 60 Hz. Aus den verbleibenden Frequenzkomponenten erzeugt das Tiefpaßfilter 530a gefilterte Stromsignale. Das Tiefpaßfilter 530b scheidet aus den von der Quadratmittelungsschaltung 510b der Effektivwertrechenschaltung 510 zugeführten Hauptstrom-Effektivwertsignalen die Komponenten mit Frequenzen über 60 Hz aus. Aus den restlichen Frequenzkomponenten erzeugt das Tiefpaßfilter 530b gefilterte Hauptstromsignale. Ferner unterdrückt das Tiefpaßfilter 530c von den Frequenzkomponenten der Spannungs-Effektivwertsignale aus der Effektivwertrechenschaltung 520 die Komponenten mit Frequenzen über 60 Hz. Aus den verbliebenen Frequenzkomponenten erzeugt das Tiefpaßfilter 530c gefilterte Spannungssignale.
  • Unter Steuerung durch einen nachfolgend beschriebenen Mikrocomputer 560 wählt ein Analog-Multiplexer 540 aufeinanderfolgend das gefilterte Stromsignal, das gefilterte Hauptstromsignal und das gefilterte Spannungssignal, die jeweils aus dem Tiefpaßfilter 530a, 530b bzw. 530c zugeführt werden. Der Analog-Multiplexer 540 gibt dann diese Signale an einen A/D-Wandler 550 ab. In diesem Fall wird von dem Tiefpaßfilter 530a das gefilterte Stromsignal über einen ersten Kanal 1ch des Multiplexers 540 ausgegeben. Von dem Tiefpaßfilter 530b wird das gefilterte Hauptstromsignal über einen zweiten Kanal 2ch des Multiplexers 540 ausgegeben. Weiterhin wird von dem Tiefpaßfilter 530c das gefilterte Spannungssignal über einen dritten Kanal 3ch des Multiplexers 540 ausgegeben. Der A/D-Wandler 550 setzt aufeinanderfolgend das gefilterte Stromsignal, das gefilterte Hauptstromsignal und das gefilterte Spannungssignal aus dem Analog-Multiplexer 540 jeweils in ein digitales Stromsignal, ein digitales Hauptstromsignal und ein digitales Spannungssignal um. Im Zusammenwirken mit dem A/D-Wandler 550 führt der Mikrocomputer 560 ein Computerprogramm gemäß den Ablaufdiagrammen in 16 bis 18 aus. Während der Ausführung dieses Programms führt der Mikrocomputer 560 einen für die Steuerung eines D/A-Wandlers 570 benötigten arithmetischen bzw. Rechenprozeß aus. Das Computerprogramm ist von vorneherein in einem Festspeicher des Mikrocomputers 560 gespeichert.
  • Der D/A-Wandler 570 führt eine Analogumsetzung von Schweißdruckdaten aus, die auf nachfolgend beschriebene Weise von dem Mikrocomputer 560 abgegeben werden. Der D/A-Wandler 570 gibt die Daten als Schweißdruck-Ausgangssignal an eine Treiberschaltung 580a. Die Treiberschaltung 580a betätigt im Ansprechen auf ein Schweißdruck-Ausgangssignal des D/A-Wandlers 570 das Proportionalregelventil 50 zu einer Einstellung einer Ventilöffnung auf einen Wert, der dem Wert des Schweißdruck-Ausgangssignals entspricht. Eine Treiberschaltung 580b steuert durch selektives Erregen der Relaisspule Ry das Relais 60a im Ansprechen auf ein die Stromzufuhr aus der Schweißstromquelle 60 bestimmendes Stromzufuhr-Ausgangssignal, das von dem Mikrocomputer 560 auf die nachfolgend beschriebene Weise erzeugt wird. Die anderen konstruktiven Merkmale sind die gleichen wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Bei dem auf diese Weise gestalteten vierten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das zu schweißende Material bzw. Objekt 30A auf die Auflagefläche der unteren Elektrode 20 unterhalb der Andruckfläche der oberen Elektrode 10 der Widerstandsschweißmaschine Ma aufgelegt ist. Es wird ferner vorausgesetzt, daß der Schweißdruck P an dem Objekt 30A und der Schweißstrom aus der Schweißstromquelle 60 beide auf "0" eingestellt sind. Bei diesem Zustand wird zur Widerstandsschweißung des Objekts 30A die Steuereinheit Ec in Betrieb gesetzt. Daraufhin beginnt der Mikrocomputer 560 mit einem Schritt 600 das Ausführen des Computerprogramms gemäß den Ablaufdiagrammen in 16 bis 18. Hierbei stellt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 610 den Schweißdruck P auf einen vorbestimmten anfänglichen Schweißdruckwert ein, der dafür ausreicht, die Beschichtung des isolierten Drahtes 30b zu beseitigen. Dann gibt der Mikrocomputer 560 den Schweißdruck P als Schweißdruckdatenwert aus.
  • Danach setzt der D/A-Wandler 570 den Schweißdruckdatenwert aus dem Mikrocomputer 560 in ein analoges Schweißdruckausgangssignal um und gibt dieses ab. Durch diesen Vorgang betätigt die Treiberschaltung 580a das Proportionalregelventil 50 zu einer Stellung einer Ventilöffnung desselben auf einen Wert, der dem Wert des Schweißdruckausgangssignals, nämlich zuvor genannten anfänglichen Schweißdruckwert entspricht. Daher wird von dem Proportionalregelventil 50 entsprechend seiner Ventilöffnung Luft aus der Druckluftquelle 50a unter Druck dem Luftzylinder 40 zugeführt. Im weiteren bewegt der Luftzylinder 40 entsprechend der aus dem Proportionalregelventil 50 zugeführten Luftströmung die obere Elektrode 10 nach unten. Damit beginnt der Luftzylinder 40, den Schweißdruck P, der den vorstehend genannten anfänglichen Schweißdruckwert hat, mit einem Wert aufzubringen, der für das Ablösen der Beschichtung ausreichend ist.
  • Darauffolgend wird von dem Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 610a ein arithmetischer Vorgang für das Einleiten des Zuführens des Stroms aus der Schweißstromquelle 60 ausgeführt und ein Stromzufuhr-Ausgangssignal abgegeben. Daraufhin wird durch die Treiberschaltung 580b die Relaisspule Ry des Relais 60a erregt. Infolgedessen wird der Schalter Y des Relais 60a geschlossen. Hierdurch wird der Schweißstrom I aus der Schweißstromquelle 60 über den Stromleiter 61 der oberen Elektrode 10 zugeleitet. Infolge der Isolierung durch die Beschichtung des isolierten Drahtes 30b fließt dann der eingespeiste Schweißstrom I über die Zwischenelektrode 10a und den Kurzschlußleiter 10b nach dem Durchströmen der unteren Elektrode 20 zu dem Stromleiter 62. Hierbei wird der Schweißstrom I mittels der Schweißstrom-Meßschaltung 70 gemessen. Zugleich wird mittels der Spannungsmeßschaltung 80 die Spannung V zwischen der oberen und der unteren Elektrode 10 und 20 gemessen.
  • Wenn auf diese Weise der Vorgang bei dem Schritt 610a beendet ist, wählt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 620 den ersten Kanal 1ch des Analog-Multiplexers 540. Im Ansprechen hierauf gibt der Analog-Multiplexer 540 über den ersten Kanal 1ch das gefilterte Stromsignal aus dem Tiefpaßfilter 530a an den A/D-Wandler 550 ab. Der A/D-Wandler 550 setzt das gefilterte Stromsignal in ein digitales Stromsignal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 560 ab. Der Mikrocomputer 560 setzt dann bei einem Schritt 620a den Wert dieses digitalen Stromsignals als Effektivwert IRMS ein. Darauffolgend wählt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 630 den dritten Kanal 3ch des Analog-Multiplexers 540. Dadurch gibt der Analog-Multiplexer 540 über den dritten Kanal 3ch das gefilterte Spannungssignal aus dem Tiefpaßfilter 530c an den A/D-Wandler 550 ab. Der A/D-Wandler 550 setzt das gefilterte Spannungssignal in ein digitales Spannungssignal um und gibt dieses an den Mikrocomputer 560 ab. Der Mikrocomputer 560 setzt dann bei einem Schritt 630a den Wert des digitalen Spannungssignals als Effektivwert VRMS ein.
  • Danach berechnet der Mikrocomputer 560 aus dem bei dem Schritt 620a erhaltenen Effektivwert IRMS und dem bei dem Schritt 630a erhaltenen Effektivwert VRMS den Widerstand R zwischen der oberen und der unteren Elektrode 10 und 20. Aufgrund des Umstands, daß dieser Widerstand R bei dem gegenwärtigen Zustand kleiner als ein anfänglicher Widerstandswert Rini bei dem Schritt 600 ist, erhält der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 650 die Antwort "NEIN". Daraufhin setzt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 560a den Elektrodenstreckenwiderstand R als gegenwärtigen maximalen Widerstand Rmax ein, wonach das Computerprogramm zu dem Schritt 620 zurückkehrt. Danach werden die Rechenvorgänge für das Durchlaufen der Schritte 620 bis 650a im wesentlichen auf die gleiche Weise wiederholt. Es ist anzumerken, daß bei diesem Ablauf der Elektrodenstreckenwiderstand R wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ansteigt, was das Einsetzen des Ablöseprozesses für die Beschichtung des isolierten Drahtes 30b anzeigt.
  • Wenn bei diesem Zustand der zuletzt bei dem Schritt 640 berechnete Elektrodenstreckenwiderstand R den unmittelbar zuvor bei dem Schritt 650a eingesetzten Maximalwiderstand Rmax erreicht, ergibt bei dem Schritt 650 die Ermittlung des Mikrocomputers 560 die Antwort "JA". Von dem Mikrocomputer 560 wird dieser Maximalwiderstand Rmax vorübergehend gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt ist wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Freilegen des isolierten Drahtes 30b beendet. Infolgedessen wird der über die obere Elektrode 10 fließende Schweißstrom als Hauptstrom Im über das zu schweißende Material bzw. Objekt 30A zu der unteren Elektrode 20 geleitet.
  • Nach dem Abspeichern des Maximalwiderstands Rmax bei einem Schritt 560b führt der Mikrocomputer 560 im Zusammenwirken mit dem Analog-Multiplexer 540 und dem A/D-Wandler 550 in Schritten 660, 660a, 670, 670a und 680 die gleichen Rechenvorgänge wie bei den Schritten 620 bis 630a aus. Von dem Mikrocomputer 560 werden die Effektivwerte IRMS und VRMS und der Elektrodenstreckenwiderstand R bestimmt. Danach berechnet der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 690 die Differenz zwischen dem bei dem Schritt 680 ermittelten Widerstand R und dem bei dem Schritt 650b gespeicherten Maximalwiderstand Rmax als Widerstandsabfall RL, der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel genannt ist. Bei dem gegenwärtigen Zustand ist der Widerstandsabfall RL bei dem Schritt 690 kleiner als der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene eingestellte Widerstandsabfall RLo. Daher ergibt die Ermittlung des Mikrocomputers 560 bei einem Schritt 700 die Antwort "NEIN", so daß das Computerprogramm zu dem Schritt 660 zurückkehrt. Danach werden die Rechenvorgänge für das Durchlaufen der Schritte 660 bis 700 auf gleichartige Weise wiederholt. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist der eingestellte Widerstandsabfall RLo von vorneherein in dem Festspeicher des Mikrocomputers 560 gespeichert.
  • Wenn während des Wiederholens dieser Rechenvorgänge der zuletzt bei dem Schritt 690 berechnete Widerstandsabfall RL gleich dem eingestellten Widerstandsabfall RLo oder größer ist, ergibt die Ermittlung des Mikrocomputers 560 bei dem Schritt 700 die Antwort "JA". Daraufhin führt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 700a eine Berechnung zum Erhöhen des Schweißdruckes P an dem Objekt 30A um einen vorbestimmten Druckwert aus. Als Datenwert für den verstärkten Schweißdruck gibt der Mikrocomputer 560 eine Summe aus dem vorbestimmten Schweißdruckwert und dem vorbestimmten Druckwert ab. Danach führt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 700b eine Berechnung für das vorübergehende Unterbrechen der Stromzufuhr aus der Schweißstromquelle 60 aus, wodurch die Abgabe der Stromzufuhr-Ausgangssignale zeitweilig unterbrochen wird.
  • Dann wird von dem D/A-Wandler 570 der Datenwert für den erhöhten Schweißdruck aus dem Mikrocomputer 560 zu einem analogen Schweißdruck-Ausgangssignal umgesetzt und dieses abgegeben. Im Ansprechen hierauf steuert die Treiberschaltung 580a das Proportionalregelventil 50 zu einer Vergrößerung der Ventilöffnung desselben auf einen Wert an, der der Summe aus dem vorbestimmten anfänglichen Schweißdruckwert und dem vorbestimmten Druckwert für die Druckverstärkung entspricht. Infolgedessen erhöht wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Proportionalregelventil 50 die Luftzufuhr zu dem Luftzylinder 40 aus der Druckluftquelle 50a entsprechend der vergrößerten Ventilöffnung. Dadurch bewegt der Luftzylinder 40 entsprechend der erhöhten Luftzufuhr die obere Elektrode weiter nach unten, wodurch über die obere Elektrode 10 der Schweißdruck an dem Objekt 30A verstärkt wird.
  • Danach trifft bei dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeit, die von vorneherein in dem Festspeicher des Mikrocomputers 560 gespeichert ist und die für das Stabilisieren des Schweißdruckes P nach beendeter Verstärkung desselben erforderlich ist, der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 710 die Entscheidung "JA". Bei einem Schritt 710a wird von dem Mikrocomputer 560 eine Berechnung zur Wiederaufnahme der Stromzufuhr aus der Schweißstromquelle 60 ausgeführt und wieder das Stromzufuhr-Ausgangssignal abgegeben. Infolgedessen wird von der Treiberschaltung 580b das Relais 60a angesteuert. Durch das Erregen der Relaisspule Ry des Relais 60a wird dessen Schalter Y geschlossen, wodurch wieder der Schweißstrom I aus der Schweißstromquelle 60 abgegeben wird. Dabei wird der Schweißstrom I aus der Schweißstromquelle 60 wieder über die obere Elektrode 10 und das zu schweißende Material bzw. Objekt 30A zu der unteren Elektrode 20 geleitet. Dies bedeutet, daß wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach dem Beseitigen der Beschichtung auf den Schweißprozeß für das Objekt 30A umgestellt wird.
  • Nach dem Rechenvorgang bei dem Schritt 710a setzt der Mikrocomputer 560 auf die gleiche Weise wie bei den beiden Schritten 620 und 620a im Zusammenwirken mit dem Analog-Multiplexer 540 und dem A/D-Wandler 550 in zwei Schritten 720 und 720a den Effektivwert IRMS ein. Dann wählt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 730 den zweiten Kanal 2ch des Analog-Multiplexers 540. Der Analog-Multiplexer 540 gibt über den zweiten Kanal 2ch das gefilterte Hauptstromsignal aus dem Tiefpaß 530b an den A/D-Wandler 550 ab. Danach wird von dem A/D-Wandler 550 das gefilterte Hauptstromsignal in ein digitales Hauptstromsignal umgesetzt und dieses an den Mikrocomputer 560 abgegeben. Der Mikrocomputer 560 setzt danach bei einem Schritt 730a den Wert des digitalen Hauptstromsignals als Effektivwert IMRMS ein.
  • Darauffolgend setzt der Mikrocomputer 560 in Schritten 740 und 740a in Zusammenwirkung mit dem Analog-Multiplexer 540 und dem A/D-Wandler 550 den Effektivwert VRMS durch Ausführen der gleichen Rechenvorgänge wie bei den beiden Schritten 630 und 630a ein. Danach führt der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 750 den gleichen Rechenvorgang wie bei dem Schritt 640 aus. Auf diese Weise berechnet der Mikrocomputer 560 aus den bei den Schritten 720a und 740a erhaltenen Effektivwerten IRMS und VRMS den Elektrodenstreckenwiderstand R. Weiterhin berechnet der Mikrocomputer 560 bei einem Schritt 760 durch zeitliche Integration des Produkts aus dem Widerstand R und dem Quadrat des bei dem Schritt 730a erhaltenen Effektivwerts IMRMS die Eingangsleistung PW. Bei diesem Zustand ist bei dem Schritt 760 die Eingangsleistung geringer als die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel genannte eingestellte Eingangsleistung PWo. Daher ergibt die Ermittlung des Mikrocomputers 560 bei einem Schritt 770 die Antwort "NEIN", wonach das Programm zu dem Schritt 720 zurückkehrt. Danach werden die Rechenvorgänge für das Durchlaufen der Schritte 720 bis 770 wiederholt.
  • Bei diesem Ablauf schreitet das Schweißen zwischen dem Anschlußleiter 30c und dem Endteil der von der Beschichtung befreiten Drahtseele 32 des isolierten Drahtes 30b bei dem stabilisierten Zustand fort, bei dem der Schweißdruck P gemäß der vorangehenden Ausführungen verstärkt ist. Wenn danach die bei dem Schritt 760 zuletzt berechnete Eingangsleistung PW die eingestellte Eingangsleistung PWo übersteigt, trifft der Mikrocomputer 560 bei dem Schritt 770 die Entscheidung "JA". Bei einem Schritt 770a beendet der Mikrocomputer die Ausgabe des Stromzufuhr-Ausgangssignals, um damit die Ausgabe des Schweißstroms I aus der Schweißstromquelle 60 zu beenden. Dann wird bei einem Schritt 770b die Ausgabe des Schweißdrucksignals beendet, um das Pressen des Objekts 30A über die obere Elektrode 10 zu beenden. Dabei wird bei dem Beenden der Ausgabe des Stromzufuhr-Ausgangssignals aus dem Mikrocomputer 560 von der Treiberschaltung 580b die Relaisspule Ry des Relais 60a aberregt. Dadurch beendet das Relais 60a durch Öffnen des Schalters Y die Ausgabe des Schweißstroms I. Ferner steuert bei dem Beenden der Ausgabe des Schweißdruck-Ausgangssignals aus dem Mikrocomputer 560 die Treiberschaltung 580a das Proportionalregelventil 50 zum Einstellen der Ventilöffnung desselben auf "0". Dadurch wird das Anpressen über die obere Elektrode 10 beendet. Andere Betriebsvorgänge sind die gleichen wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Dadurch sind die gleichen Wirkungen wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch bei der Nutzung der vorstehend beschriebenen arithmetischen bzw. Rechenvorgänge des Mikrocomputers 560 erzielbar.
  • Bei dem Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei der vorstehend erläuterten Erkennung eines Zeitpunkts der Schichtablösung gemäß der Beschreibung des zweiten oder vierten Ausführungsbeispiels die Temperatur nahe an dem Schweißungsteils des isolierten Drahtes, die mittels eines Infrarotstrahlen-Thermometers 801 oder dergleichen gemessen wird, oder das Ergebnis der Messung eines während der Beschichtungsablösung erzeugten Gases herangezogen werden, das mittels eines Gassensors 802 erfaßt wird.
  • Ferner werden bei dem Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen des Minimalwiderstands Rmin (oder des Maximalwiderstands Rmax) zwei aufeinanderfolgende Elektrodenstreckenwiderstände miteinander verglichen. Wenn die Differenz zwischen diesen gleich der vorbestimmten Differenz oder kleiner ist, wird als Minimalwiderstand Rmin (oder Maximalwiderstand Rmax) der unmittelbar vorangehende Elektrodenstreckenwiderstand R bestimmt.
  • Weiterhin ist bei dem Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Frequenz des Stroms der Schweißstromquelle 60 nicht auf 60 Hz beschränkt, sondern kann nach Erfordernis auf geeignete Weise geändert werden.
  • Ferner kann bei dem Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Entscheidung "JA" bei dem Schritt 360 nach 12 statt auf R = Rmin auf der Beziehung R ≥ Rmin basieren. Weiterhin kann die Bewertung bei dem Schritt 650 nach 16 bei dem vierten Ausführungsbeispiel statt auf R = Rmax auf der Beziehung R ≤ Rmax basieren.
  • Es wird ein Verfahren zum Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile beschrieben, das einen Erfassungsschritt, bei dem das Beseitigen eines elektrisch isolierenden Teils zwischen einem ersten und einem zweiten leitfähigen Teil erfaßt wird, und einem Schweißschritt umfaßt, bei dem das erste und das zweite leitfähige Teil nach dem Erfassen des Entfernens des isolierenden Teils zwischen diesen durch hindurchgeleiteten Strom zusammengeschweißt werden, um sie aneinander zu befestigen.

Claims (33)

  1. Verfahren zum Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile (30, 30a, 30b, 31, 32), mit einem Erfassungsschritt zum Erfassen eines Entfernens eines elektrisch isolierenden Teils (33) zwischen einem ersten (30, 30a, 31) und einem zweiten leitfähigen Teil (30b, 32), wobei das Entfernen des isolierenden Teils (33) aus einem Anstieg der Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils ermittelt wird, und einem Schweißschritt zum Zusammenschweißen des ersten leitfähigen Teils und des zweiten leitfähigen Teils durch hindurchgeleiteten Strom zu deren gegenseitiger Befestigung, nachdem das Entfernen des isolierenden Teils erfasst ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturanstieg durch Messen eines Anstiegs des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil gemessen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturanstieg durch Messen der Temperatur der Oberfläche des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils gemessen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils aus einer Verringerung des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils durch Messen eines Verdampfungsgases aus dem isolierenden Teil ermittelt wird, welches bei dem Erfassungsschritt erwärmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Teil mittels einer Kraft entfernt wird, die das isolierende Teil zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zusammenpresst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Teil durch Wärmeenergie entfernt wird, die dem isolierenden Teil zugeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils aus einem Ansteigen der Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils über eine vorbestimmte Temperatur ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur durch Messen des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil gemessen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur durch Messen der Temperatur der Oberfläche des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils gemessen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils aus einem Abfall des Wertes des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil unter einen vorbestimmten Wert ermittelt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils durch das Feststellen eines direkten Kontakts zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil erfasst wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der direkte Kontakt durch Ermitteln eines Anstiegs der Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils festgestellt wird, durch die Strom hindurchgeleitet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der direkte Kontakt durch Ermitteln eines Abfallens des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil festgestellt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils dadurch ermittelt wird, dass eine Fläche direkter Berührung zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil größer als eine vorbestimmte Fläche wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergrößern der Fläche direkter Berührung über die vorbestimmte Fläche hinaus aus einem Abfallen des Wertes des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil um mehr als einen vorbestimmten Wert ermittelt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt einen Zeitabschnitt umfasst, in welchem vor dem Erfassen des Entfernens des isolierenden Teils dem ersten und/oder zweiten leitfähigen Teil Strom zugeführt wird, um Wärmeenergie für das Erwärmen des isolierenden Teils zu erzeugen.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsschritt einen Zeitabschnitt umfasst, in welchem vor dem Erfassen des Entfernens des isolierenden Teils durch das isolierende Teil die Stromleitung über das erste und zweite leitfähige Teil verhindert ist und das isolierende Teil zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zusammengepresst wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils durch Messen eines Zeitabschnitts erfasst wird, der länger als ein vorbestimmter Zeitabschnitt ist und in dem die Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils über einer vorbestimmten Temperatur gehalten ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des isolierenden Teils durch Messen eines Zeitabschnitts erfasst wird, der länger als ein vorbestimmter Zeitabschnitt ist und in dem eine Verminderung des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil über einem vorbestimmten Ausmaß gehalten ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Teil thermoplastisch ist, um es zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil zu entfernen, wenn das erste und/oder zweite leitfähige Teil erwärmt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem isolierenden Teil Verdampfungsgas erzeugt wird, wenn das isolierende Teil auf mehr als eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand des ersten sowie des zweiten leitfähigen Teils entsprechend einem Anstieg seiner Temperatur zunimmt.
  24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erfassen des Entfernens des isolierenden Teils bei dem Erfassungsschritt eine Kraft zum Zusammenpressen des isolierenden Teils zwischen dem ersten leitfähigen Teil, an dem durch das isolierende Teil das Zuführen von Strom verhindert ist, und dem zweiten leitfähigen Teil verringert wird, dem Strom zugeführt wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erfassen des Entfernens des isolierenden Teils bei dem Erfassungsschritt eine Kraft zum Zusammenpressen des isolierenden Teils zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil verstärkt wird, an denen das isolierende Teil das Zuführen von Strom verhindert.
  26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorübergehend zwischen dem Erfassungsschritt und dem Schweißschritt das Zuführen von Strom zu dem ersten und/oder zweiten leitfähigen Teil verringert wird.
  27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Erfassungsschritt das Entfernen des Isolierteils dadurch erfasst wird, dass die Temperatur des ersten und/oder zweiten leitfähigen Teils im Vergleich zu einer Minimaltemperatur desselben ansteigt.
  28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Erfassungsschritt das Entfernen des isolierenden Teils dadurch erfasst wird, dass der elektrische Widerstand über das erste und zweite leitfähige Teil im Vergleich zu einem maximalen Widerstand über diese verringert ist.
  29. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Erfassungsschritt das Entfernen des isolierenden Teils dadurch erfasst wird, dass der Wert des elektrischen Widerstands über das erste und zweite leitfähige Teil im Vergleich zu einem minimalen Widerstandswert über diese ansteigt.
  30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Erfassungsschritt das Entfernen des isolierenden Teils dadurch erfasst wird, dass im Vergleich zu einer ermittelten minimalen Direktberührungsfläche zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil die Direktberührungsfläche zwischen diesen größer wird.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißen beendet wird, wenn die Spannweite über das erste und zweite leitfähige Teil auf eine vorbestimmte Spannweite verringert ist.
  32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißen beendet wird, wenn die Spannweite über das erste und zweite leitfähige Teil in einem vorbestimmten Ausmaß in Bezug auf eine Spannweite über diese verringert ist, welche gemessen wird, wenn der Beginn der direkten Berührung zwischen dem ersten und zweiten leitfähigen Teil erfasst wird.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißen beendet wird, wenn dem ersten und zweiten leitfähigen Teil, die zusammenzuschweißen sind, eine vorbestimmte Wärmeenergiemenge zugeführt wird.
DE4302220A 1992-01-28 1993-01-27 Verfahren zum Zusammenschweißen elektrisch leitfähiger Teile Expired - Fee Related DE4302220B4 (de)

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