DE4432573C2

DE4432573C2 - Methods of controlling the force on a resistance welding clamp or the like; resistance welding machine using this method

Info

Publication number: DE4432573C2
Application number: DE19944432573
Authority: DE
Inventors: Jean-Noel Boyer; Olivier Levrard
Original assignee: ARO CHATEAU DU LOIR
Current assignee: ARO CHATEAU DU LOIR
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2014-09-14
Also published as: FR2709994B1; FR2709994A1; DE4432573A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Preßkraft einer Widerstandsschweißmaschine, die mit einem numerisch gesteuerten Elektromotor und einem Schraubtrieb ausgestattet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Widerstandsschweißmaschine gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 2.The present invention relates to a method for controlling the pressing force a resistance welding machine with a numerically controlled Electric motor and a screw drive is equipped, according to the preamble of claim 1 and a resistance welding machine according to the Ober Concept of claim 2.

Die mit pneumatischen Stellgliedern ausgerüsteten herkömm lichen Widerstandsschweiß-Klemmen oder -Maschinen ermögli chen die Erzeugung von Betriebszyklen, welche wenigstens drei Phasen umfassen, in deren Verlauf die auf die Elektro den ausgeübte Kraft und der Schweißstrom moduliert werden.The conventional with pneumatic actuators resistance welding clamps or machines Chen the generation of operating cycles, which at least comprise three phases, in the course of which the electrical the force exerted and the welding current are modulated.

Die beispielhaft in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellte pneumatische Schweißmaschine umfaßt ein pneu matisches Kraftgerät bzw. einen pneumatischen Kraftzylinder 1, welchem über einen elektrisch oder von Hand gesteuerten Verteiler 9 Druckluft zugeführt wird.The pneumatic welding machine shown by way of example in Fig. 1 of the accompanying drawings comprises a pneumatic power device or a pneumatic power cylinder 1 , which is supplied with compressed air via an electrically or manually controlled distributor 9 .

Das Kraftgerät übt eine Kraft aus, die es ermöglicht, die zusammenzufügenden Werkstücke 8 zwischen den Elektroden 7 einzuklemmen. Die Elektroden 7 sind ihrerseits auf Träger platten 6 angebracht.The force device exerts a force that makes it possible to clamp the workpieces 8 to be joined between the electrodes 7 . The electrodes 7 are in turn mounted on carrier plates 6 .

Wenn die Kraft erzielt ist, speist ein von einem Thyristor schalter 10 gespeister Transformator 3 die Sekundärseite der Schweißvorrichtung mit Niederspannung. Diese Spannung läßt in den Leitern 4, einem biegsamen Leiter 5, den Platten 6, den Elektroden 7 und den Werkstücken 8 einen be trächtlichen Strom fließen, so daß eine lokalisierte Ver schmelzung zwischen den Werkstücken hervorgerufen wird. Die Dauer des Stromflusses wird von einem den Schalter 10 steu ernden Zeitglied 11 überwacht.When the force is achieved, a transformer 3 fed by a thyristor switch 10 feeds the secondary side of the welding device with low voltage. This voltage allows a substantial current to flow in the conductors 4 , a flexible conductor 5 , the plates 6 , the electrodes 7 and the workpieces 8 , so that a localized fusion is caused between the workpieces. The duration of the current flow is monitored by a timer 11 controlling the switch 10 .

Nach Abschalten des Stromflusses wird die Kraft während eines kurzen Augenblicks aufrechterhalten, um das Abkühlen der Schweißverbindung unter Druck zu ermöglichen, dann zieht sich das Kraftgerät 1 zurück, um den Austausch der Werkstücke zu ermöglichen.After the current flow has been switched off, the force is maintained for a brief moment to allow the welded joint to cool under pressure, then the power device 1 withdraws to allow the workpieces to be exchanged.

Somit umfaßt ein derartiger Schweißzyklus nach dem Start befehl des Zyklusses drei Etappen:
Such a welding cycle thus comprises three stages after the start of the cycle:

1. Approximate what the duration of the moving together or Closing the electrodes and obtaining the force corresponds to the workpieces to be welded,
2. Welding, during which the force and current flow in the electrodes for a predetermined period of time be maintained
3. Hold, which is the amount of time to maintain the Force after switching off the current flow is designated

woraufhin sich das Kraftgerät zurückzieht, um den Austausch der zu verschweißenden Werkstücke vor den nachfolgenden Schweißvorgängen zu ermöglichen.whereupon the weight machine withdraws to exchange of the workpieces to be welded before the following ones To enable welding processes.

Im Verlauf des Zyklusses verändern sich die Größen "Kraft" und "Strom" synchron gemäß dem Schema von Fig. 2.In the course of the cycle, the variables “force” and “current” change synchronously according to the diagram in FIG. 2.

In diesem Beispiel, in dem I den impulsartigen Schweißstrom darstellt, wird die Kraft F während des Zyklusses "Schweis sen" + "Halten" aufrechterhalten. Bei bestimmten Anwendun gen wäre es zur Erzielung eines besseren Ergebnisses jedoch von Vorteil, die Kraft F im Verlauf des Zyklusses zu variieren. Ein derartiger Kunstgriff wird als "Druckprogramm" bezeichnet und ist beispielhaft in Fig. 3 der beigefügten Zeichnungen dargestellt.In this example, in which I represents the pulsed welding current, the force F is maintained during the "welding" + "holding" cycle. In certain applications, however, it would be advantageous to achieve a better result by varying the force F over the course of the cycle. Such a trick is called a "printing program" and is exemplified in Fig. 3 of the accompanying drawings.

Ein derartiges Verfahren könnte man in dem Fall des Schweißens von schwierig einander anzunähernden, dicken oder verformten Blechen einsetzen; in diesem Fall stellt zu Beginn eine sehr hohe Kraft F1 die Annäherung der Werkstüc ke sicher. Dann übt man während des Schweißens die Kraft F2 aus, was eine Reduzierung des zum Verschmelzen des Materi als erforderlichen Stroms I ermöglicht. Und zwar je schwä cher die Kraft ist, desto höher steigt der Kontaktwider stand zwischen den Werkstücken an und desto weniger Strom benötigt man daher, um die erforderliche Wärme (gemäß der Formel Q = RI²t) freizusetzen.Such a method could be used in the case of welding sheet metal that is difficult to approach, thick or deformed; in this case, a very high force F1 ensures the approach of the workpieces at the beginning. Then the force F2 is exerted during welding, which enables a reduction in the current I required to fuse the material. The weaker the force, the higher the contact resistance between the workpieces and the less electricity that is required to release the required heat (according to the formula Q = RI ² t).

Aus dem gleichen Grund eignet sich dieses Verfahren auch zum Schweißen von Aluminium.This method is also suitable for the same reason for welding aluminum.

Aluminium ist ein sehr guter Leiter, und sein Kontaktwider stand ist niedrig. Zur Vermeidung eines Rückgriffs auf sehr hohe Schweißströme I arbeitet man nach Annäherung der Ble che mit einer niedrigeren Kraft F2, und hält dann mit der größeren Kraft F1.Aluminum is a very good conductor and its contact resistance stand is low. To avoid recourse to very high welding currents I work after approximation of the ble che with a lower force F2, and then holds with the greater force F1.

Bei der Technik, bei der ein pneumatisches Stellglied eingesetzt wird, ist die Veränderung der Kraft, also des Drucks, was das Anwachsen oder Abnehmen angeht, einfach ge nug zu bewerkstelligen. Der einzige Nachteil ist, daß diese Druckänderungen aufgrund der Zufuhr- oder Entleerungszeiten der verwendeten Luftvolumina auf der Skala eines Schweiß zyklusses langsam sind.In the case of technology, in which a pneumatic actuator is used to change the force, i.e. the Pressure when it comes to growing or losing weight not enough to accomplish. The only downside is that this Changes in pressure due to feed or drain times of the air volumes used on the scale of a sweat cycles are slow.

Man kann diese Technik daher im Fall schnellen Schweißens (dünne Bleche, Vorsprünge . . .) schwerlich einsetzen.This technique can therefore be used in the case of rapid welding (thin sheets, protrusions...) difficult to use.

Wie Fig. 4 zeigt, kann das pneumatische Kraftgerät vor teilhafterweise durch ein Stellglied mit Elektromotor M ersetzt werden, wobei dieses Stellglied mit einem eine Schraube 12 und eine Mutter 13 umfassenden Schraubtrieb 12-13 zum Erzeugen der Schweißkraft ausgestattet ist. Eine derartige Technik wurde in den FR 2585976 A1, FR 2652024 A1, FR 2674780 A1 auf den Namen der Anmelde rin beschrieben.As shown in FIG. 4, the pneumatic force device can be replaced by an actuator with an electric motor M, which actuator is equipped with a screw drive 12-13 comprising a screw 12 and a nut 13 for generating the welding force. Such a technique has been described in FR 2585976 A1, FR 2652024 A1, FR 2674780 A1 in the name of the applicant.

Die Steuerung der Kraft F wird durch Veränderung des den Motor speisenden Stroms erreicht. Diese Veränderung ist sehr schnell und ermöglicht daher sehr kurze Ansprech zeiten.The control of the force F is done by changing the Motor feeding current reached. This change is very quickly and therefore enables a very short response times.

Jedoch war es bis heute nicht möglich, eine Verminderung der Kraft F zu bewirken, um beispielsweise von einem gege benen Niveau F1 auf ein niedrigeres Niveau F2 überzugehen, da trotz einer Untersetzung des Antriebsmoments des Motors (selbst bis auf Null) die Selbstsperrung bzw. Unumkehrbar keit (irréversibilité) des Schraubtriebs derart ist, daß sich die Kraft zwischen den Elektroden 7 nur sehr wenig ändert. Um eine Abnahme der Kraft zu erhalten, muß man den Motor M in der umgekehrten Richtung drehen.However, until now it has not been possible to bring about a reduction in the force F, for example in order to change from a given level F1 to a lower level F2, since despite a reduction in the drive torque of the motor (even down to zero) the self-locking or irreversible speed (irréversibilité) of the screw drive is such that the force between the electrodes 7 changes very little. To get a decrease in the force, the motor M must be turned in the opposite direction.

Aus der US 5 225 647 A ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfah rens bekannt, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird bei Durchführung eines Schweißvorgangs die auf die Werkstücke ausgeübte Kraft derart eingestellt, dass sie einem beispielsweise auch durch den Benutzer vorgebbaren Referenzwert entspricht und während der Zeit, während der der Schweißstrom fließt, auf diesem Wert gehalten wird. Nach Beendigung der Stromflußphase wird auch nach Ablauf einer kurzen Haltephase ein Signal zum Aufgeben der Kraftbeaufschlagung der Werkstücke ausgegeben.From US 5 225 647 A is an apparatus for performing a method rens known as it is specified in the preamble of claim 1. at this known device is used when performing a welding process the force exerted on the workpieces is adjusted so that it for example, also corresponds to the reference value that can be specified by the user and at this value during the time that the welding current is flowing is held. After the end of the current flow phase is also after expiration a short hold phase a signal to give up the application of force Workpieces issued.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Ver fahren sowie eine Widerstandsschweißmaschine derart auszugestalten, dass die durch Ansteuerung eines Elektromotors erzeugte Kraftbeaufschlagung der zu verschweißenden Teile exakt auf einen gewünschten Wert gebracht wird.It is the object of the present invention, a generic Ver drive and design a resistance welding machine such that the application of force generated by the control of an electric motor parts to be welded are brought exactly to a desired value.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren sowie die im Anspruch 2 angegebene Widerstands schweißmaschine gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt ein wesentlicher Aspekt in der Be rücksichtigung der Elastizität des Rahmens der Schweiß maschine oder der Schenkel der Schweißklemme oder derglei chen. Wenn sich die Elektroden (oder anderen Gerätschaften) berühren, ruft der Anstieg der Kraft eine dieser Kraft pro portionale Verformung des Rahmens hervor. Diese Verformung wird durch die Drehung des Motors kompensiert. Somit kann man durch Aufzeichnen der bestimmten Kräften entsprechenden Verformungskennlinie des Rahmens als Funktion der Drehung des Motors durch diesen letzteren genau die gewünschten Kräfte ausüben, indem man allein diese Drehung steuert.According to the present invention, this object is achieved in the 1 specified method and the resistance specified in claim 2 welding machine solved. In the method according to the invention there is a essential aspect in the Be taking into account the elasticity of the frame of sweat machine or the leg of the welding clamp or the like chen. If the electrodes (or other equipment) touch, the increase in force calls one of these force pro proportional deformation of the frame. This deformation is compensated by the rotation of the motor. So can one by recording the corresponding forces accordingly Deformation characteristic of the frame as a function of rotation of the engine through this latter exactly the ones you want Exercise power by controlling this rotation alone.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe der folgenden Figuren der beigefügten Zeichnungen verständlicher werden.The invention will hereinafter be described with the help of the following Figures of the accompanying drawings will be understood.

In Fig. 5 sind auf der Ordinate die Kräfte F zwischen den Elektroden und auf der Abszisse die Drehwinkel θ des nume risch gesteuerten Elektromotors M aufgetragen.In Fig. 5, the forces F between the electrodes and on the abscissa are plotted on the ordinate the rotation angle θ of the nume driven-controlled electric motor M applied.

Die Phase AB stellt die Annäherungsbewegung dar: der Motor M dreht sich, und da die Elektroden 7 miteinander noch nicht in Kontakt sind, ist zwischen ihnen noch keine Kraft vorhanden.The phase AB represents the approach movement: the motor M rotates, and since the electrodes 7 are not yet in contact with one another, there is still no force between them.

Der Punkt B stellt den Punkt dar, an dem die Elektroden miteinander in Kontakt gelangen.The point B represents the point at which the electrodes come into contact with each other.

Die Phase BC stellt die Krafteinwirkung dar. Der Motor M übt das programmierte Moment aus, seine Drehung θ kompen siert die Verformung des die Elektroden tragenden Aufbaus S. Die Steigung E der Kennlinie stellt die Steifigkeit des Aufbaus S (in DN/rad) dar.The phase BC represents the force. The motor M exerts the programmed moment, its rotation θ compensate the deformation of the structure supporting the electrodes S. The slope E of the characteristic curve represents the rigidity of the Structure S (in DN / rad).

Um eine geringere Kraft F2 zu erzielen, muß man den Motor positionsgesteuert betreiben, was mittels der den Motor überwachenden numerischen Steuerung möglich ist.In order to achieve a lower force F2, the motor must be used operate position-controlled, which means by means of the motor monitoring numerical control is possible.

Ein Prozessor berechnet den Wert der "Rück"-Drehung:
A processor calculates the value of the "reverse" rotation:

und steuert den Motor bis zur Stellung D, bei welcher die Verformung des Rahmens einer Kraft F2 entspricht.and controls the motor to position D, at which the Deformation of the frame corresponds to a force F2.

Wenn diese Stellung erreicht ist, ist es möglich, den Steuerungsmodus des Systems zu ändern: nämlich von einer Positionssteuerung zu einer Momentensteuerung überzugehen, welche ein konstantes Motormoment gewährleistet, also eine gleichermaßen konstante Kraft auf die Elektroden.When this position is reached, it is possible to Change control mode of the system: namely from one Position control to switch to torque control which ensures a constant engine torque, i.e. one equally constant force on the electrodes.

Die Elastizität E des Aufbaus S kann in den die Vorrichtung steuernden Prozessor als Parameter-Charakteristik der Vor richtung eingegeben werden oder mittels eines geeigneten Krafteinwirkungszyklusses direkt an der Maschine gemessen werden.The elasticity E of the structure S can in the device controlling processor as a parameter characteristic of the front direction can be entered or by means of a suitable Force cycle measured directly on the machine become.

Wenn zur präzisen Bestimmung der Elastizität des Aufbaus S ein vorprogammierter Zyklus durchgeführt wird, so muß dies für eine gegebene Anlage wenigstens einmal getan werden und dann jedesmal, wenn eine Abwandlung eine Änderung des ela stischen Verhaltens des Systems S nach sich ziehen kann (Wechsel der Gerätschaft, Klemmenschenkel usw.).If, for precise determination of the elasticity of the structure S a preprogrammed cycle is carried out, this must be done at least once for a given plant and then every time a modification is a change in ela system S behavior (Change of equipment, clamp legs, etc.).

Der Zyklus umfaßt eine kontrollierte Krafteinwirkung bei zwei verschiedenen Stützpunkten F1, F2, die zwei Motor momenten M1 und M2 entsprechen.The cycle involves a controlled application of force two different bases F1, F2, the two engine moments M1 and M2 correspond.

In Fig. 6 der beigefügten Zeichnungen ist beispielhaft der mögliche Verlauf der Motormomente M (in N.m) und der Kräfte F (in N) auf die Elektroden 7 als Funktion der Zeit t auf getragen; Fig. 7 zeigt in diesem Fall den Verlauf der Dre hung θ des Motors M als Funktion der Zeit; und Fig. 8 zeigt die zugehörige Elastizitätskennlinie, wobei auf der Ordinate die Drehungen θ des Motors und auf der Abszisse die Kräfte F auf die Elektroden aufgetragen sind.In Fig. 6 of the accompanying drawings, the possible course of the motor torques M (in Nm) and the forces F (in N) on the electrodes 7 is plotted as a function of the time t; Fig. 7 shows in this case the course of the Dre hung θ of the motor M as a function of time; and FIG. 8 shows the associated elasticity characteristic curve, the rotations θ of the motor being plotted on the ordinate and the forces F being plotted on the electrodes on the abscissa.

Zu jedem Momentenstützpunkt wird die Motorstellung gespei chert.The motor position is fed at every torque base chert.

Anschließend ist es möglich, die Steifigkeit des Aufbaus zu bestimmen
It is then possible to determine the rigidity of the structure

wobei K das Momentenverhältnis bzw. der Untersetzungsfaktor des Schraubtriebs ist. Die Erfindung erlaubt daher bei nor malem Einsatz der Maschine, die Anzahl von Umdrehungen ge nau zu bestimmen, die der Motor ausführen muß, damit die Elektroden oder anderen Gerätschäften die Bleche mit der gewünschten Kraft zusammenrücken, und das für jede Phase des betrachteten Prozesses.where K is the torque ratio or the reduction factor of the screw drive. The invention therefore allows nor times using the machine, the number of revs to determine exactly what the engine must do so that the Electrodes or other equipment shafts with the the desired force, for each phase of the process under consideration.

Mit anderen Worten besteht die Erfindung also in einem Verfahren zum Steuern der Kraft einer Widerstandsschweiß- Klemme oder -Maschine, die mit einem numerisch gesteuerten Elektromotor oder dergleichen ausgestattet ist, bei welchem es erforderlich sein kann, in bestimmten Phasen des betref fenden Prozesses sicherzustellen, daß die Elektroden oder dergleichen Gerätschaften auf die behandelten Werkstücke eine vorbestimmte Kraft ausüben, welches dadurch gekenn zeichnet ist, daß man eine Eigenelastizitätskennlinie des Rahmens der Maschine aufstellt, indem man den Motor M auf die Werkstücke zwei verschiedene Kräfte F1, F2 ausüben läßt und dessen entsprechende Drehwinkel θ1, θ2 aufzeichnet, mittels derer man eine eindeutige Beziehung zwischen jeder gewünschten Kraft F während einer bestimmten Phase des be treffenden Prozesses und dem entsprechenden Drehwinkel θ, der von dem Motor M ausgeführt werden soll, aufstellt.In other words, the invention is one Method of controlling the force of a resistance welding Clamp or machine with a numerically controlled Electric motor or the like is equipped, in which it may be necessary at certain stages of the process process to ensure that the electrodes or similar devices on the treated workpieces exert a predetermined force, which thereby characterized is that you have a self-elastic characteristic of Frame of the machine by setting the motor M. the workpieces can exert two different forces F1, F2 and records its corresponding angle of rotation θ1, θ2, by means of which one has a clear relationship between everyone desired force F during a certain phase of the be relevant process and the corresponding angle of rotation θ, which is to be carried out by the motor M.

Bestimmte Schweißvorrichtungen sind mit extrem steifen Rah men ausgestattet, damit die die Gerätschaften tragenden Platten bei der Krafteinwirkung zueinander parallel blei ben. Dies ist sehr wichtig, wenn mehrere auf der Platten fläche angeordnete Schweißpunkte gleichzeitig ausgeführt werden. In diesem Fall weist der Rahmen geringe Elastizität auf, und es fehlt der Messung an relativer Genauigkeit, was eine präzise Steuerung der Kraft auf Grundlage der Elasti zität der Maschine verhindert.Certain welding devices have extremely rigid frames men equipped so that those carrying the equipment When the force is applied, the plates remain parallel to each other ben. This is very important when there are several on the plates surface arranged welding spots executed simultaneously become. In this case, the frame has little elasticity on, and the measurement lacks relative accuracy what precise control of the force based on the Elasti machine is prevented.

Um diese Situation zu verbessern (siehe Fig. 9), kann man ein elastisches verformbares System 14 zwischen den die obere Platte 6 tragenden Schlitten 15 und die Mutter 13 des die Kraft erzeugenden Schraubtriebs 12-13 einbringen. Die ses elastische Zwischenstück 14 erhöht die Verformung des Aufbaus unter Krafteinwirkung, ohne jedesmal einen für die Qualität der Schweißung nachteiligen Fehler der Paralleli tät der Platten hervorzurufen. Man kann also in allen Fäl len eine hohe Meßgenauigkeit erzielen.In order to improve this situation (see FIG. 9), an elastic deformable system 14 can be introduced between the slide 15 carrying the upper plate 6 and the nut 13 of the screw drive 12-13 which generates the force. Ses elastic intermediate piece 14 increases the deformation of the structure under the action of force, without each time causing a disadvantage for the quality of the weld error of the parallelism of the plates. So you can achieve a high measurement accuracy in all cases len.

Dieses elastische System 14 kann von einem Stapel Ringfe derscheiben gebildet sein, in welchem Fall sich gute Line arität des Kraft-Verformungs-Gesetzes ergibt, oder es kann ferner von einem Stapel Elastomeren gebildet sein, die eine nicht-lineare Kraft-Verformungs-Charakteristik aufweisen. In diesem letzteren Fall kann die Erfindung aber eingesetzt werden, indem die Koeffizienten der wirklichen Kennlinie von dem die Vorrichtung steuernden Prozessor gespeichert werden.This elastic system 14 can be formed by a stack of ring spring washers, in which case there is good linearity of the force-deformation law, or it can also be formed by a stack of elastomers which have a non-linear force-deformation characteristic , In this latter case, however, the invention can be used in that the coefficients of the actual characteristic curve are stored by the processor controlling the device.

Das Vorsehen eines elastischen Systems ist gleichermaßen bei der "Einbuchtung (indentation)" genannten Phase von Vorteil, in deren Verlauf die Verschmelzung des Metalls ei nen scharfen Zusammenbruch des Widerstands der verschweiß ten Anordnung hervorruft. Wenn das mechanische System auf grund seiner Trägheit diesem Zusammenbruch nicht folgt, können hieraus das Austreiben von Schmelzmaterial und die Bildung einer nicht zufriedenstellenden Schweißung resul tieren. Das Vorsehen eines elastischen Systems stellt mit tels der gespeicherten potentiellen Energie ein ausgezeich netes Folgen sicher.The provision of an elastic system is the same in the phase of "indentation" Advantage in the course of which the fusion of the metal egg a sharp breakdown in the resistance of the weld arrangement. If the mechanical system is on because of its sluggishness does not follow this breakdown, can drive out melting material and the Formation of an unsatisfactory weld resul animals. The provision of an elastic system provides excellent stored potential energy netes sure follow.

Im Fall von Klemmen oder Maschinen mit sehr verformbaren Teilen (Schenkeln) ist dieser Kunstgriff unnötig.In the case of clamps or machines with very deformable This trick is unnecessary for dividing (thighs).

Im Fall eines linearen elastischen Systems (allgemeiner Fall) könnte das Auftreten einer Nichtlinearität im Verlauf von Überprüfungszyklen (beispielsweise durch Anfahren eines dritten Punktes auf der Kraft-Verformungs-Kennlinie) einge setzt werden, um den Benutzer vor einer Schwachstelle des mechanischen System (beispielsweise Überschreiten der ela stischen Grenze eines Bestandteils) zu warnen bzw. zu alar mieren.In the case of a linear elastic system (more general Case) could be the occurrence of a non-linearity in the course of checking cycles (for example by starting a third point on the force-deformation characteristic) be set to protect the user from a vulnerability of the mechanical system (e.g. exceeding the ela warning limit of a component) or to alarm mieren.

Die Erfindung kann insbesondere angewendet werden auf:
The invention can be applied in particular to:

- Equipped with electrical actuators stationary welding machines or clamps;
- With pneumatic or hydraulic actuators equipped resistance welding machines or clamps, in which a control of the force between the Electrodes the principle of the deformation of the invention Would use construction;
- Machines or apparatus of any kind that unite you Realize work cycle, in the course of which a relative force exerted between the tool and the workpiece and should be modulated, and their structure sufficient and shows acceptable elasticity to the use of the inven allow to control this force; it could be for example around machines or clamps for riveting or Folding (flanging or clinchage) act to machines for Deformation of the metal by means of bending, deep drawing etc., or further about spot or "piquage" welding robots: The The robot carries a single electrode and exercises the force of its various engines; the counter electrode is of the arrangement carrying the workpiece to be welded formed.

Verfahren zum Steuern der Kraft einer Widerstandsschweiß- Klemme oder -Maschine, die mit einem numerisch gesteuerten Elektromotor oder dergleichen ausgestattet ist. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Eigen elastizitätskennlinie des Rahmens der Maschine aufstellt, indem man den Motor M auf die Werkstücke zwei verschiedene Kräfte F1, F2 ausüben läßt und dessen entsprechende Dreh winkel θ1, θ2 aufzeichnet, mittels derer man eine eindeu tige Beziehung zwischen jeder gewünschten Kraft F während einer bestimmten Phase des betreffenden Prozesses und dem entsprechenden Drehwinkel θ, der von dem Motor M ausgeführt werden soll, aufstellt, wodurch es möglich ist, die Kraft während der Phasen "Schweißen" und "Halten nach dem Schweißen" zu variieren. Ein elastisches Zwischenstück 14 kann in den Rahmen der Maschine eingebracht sein. Das erfindungsgemäße Verfahren wurde in seiner Anwendung auf Widerstandsschweißmaschinen mit Elektromotor-getriebenen Elektroden beschrieben.Method for controlling the force of a resistance welding clamp or machine equipped with a numerically controlled electric motor or the like. This method is characterized in that an inherent elasticity characteristic of the frame of the machine is established by letting the motor M exert two different forces F1, F2 on the workpieces and recording its corresponding angle of rotation θ1, θ2, by means of which a clear relationship is established between any desired force F during a particular phase of the process in question and the corresponding angle of rotation θ to be carried out by the motor M, making it possible to increase the force during the "welding" and "holding after welding" phases vary. An elastic intermediate piece 14 can be introduced into the frame of the machine. The method according to the invention has been described in its application to resistance welding machines with electrodes driven by an electric motor.

Claims

1. Method for controlling the pressing force of a resistance welding machine which is equipped with a numerically controlled electric motor (M) and a screw drive ( 12-13 ),
in which it may be necessary in certain phases of the welding process to ensure that the welding electrodes ( 7 ) exert a predetermined force on the workpieces ( 8 ) to be welded,
characterized in that before a welding process the electric motor (M) exerts two different forces (F1, F2) on the workpieces ( 8 ) in succession via the screw drive ( 12-13 ) and the welding electrodes ( 7 ), the associated angles of rotation (Θ ₁ , Θ ₂ ) are recorded l,
and the spring constant (E) of the power transmission structure of the welding machine is determined from these values,
by means of which a clear relationship between any desired force (F) and the corresponding angle of rotation (Θ) can be established during each phase of the subsequent welding process, which is to be carried out by the electric motor (M).

2. Resistance welding machine for performing the method according to claim 1, the drive of which is equipped with an electric motor (M) and is suitable for generating forces (F) between the electrodes ( 7 ) by means of a screw drive ( 12-13 ),
characterized in that it comprises an elastic system ( 14 ) between a nut ( 13 ) of the screw drive ( 12-13 ) and an electrode carrier plate ( 6 ).

3. Machine according to claim 2, characterized in that the elastic system ( 14 ) consists of a stack of disc springs.

4. Machine according to claim 2, characterized in that the elastic system ( 14 ) comprises an elastomer with non-linear elastic characteristic, and that its non-linearity characteristic is stored in a processor controlling the phases of the welding process.