DE69531333T2

DE69531333T2 - Verfahren zum automatischen Verbinden von galvanisierten Stahlblechen durch Punktschweissen

Info

Publication number: DE69531333T2
Application number: DE69531333T
Authority: DE
Inventors: Toichi Suita-shi Watanabe; Tadashi Kariya-shi Sofue
Original assignee: Watanabe Toichi Suita; Toyota Industries Corp; Research Development Corp of Japan
Current assignee: Watanabe Toichi Suita; Toyota Industries Corp; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2015-11-08
Also published as: KR960017034A; CN1128192A; EP0711623B1; TW309461B; CN1101292C; JP3354321B2; EP0711623A1; JPH08132251A; US5793011A; DE69531333D1; KR100206396B1; USRE37799E1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 auf ein Punktschweißverfahren zum Zusammenfügen von zumindest zwei Startelementen, die aus einem galvanisierten Stahlblech ausgebildet sind, wobei in dem technischen Gebiet von Fahrzeugen und elektrischen Haushaltsgeräten ein Punktschweißvorgang zwischen den Verbindungs- oder Anlageflächen von Elementen mit zumindest zwei geformten Stahlblechen über eine galvanisierte Lage durchgeführt wird, um diese Bauelemente als eine Struktur zusammenzufügen.
Hintergrundinformationen
Galvanisierte Stahlbleche werden immer mehr auf dem Gebiet der Fahrzeuge und elektrischen Haushaltsvorrichtungen verwendet. Jedoch traten Probleme hinsichtlich einer Verschlechterung der Schweißelektrode einer Schweißmaschine auf. Der Punktschweißvorgang eines galvanisierten Stahlbleches erfordert eine hohe Schweißstromstärke und eine lange Schweißzeit (Stromzuführungszeit) verglichen mit einem Punktschweißvorgang eines reinen (nicht-beschichteten) Stahlbleches, und folglich wird eine Verschlechterung der Schweißelektrode gefördert, und zwar eine Verformung der Schweißelektrode oder eine Ausbildung einer Zinklegierung. Falls die Schweißelektrode verschlechtert ist, dann wird das daraus resultierende Schweißprodukt instabil, und schließlich kann keine Schweißlinse erhalten werden. Dementsprechend muss die Schweißelektrode häufig ausgetauscht werden, und der Wirkungsgrad der Produktionslinie ist reduziert.
Ein kleiner elektrischer Widerstandswert zwischen Verbindungsflächen wird als eine Hauptursache einer frühzeitigen Verschlechterung der Schweißelektrode betrachtet. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache haben die Erfinder unlängst vorgeschlagen, ein Widerstandserhöhungsmaterial zwischen den Verbindungsflächen von galvanisierten Stahlblechen anzuordnen, die aneinander gefügt werden sollen. Somit wird der elektrische Widerstand zwischen den Verbindungsflächen erhöht, um einen Punktschweißvorgang zu bewirken (siehe JP-A-64-62284 und JP-A-62286, JP-B-5-85269 und US-A-4 922 075 sowie US-A-5 075 531, die ein gattungsgemäßes Punktschweißverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zeigen). Das durch diesen Versuch erhaltene Ergebnis war eine verbesserte Schweißfunktion. Und zwar hat dieses Schweißverfahren Vorteile dahingehend, dass (1) die Kosten der elektrischen Energie (2) die Möglichkeit einer Verbrennung und (3) die Schweißspannung reduziert werden, (4) Markierungen klein sind und (5) kein Grad aufgrund des verringerten Energieverbrauchs beim Fügen auftritt. Außerdem wird bei diesem Verfahren das Schmelzen von jeder Schweißelektrode merklich reduziert, und somit können kleinere Punktschweißmaschinen verwendet werden.
Einerseits gibt es ein Problem beim Punktschweißen eines galvanisierten Stahlbleches, dass die Steuerung der Qualität schwierig ist. Gegenwärtig wird ein Gerät zum Überwachen einer Schweißstromstärke und einer elektrischen Spannung oder eines Widerstandes zwischen Elektroden zur Qualitätssteuerung verwendet. Außerdem wurden einige zerstörungsfreie Testverfahren für geschweißte Abschnitte vorgeschlagen. Darüber hinaus wurden weitverbreitet Abschältestes unter Verwendung eines Meißels durchgeführt.
Andererseits haben Schweißfügeverfahren, bei denen ein Fügevorgang und ein Schweißvorgang zusammen verwendet werden, kürzlich Aufmerksamkeit beim Zusammenbauen von Fahrzeugen erregt, und dieser Bereich dieser Anwendung wächst stetig.
Während herkömmliche Punktschweißverfahren zu einer Punktfügung führen, so führt das Schweißfügen zu einer Flächenfügung. Aus diesem Grund kann das Schweißfügen die Fügefestigkeit und – steifigkeit verbessern, und sie bewirkt eine Gewichtsreduktion der Karosserie eines Fahrzeugs. Darüber hinaus hat das Schweißfügeverfahren Vorteile dahingehend, dass es zu einer ausgezeichneten Schwingungsstoßcharakteristik führt, das lärmreduziert wird und, dass die Dichtfunktion gewährleistet ist.
Jedoch kann das Verfahren ineffizient und unproduktiv bei dem Punktschweißverfahren sein, bei dem ein Widerstandserhöhungsmaterial zwischen den Fügeflächen angeordnet ist, abgesehen von einer experimentellen Implementation oder jenes Falles, bei dem die Anzahl der Stoßpunkte oder Schweißpunkte relativ klein ist, wenn verschiedene galvanisierte Stahlblecharten verwendet werden und Bauteile mit einer komplizierten Form mehrmals in einer kurzen Zeitperiode geschweißt werden, wie dies bei Fahrzeugen der Fall ist.
Insbesondere ist es bei dem vorstehend genannten Schweißverfahren erforderlich, dass ein Widerstandserhöhungsmaterial genau an einer festgelegten Position an der jeweiligen Fügefläche angeordnet wird, und, dass außerdem direkt angrenzend an dem Widerstandserhöhungsmaterial Stahlbleche eine Stromstärke quer zu den Elektroden elektrisch leiten. In diesem Fall kann jedoch die Anordnung des Widerstandserhöhungsmaterials von der Außenseite nicht sichergestellt werden. Darüber hinaus ist es bei diesem Schweißverfahren schwierig, einen guten Kontaktzustand zwischen Fügeflächen aufgrund der Existenz des Widerstandserhöhungsmaterials aufrecht zu erhalten. Insbesondere wenn die Schweißelektrode verschlechtert ist, dann könnte die Stromstärke der Elektrode instabil werden. Es besteht die Möglichkeit, dass irgendeiner von diesen Nachteilen zu einer Reduzierung der Produktivität führt, und trotz der merklichen Verbesserung der Schweißfunktion bleibt es schwierig, dieses Schweißverfahren bei einem Massenproduktionssystem praktisch zu verwenden.
Daneben wird hinsichtlich der Qualitätssteuerung ein Punktschweißvorgang bei der Montage von Fahrzeugkarosserien weit verbreitet verwendet, und es ist anzumerken, dass die Qualität der Fahrzeugkarosserie dadurch bestimmt wird, dass der Punktschweißvorgang gut oder schlecht ist. Zum Beispiel besteht die Fahrzeugkarosserie aus 600 bis 800 Bauteilen, und die meisten von diesen sind durch einen Punktschweißvorgang zusammengefügt. Die Anzahl der Schweißstoßpunkte oder Spots erreicht 3000 bis 5000 pro Fahrzeug. Und aus verschiedenen Gründen kann das Auftreten eines Schweißfehlers bei dem Herstellprozess nicht vermieden werden. Während die Form, Markierungen, Spritzer, Risse, Sickern und der gleichen einer Schweißlinse zum Bestimmen der Qualität des Schweißabschnittes eines galvanisierten Stahlbleches vorgegeben sind, wird in der Praxis besonders darauf geachtet, einen korrekten Schweißlinsendurchmesser zu gewährleisten. Falls der Schweißlinsendurchmesser nicht ausreicht, dann wird eine Verschlechterung einer Elektrode oder eines Kabels hervorgerufen, was die elektrische Stromstärke aufgrund einer Spannung der zugeführten Schweißspannung reduziert, und eine Fehlausrichtung zwischen Fügeflächen wird hervorgerufen. Die Schwankung der zugeführten elektrischen Spannung resultiert aus der gleichzeitigen Verwendung einer Vielzahlpunktschweißmaschinen, einen Stromverbrauch von anderen Herstellungsstätten und einer Differenz zwischen der zur Tageszeit und zur Nachtzeit verfügbaren Stromzufuhr. Außerdem ist bei einem galvanisierten Stahlblech der Bereich einer geeigneten elektrischen Stromstärke zum Punktschweißen eng, und eine Schweißlinse kann nicht erhalten werden, falls eine geringfügige Änderung der elektrischen Stromstärke auftritt. Daher gibt es gute Gründe, warum eine Qualitätssteuerung insbesondere bei dem Punktschweißen von galvanisierten Stahlblechen besondere Wichtigkeit zukommt.
Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Überwachungsgerät ist die Zuverlässigkeit hinsichtlich galvanisierten Stahlblechen gering anders als im Falle von reinen Stahlblechen, und folglich gibt es viele Fälle, bei denen Schweißlinien aufgrund von Problemen gestoppt werden. Aus diesem Grund ist das herkömmliche Überwachungsgerät unzulänglich, sofern die Zeitlänge verbessert wird, bei der eine Produktionslinie fortlaufend unbemannt betrieben wird. Zusätzlich wird bei dem vorstehend erwähnten Abschältestverfahren unter Verwendung eines Meißels ein Abtasttest durchgeführt, und falls ein Fehler gefunden wird, dann werden Messungen durchgeführt, um alle vorherigen Produkte zu überprüfen, und den Punktschweißvorgang erneut durchzuführen. Folglich sind die Laborkosten der Tests und die Kosten der Ausschussprodukte sehr groß.
Unter diesen Umständen ist es wünschenswert, dass innerhalb eines Prozesses die Qualität garantiert wird, und die Entwicklung einer Überwachungsvorrichtung ist erforderlich, die alle Schweißabschnitte überprüft, während diese geschweißt werden. Darüber hinaus bleiben die vorstehend genannten Schwierigkeiten nach wie vor, die aus einer Verschlechterung der Elektrode resultieren, auch im Falle des herkömmlichen Schweißfügeverfahrens.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Punktschweißvorgang eines galvanisierten Stahlbleches unter Verwendung eines Widerstandserhöhungsmaterials zu verbessern und eine ausgezeichnete Schweißfunktion sowie eine hohe Produktivität bei einem Massenproduktionssystem aufrecht zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung löst darüber hinaus Probleme bei der Qualitätssteuerung von Schweißabschnitten, und sie bewältigt Schwierigkeiten, die bei der Qualität beim Schweißen im voraus bei einem Massenproduktionssystem verknüpft sind. Ein In-Prozess-Qualitätstest wird dadurch bewirkt, dass alle Schweißabschnitte gleichzeitig mit dem Schweißvorgang geprüft werden, und außerdem werden die bei der Qualität des Schweißvorgangs verknüpften Schwierigkeiten im voraus überwacht.
Die vorliegende Erfindung bewirkt bei einem Massenproduktionssystem des weiteren eine Dichtwirkung oder eine Klebewirkung eines Schweißabschnittes, um damit den Schweißabschnitt so auszubilden, dass die Dichtfunktion und eine Verbesserung der Steifigkeit in hohem Maße ohne einen Kostenanstieg gewährleistet werden.
In der Forschung wurde zunächst die Entwicklung eines Widerstandserhöhungsmaterials untersucht, dass für das gegenwärtige System geeignet ist. Ein Punktschweißvorgang, bei dem das Widerstandserhöhungsmaterial zwischen Fügeflächen angeordnet ist, hat eine ausgezeichnete Schweißfunktion, aber es ist in der Praxis noch nicht einsetzbar, insbesondere bei einem Massenproduktionssystem. Der Hauptgrund ist, dass das Widerstandserhöhungsmaterial Schwierigkeiten dahingehend zeigt, wenn es wirksam zwischen Fügeflächen angeordnet wird. Daher wurde bei der gegenwärtigen Forschung die Entwicklung eines Widerstandserhöhungsmaterials erachtet, das in einfacher Weise zwischen Fügeflächen angeordnet werden kann. Genauer gesagt wurde ein Abstandsstück wie zum Beispiel Aluminiumoxydpulver in ein Klebematerial eingefügt, und eine erforderliche Menge des Gemisches wurde korrekt zugeführt und an einer festen Lage an der Fügefläche mittels einer automatischen Beschichtungsmaschine angeordnet. Außerdem kann ein perforiertes Band verwendet werden, das an beiden Seiten mit einem Klebemittel beschichtet ist.
Es ist zu beachten, dass das bei dem gegenwärtigen System verwendete Widerstandserhöhungsmaterial eine ausgezeichnete Schweißfunktion, einen stabilen Stoßpunkt während einer langen Zeitperiode und eine gute Widerstandserhöhungswirkung zeigen soll, damit das zweite Ziel der Erfindung erzielt wird, das heißt eine In-Prozess-Qualitätsgarantie und die Übernahme eines lernfähigen sukzessiven automatischen Betriebs. Eine gute Widerstandserhöhungswirkung bewirkt einen Reduktionsbetrag eines Elektrodeninnenwiderstandswerts, der aus einer Ausbildung einer zu vergrößernden Schweißlinse resultiert, und folglich ist es denkbar, dass genau bestimmt werden kann, ob eine Schweißlinse gut oder schlecht ist.
Darüber hinaus muss das bei dem gegenwärtigen System verwendete Widerstandserhöhungsmaterial jenes sein, bei dem eine Reduzierung der Klebekraft und einer Dichtfunktion nicht dadurch auftritt, dass das Widerstandserhöhungsmaterial eingefügt wird, um eine Klebewirkung eines Schweißabschnittes zu induzieren, was das vorstehend erwähnte dritte Ziel ist. Ein geeignetes Klebemittel muss ausgewählt werden, das die vorstehend genannten Ziele bewirkt.
Unter Berücksichtigung dieser verschiedenen Punkte haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung Forschungen und Experimente durchgeführt, bei denen sie ein Widerstandserhöhungsmaterial gesucht haben, welches für das gegenwärtige System geeignet ist.
Ein lernfähiges Steuersystem soll zusätzlich diskutiert werden. Das lernfähige Steuersystem hat einen Erfassungsschritt, einen Berechnungsschritt, einen Schritt zum Bestimmen, ob eine Schweißlinse gut oder schlecht ist, einen zweiten Aufzeichnungsschritt, einen Schätzschritt und einen Steuerschritt, die in dem System der gegenwärtigen Erfindung implementiert sind. Dieses lernfähige Steuersystem richtet sich an die Änderung der elektrischen Charakteristik zwischen Schweißelektroden, die während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten bei einem Massenproduktionssystem auftreten. Die Änderung der elektrischen Charakteristik hat zum Beispiel einen elektrischen Widerstandswert, das heißt eine Änderung eines Elektrodeninnerwiderstandswertes.
Insbesondere wird die elektrische Charakteristik zwischen Schweißelektroden bei der Stromzuführungszeit eines Schweißstromes bei dem Erfassungsschritt erfasst. Dann wird bei dem Berechnungsschritt der Elektrodeninnenwiderstandswert aus der erfassten elektrischen Charakteristik berechnet, und außerdem wird eine Widerstandswertsänderungscharakteristik aus dem Elektrodeninnenwiderstandswert berechnet, und aus diesem Berechnungsergebnis wird eine In-Prozess-Qualitätsgarantie bei dem ersten und dem zweiten Bestimmungsschritt gewährleistet. Darüber hinaus wird bei dem zweiten Aufzeichnungsschritt zumindest eine Änderungsart der elektrischen Charakteristik, des Elektrodeninnenwiderstandswerts und der Widerstandswertänderung im Detail während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten aufgezeichnet. Bei dem Schätzschritt werden die aufgezeichneten Daten analysiert, und aus diesem Ergebnis wird vorausgesagt, dass eine Schweißlinse nicht ausgebildet ist, wenn sich die Schweißelektrode verschlechtert hat. Dann werden die Schweißzustände bei dem Steuerschritt geändert. Als die Änderung der Schweißzustände bei dem lernfähigen Steuerschritt gibt es zum Beispiel mehrere Möglichkeiten einschließlich eines Schleifens der Schweißelektrode, einer Erhöhung des Schweißdrucks, einer Erweiterung der Stromzuführungszeit und/oder einer Erhöhung der festgelegten elektrischen Stromstärke. Durch das automatische Durchführen dieser Steuerungen kann eine hohe Produktivität aufrecht erhalten werden, und Schweißlinsen können gewährleistet werden.
Der vorstehend erwähnte Elektrodeninnenwiderstandswert besteht aus einem Kontaktwiderstand zwischen einer Schweißelektrode und einem Grundelement, das zu verbinden ist, und einen Blechinnenwiderstand zwischen den Fügeflächen der Grundelemente, und einem eigentlichen Widerstand des Grundelementes. Der Elektrodeninnenwiderstandswert kann an einer Produktionslinie während des Schweißvorgangs gemessen werden. Im Falle von galvanisierten Stahl Stahlblechen existiert jedoch ein bekannte Theorie, dass die Werte keine Informationen bezüglich einer Ausbildung von Schweißlinsen liefern. Der Blechinnenwiderstand verschwindet nämlich, wenn eine Schweißlinse ausgebildet ist, aber die Stromzuführungszeit ist im Falle eines normalen Schweißverfahrens lang. Zum Beispiel ist eine Stormzuführungszeit von ungefähr 10 Zyklen erforderlich, falls zwei galvanisierte Stahlbleche mit einer Dicke von 0,8 mm zusammengefügt werden. Aus diesem Grund erhöht sich die Temperatur des Grundelementes während diesem Schweißvorgang, und folglich erhöht sich der eigentliche Widerstand des Grundelementes. Die Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes, bei der der Blechinnenwiderstand und der eigentliche Widerstand summiert werden, gibt nicht immer den Erfolg oder den Fehler einer Schweißlinse an.
Andererseits ist bei dem System der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Widerstanderhöhungsmaterial an jeder Fügefläche aufgebracht wird, der Blechinnenwiderstandswert selbst hoch, und die Stromzuführungszeit ist außerdem kurz (ungefähr 3 Zyklen) daher besteht bei dem System der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, dass das Verschwinden des Blechinnenwiderstandswerts, das aus einer Ausbildung einer Schweißlinse resultiert, wirksam erfasst werden kann. Falls eine derartige verwirklicht werden kann, dann kann die Änderung des Blechinnenwiderstandswertes im einzelnen überprüft werden. Dementsprechend kann nicht nur der Erfolg oder der Fehler einer Schweißlinse sondern auch eine Missbildung einer Schweißlinse vorausgesagt werden, die aus der Verschlechterung der Schweißelektrode während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten resultiert, und die Entwicklung einer lernfähigen Steuerung wird möglich, die dieses Erfordernis erfüllt.
Daneben gibt es eine große Anzahl von Einflussfaktoren hinsichtlich der Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes eines galvanisierten Stahlbleches. Bei dem galvanisierten Stahlblech wird zink zwischen der Schweißelektrode und dem galvanisierten Stahlblech oder zwischen den Fügeflächen der galvanisierten Stahlbleche zunächst geschmolzen, da sein Schmelzpunkt niedrig ist, falls ein Speisstrom zugeführt wird. Hinsichtlich der Fügeflächen wird das geschmolzene Zink verdampft und ausgedehnt, und es wird von einem Bereich zur Außenseite ausgestoßen, wo eine Schweißlinse ausgebildet wird. Dann wird die Temperatur der Fügefläche größer als jene an anderen Abschnitten, ein Teil des Stahlbleches schmilzt und vermischt sich, und eine Schweißlinse wird ausgebildet. Wenn die Schweißlinse ausgebildet wird, dann verschwindet der Blechinnenwiderstandswert.
Zwischen der Schweißelektrode und dem galvanisierten Stahlblech wird ein Teil des Zinkes geschmolzen und mit dem Material der Schweißelektrode legiert, die Kupfer oder eine Kupferlegierung aufweist, und folglich wird die Elektrode allmählich verschlechtert. Einerseits steigt die Temperatur des galvanisierten Stahlbleches während der Stromzuführungszeit aufgrund seines eigentlichen Widerstandes weiter an.
Dieses Phänomen unterscheidet sich in der Fortschrittsrate in Abhängigkeit von den Schweißzuständen, und folglich ändert sich der Elektrodeninnenwiderstandswert außerdem auf eine komplizierte Art und Weise. Die von den folgenden konkreten Hauptfaktoren wird angenommen, dass sie sich auf die Änderungscharakteristik des Elektrodeninnenwiderstandwertes beziehen, während der Schweißstrom fließt.
1. Verschlechterung der Schweißelektrode
Falls die Schweißelektrode verschlechtert ist, dann treten Probleme hinsichtlich des Kontaktes zwischen der Schweißelektrode und dem galvanisierten Stahlblech auf, und der Widersandswert zwischen der Schweißelektrode und dem Grundelement ändert sich. In folge dessen ändert sich der Wärmeerzeugungszustand, und daher ändert sich außerdem der Schmelz- und Verdampfungszustand von Zink. Falls das Zink geschmolzen wird, dann wird der Widerstandswert stark reduziert.
Diese Phänomene beeinflussen sich einander, und der Elektrodeninnenwiderstand ändert sich auf komplizierte Art und Weise. Andererseits wird zwischen den Fügeflächen die Stromdichte des Schweißstromes aufgrund der Verschlechterung der Schweißelektrode reduziert, und der Temperaturanstieg der Fügeflächen wird verzögert.
2. Zustand von galvanisierten Stahlblechen, die aneinander gefügt werden sollen
Hinsichtlich Werkstücken von gepressten Bauelementen (an einer Produktionslinie zugeführte Bauelemente) tritt ein Problem beim Anpassen der Fügeflächen auf. Falls die Anpassung unzureichend ist, dann wird die Kontaktfläche kleiner. Bei dieser Gelegenheit ist der Blechinnenwiderstandswert groß, und ein unzureichendes Fügen verursacht ein fehlerhaftes Leiten oder ein unregelmäßiges Leiten des Schweißstromes. Außerdem der Schweißstrom örtlich fließt, ist der Durchmesser der Schweißlinse unzureichend, und es könnte eine Verbrennung auftreten.
3. Material und Dicke eines Grundelementes oder einer beschichteten Lage
Falls ein Grundelement oder eine beschichtete Lage dick ist, dann wird der Temperaturanstieg verzögert, und der Elektrodeninnenwiderstandswert ändert sich in Abhängigkeit von der Dicke des Grundelementes oder der beschichteten Lage.
4. Anzahl der sich überlappenden Stahlbleche
Falls drei oder mehrere galvanisierte Stahlbleche überlappt und verschweißt werden, dann ist die Anzahl der Ausbildung von Schweißlinsen an zwei oder mehreren Hügelflächen unterschiedlich, und der Elektrodeninnenwiderstandswert ändert sich auch.
5. Schweißstrom
Die Elektrodeninnenwiderstandswerte während der Zufuhr des Stromes unterscheiden sich zwischen jenem Fall, wenn der festgelegte Fest des Schweißstromes niedrig ist, und jenen Fall, wenn der festgelegte Wert hoch ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, gibt es eine große Anzahl von Faktoren, die die Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes des galvanisierten Stahlbleches beeinflussen. Wenn daher industrielle Produkte mit einer großen Bauteilanzahl hergestellt werden, insbesondere wenn Produkte mittels eines Massenproduktionssystems hergestellt werden, dann muss der Schweißlinsendurchmesser und die Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes noch genauer für die jeweiligen Fälle korreliert werden.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Punktschweißverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Es ist wünschenswert, dass die Änderung der Schweißzustände für den ersten Ausgleichsschritt eine Verlängerung der Dauer zum Fließen des Schweißstromes aufweist.
Wenn die gute Schweißlinse entsprechend der Aufzeichnung bei dem fortlaufenden Aufzeichnungsschritt oder aufgrund eines unerwarteten Unfalles nicht ausgebildet wird, dann ist es vorzuziehen, den Fehler durch Aktivieren eines zusätzlichen Sicherungssystems sekundär auszugleichen.
Es ist wünschenswert, dass der Schätzschritt die Anzahl der Punkte oder die Dauer schätzt, bis eine ausreichende Zweitlinse nicht erhalten ist, indem ein vorbestimmter Standard mit einer Widerstandswertänderungscharakteristik während des aufeinanderfolgenden Punktschweißvorgangs verglichen wird. Es ist außerdem wünschenswert, dass die Änderung der Schweißzustände bei dem Steuerschritt ein automatisches Schleifen der Schweißelektroden ist.
Es ist auch bei dem Schätzschritt möglich, die Anzahl der Punkte oder die Dauer zu schätzen, bis eine ausreichende Schweißlinse nicht erhalten ist, indem eine vorbestimmte Referenz mit einer Frequenz eines unregelmäßig zugeführten Stromes während aufeinander folgenden Punktschweißvorgängen verglichen wird. Die Änderung der Schweißzustände des Steuerschrittes kann außerdem eine Erhöhung des Elektrodendruckes (Schweißkraft) sein.
Die Änderung der Schweißzustände des Steuerschrittes können außerdem die Ausdehnung der vorbestimmten Stromzuführungszeit des Schweißstromes sein.
Die Änderung der Schweißzustände bei dem Steuerschritt können außerdem eine Erhöhung eines vorbestimmten elektrischen Stromstärkewertes sein.
Bei dem Überlappungschritt ist es möglich, ein Abstandsstück zu verwenden, um einen Spalt zwischen den Hügelflächen von Stahlblechen zu gewährleisten, die aneinander zu fügen sind.
Es ist wünschenswert, dass das Widerstandserhöhungsmaterial jenes ist, bei dem bei dem Druckschritt ein Teil des Spaltes um das Abstandsstück zwischen den Hügelflächen verbleibt, so dass die Hügelflächen teilweise miteinander in Kontakt sein können.
Es ist wünschenswert, dass das Widerstandserhöhungsmaterial bei dem Druckschritt einen Teil des Spaltes um das Abstandsstück zwischen den Fügeflächen lässt, so dass die Fügeflächen teilweise in Kontakt miteinander sein können, und es ist wünschenswert, dass der verbleibende Spalt eine derartige Größe hat, dass das geschmolzene oder verdampfte Zink austreten kann.
Das Widerstandserhöhungsmaterial ist ein Gemisch von Partikeln mit schlechter elektrischer Leitfähigkeit und einem Klebematerial. Es ist es vorzuziehen, dass die Partikel als ein Abstandsstück wirken, und dass das Klebematerial schäumt oder die Klebekraft erhöht ist, wenn es erwärmt oder gealtert wird.
Das Widerstandserhöhungsmaterial kann außerdem ein perforiertes Band mit einem Klebemittel sein, das an seinen entgegensetzten Seiten aufgetragen ist.
Die Erfindung wird zusammen mit ihrer Aufgabe und ihren Vorteilen unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
1 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem Elektrodendruck und einem Elektrodeninnenwiderstandswert unter Verwendung eines Werkstückes und außerdem die Beziehung zwischen einem Schweißdruck und einer Kontaktfläche zwischen Tafeln;
2 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Aluminiumoxidpulvermenge in einem Klebstoff und dem Durchmesser einer Schweißlinse;
3 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem festgelegten Stromstärkewert und dem Durchmesser einer Schweißlinse;
4 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Anzahl der Lastwiederholungen und einer Scherzuglast;
5 zeigte eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Schweißlinsendurchmesser sowie einem elektrischen Stromstärkewert und einem Elektrodeninnenwiderstandswert, falls zwei galvanisierte Stahlbleche überlappt sind und falls Zugversuchsstücke durch eine stationäre Schweißmaschine geschweißt werden;
6 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung, wie diese in der 5 gezeigt ist, wobei Werkstücke durch einen Roboter mit einer Schweißpistole und einem Transformer geschweißt werden (nachfolgend zur Vereinfachung „ein Roboter");
7 zeigte eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Schweißlinsendurchmesser sowie zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Elektrodenwiderstandswert, falls ein galvanisiertes Stahlblech und ein reines gewöhnliches Stahlblech überlappt sind, und Zugversuchsstücke, die durch eine stationäre Schweißmaschine geschweißt werden;
8 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung, wie diese in der 7 gezeigt ist, wobei Werkstücke durch einen Roboter geschweißt werden.
9 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Scheißlinsendurchmesser, sowie zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Elektrodeninnenwiderstandswert, falls drei galvanisierte Stahlbleche überlappt sind, und Zugversuchsstücke, die durch eine stationäre Schweißmaschine geschweißt werden.
10 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung, wie diese in der 9 gezeigt ist, wobei Werkstücke durch einen Roboter geschweißt werden.
11 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Schweißlinsendurchmesser sowie zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Elektrodeninnenwiderstandswert, falls ein galvanisiertes Stahlblech, ein reines höherfestes Stahlblech und ein galvanisiertes Stahlblech überlappt sind, sowie Zugversuchsstücke, die durch eine stationäre Schweißmaschine geschweißt werden.
12 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung wie diese in der 11 gezeigt ist, wobei Werkstücke durch einen Roboter geschweißt werden.
13 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Linsendurchmesser sowie zwischen einem elektrischen Stromstärkewert und einem Elektrodeninnenwiderstandswert, falls ein galvanisiertes Stahlblech, ein reines höherfestes Stahlblech, ein reines gewöhnliches Stahlblech und ein reines gewöhnliches Stahlblech überlappt sind und Zugversuchsstücke, die durch eine stationäre Schweißmaschine geschweißt werden;
14 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung, wie diese in der 13 gezeigt ist, wobei Werkstücke durch einen Roboter geschweißt werden;
15 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Änderung eines Elektrodeninnenwiderstandwertes und einem Schweißlinsendurchmesser während aufeinanderfolgender Stoßpunkte oder Spots durch die selbe Elektrode, falls drei geformte galvanisierte Stahlbleche (Werkstücke) überlappt sind und der Schweißstrom betrug 12 kA und die Stromzuführungszeit betrug drei Zyklen;
16 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung wie diese in der 15 gezeigt ist und der Schweißstrom betrug 12 kA und die Stromzuführungszeit betrug vier Zyklen.
17 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung, wie diese in der 15 gezeigt ist und der Schweißstrom betrug 14 kA und die Stromzuführungszeit betrug drei Zyklen;
18 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Änderung des Elektrodeninnenwiderstandwertes und einem Schweißlinsendurchmesser während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten durch die selbe Elektrode, falls drei galvanisierte Stahlbleche (Werkstücke) überlappt sind, und der Schweißstrom betrug 12 kA, und die Stromzuführungszeit betrug drei Zyklen;
19 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung, wie diese in der 18 gezeigt ist, und der Schweißstrom 12 kA, und die Stromzuführungszeit betrug vier Zyklen;
20 zeigt eine graphische Darstellung der gleichen Beziehung, wie diese in der 18 gezeigt ist, wobei der Schweißstrom 14 kA und die Stromzuführungszeit drei Zyklen betrugen;
21 zeigt schematisch eine Aufbauskizze einer Steuerlinie eines ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung;
22 zeigt eine Hauptflusskarte der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
23 zeigt eine Flusskarte einer Routine zum unregelmäßigen Zuführen von Strom bei der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
24 zeigt eine Flusskarte der Berechnungsroutine bei der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
25 zeigt eine Flusskarte der Routine zum Erweitern Stromzufuhr bei der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
26 zeigt eine Flusskarte einer Musteroutine zum monotonen Verringern bei der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
27 zeigt eine Flusskarte der spitzenförmigen Musterroutine bei der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
28 zeigt eine Flusskarte der talförmigen Musterroutine bei der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
29 zeigt eine Flusskarte der Musterroutine zum monotonen Erhöhen bei der Steuerlinie des ersten Ausführungsbeispieles;
30 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Anzahl Stoßpunkten und einem Reduzierungsbetrag eines Elektrodeninnenwiderstandswerts, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten wird;
31 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Anzahl von Stoßpunkten und einem Reduzierungsbetrag eines Elektrodeninnenwiderstandswerts, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten wird;
32 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Anzahl von Stoßpunkten und einem Reduzierungsbetrag eines Elektrodeninnenwiderstandswert, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten wird;
33 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Anzahl von Stoßpunkten und einem Schweißlinsendurchmesser, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten wird;
34 zeigt eine graphische Darstellung des Biegesteifigkeitwertes einer Fahrzeugkarosserie, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten wird, und den Biegesteifigkeitswert einer Fahrzeugkarosserie, der bei dem Stand der Technik erhalten wird;
35(a) zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Steuerlinie des zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung; und
35(b) zeigt eine schematische Schnittansicht des wesentlichen Teiles der Steuerlinie der 35(a).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Experimentelles Beispiel
Bei der Forschung des gegenwärtigen Systemes wurde zunächst ein Widerstanderhöhungsmaterial entwickelt, das für das System geeignet ist. Dann wurde das gegenwärtige System bei einer Montagelinie für die Fahrzeugkarosserien als Beispiel verwendet und Schweißtests wurden durch eine stationäre Schweißmaschine hinsichtlich Zugversuchsstücke der gleichen Kombination als Tafeln durchgeführt, die an der Produktionslinie befördert wurden und montiert wurden. Dann wurden Schweißtests für Werkstücke mittels eines Roboters mit einer Schweißpistole und einem Transformer durchgeführt, und die Beziehung zwischen der Änderung des Elektrodeninnenwiderstands und dem Erfolg oder dem Fehler der Schweißlinse wurde für die jeweiligen Fälle erklärt, bei denen verschiedene Kombinationen von Teststücken verwendet wurden.
Auswahl der Schweißzustände
Die Schweißzustände bei dem Punktschweißvorgang enthalten eine Stromzuführungszeit (Schweißzeit) eine Schweißstromstärke und einen Elektrodendruck. Es ist wünschenswert, dass die Stromzuführungszeit so kurz wie möglich ist, um das Schweißverfahren unter Verwendung eines Widerstandserhöhungsmaterials am besten zu nutzen. Bei diesem Experiment wurde eine Stromzuführungszeit mit drei Zyklen (6 Hz) im Allgemeinen verwendet, sofern nichts anderes angegeben wird.
Schweißstromstärken, bei denen ausreichende Schweißlinsen mit der Stromzuführungszeit mit drei Zyklen erreicht wurden, wurde für die jeweilige Kombination von Bauteilen erhalten, und die so erhaltenen Werte wurden als die Referenzwerte verwendet. Das Schweißen bei diesem System wurde in jenem Zustand durchgeführt, bei dem ein Widerstandserhöhungsmaterial zwischen den Zügelflächen angeordnet wird, und dann wird ein Elektrodendruck aufgebracht, und ein teilweiser Kontakt eines Grundelementes wird gewährleistet. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass ein ausreichender Kontakt des Grundelementes auf Grund der Existenz des Widerstandserhöhungsmaterials nicht erhalten wird, und daher kann eine unregelmäßige Stromzufuhr und darüber hinaus eine fehlerhafte Stromzufuhr resultieren. Dies erzeugt Schwierigkeiten insbesondere bei gekrümmten Zügelflächen.
Falls der Elektrodendruck erhöht wird, dann wird das vorstehend erwähnte Problem bewältigt. Wenn jedoch der Elektrodendruck größer wird, dann wird der Elektrodeninnenwiderstandswert kleiner und eine große Stromstärke ist erforderlich, um eine ausweichende Schweißlinse auszubilden. Dies beschleunigt die Verschlechterung der Schweißelektrode.
Von den Tafeln, die z. B. eine Fahrzeugkarosserie bilden, zeigt 1 hinsichtlich einer Kombination von drei Tafeln, (1) eine Amaturentafel (galvanisiertes Stahlblech), T: 0,65 mm, Beschichtungsgewicht: 45/45 (Beschichtungsgewicht 45 Gramm pro M² für beide Flächen, wobei für beide das folgende gilt (2), innere Verkleidungstafel (galvanisiertes Stahlblech) T: 0,55 mm Beschichtungsgewicht: 45/45), und (3) eine äußere Verkleidungstafel (galvanisiertes Stahlblech), T: 0,6 mm Beschichtungsgewicht: 45/45), die Beziehung zwischen dem Elektrodendruck und der Kontaktfläche zwischen Tafeln unter Verwendung eines Werkstückes, und außerdem die Beziehung zwischen dem Elektrodendruck und dem Elektrodeninnenstandswert. Die Elektrode mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Krümmung mit einem Radius von 40 mm wird verwendet. Das verwendete Widerstandserhöhungsmaterial ist eine Paste, die dadurch vorbereitet wurde, dass 15 Gewichtsprozent (nachfolgend abgekürzt als gew.%) eines Aluminiumoxidpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 μm einem Klebemittel hinzugefügt wurde und dieses Material wurde außerdem bei dieser Forschung entwickelt.
Ein Roboter mit einer Schweißpistole und einem Transformer wird als eine Punktschweißmaschine verwendet. Ein Strom von 1 k(Wechselstrom) wird für einen Zyklus zugeführt, und Elektrodeninnenwiderstandswerte werden gemessen. Wie dies aus der 1 ersichtlich ist, wird die Kontaktfläche kleiner und eine unregelmäßige Stromzufuhr tritt auf, wenn der Elektrodendruck niedriger wird. Im Falle dieser Kombination wird die Kontaktfläche zwischen Grundelementen mit einem bestimmten Niveau gewährleistet. Daher wird der Elektrodendruck von 2353 Newton (auf 240 Kgs) verwendet, während eine stabile Stromzufuhr gewährleistet wird, so dass der Elektrodendruck nicht zu groß werden kann.
Die hierbei verwendete unregelmäßige Stromzufuhr ist ein Fall, bei dem der Elektrodeninnenwiderstandswert des ersten Zykluses anormal hoch erscheint. Vom Erfassen eines unregelmäßigen Stromes oder eines normalen Stromes kann jener Fall als eine unregelmäßige Stromzufuhr bestimmt werden, bei dem der Elektrodeninnenwiderstandswert des ersten Zykluses ein festgelegtes Niveau überschreitet. Um außerdem eine unregelmäßige Stromzufuhr zu erfassen, wird im Allgemeinen ein Schweißstromsteuergerät verwendet, das eine Funktion aufweist, bei der eine gemessene Stromstärke unmittelbar nach dem Start der Stromzufuhr niedriger ist als jene eines normalen Falles, und danach tritt folglich ein besonders hoher Stromfluss als Reaktion auf. Wenn diese Steuergeräteart verwendet wird, dann kann die unregelmäßige Stromzufuhr außerdem durch den Maximalwert oder den Minimalwert einer gemessenen Stromstärke von dem jeweiligen Zyklus während der Stromzufuhr unterschieden werden.
Widerstandserhöhungsmaterial
Das durch diese Forschung entwickelte Widerstandserhöhungsmaterial ist eine Paste mit 15 Gew% Aluminiumoxidpulver mit einem Durchschnittspartikeldurchmesser von 100 μm, die einem käuflich erhältlichen Klebemittel zugefügt wurde. Falls das mit dem Klebemittel zu mischende Aluminiumoxidpulver einen zu geringen Partikeldurchmesser aufweist, dann ist die Wirkung zum Verbessern der Schweißfunktion gering; während er jedoch zu groß ist, dann tritt wahrscheinlich eine unregelmäßige Stromzufuhr oder eine fehlerhafte Stromzufuhr auf. Falls außerdem die zuzugebende Aluminiumoxidpulvermenge zu klein ist, dann ist die Wirkung gering; während sie jedoch zu groß ist, dann tritt möglicherweise auch ein fehlerhafter Strom oder Sputter auf. Angesichts der Klebefestigkeit ist es zusätzlich denkbar einen gegenteiligen Einfluss wie z. B. eine Reduzierung einer Klebekraft vorzusehen.
Die 2 zeigt, wie der Partikeldurchmesser und die Menge des gemischten Aluminiumoxidpulvers einen Einfluss auf die Schweißfunktion unter Verwendung von Widerstandserhöhungsmaterialien haben, die durch Zufügen von Pulvern mit unterschiedlichem Partikeldurchmesser zu einem käuflich erhältlichen Klebstoff bei verschiedenen Mischraten erhalten werden. Die Teststücke sind zwei heiß getauchte galvanisierte Stahlbleche (T: 0,8 mm), die sich überlappen, und das Widerstandserhöhungsmaterial ist zwischen den Fügeflächen der Teststücke aufgetragen. Der Schweißtest wurde mit einer festegelegten Stromstärke von 9 kA, einer Stromzuführungszeit von zwei Zyklen und einem Elektrodendruck von 1960 Newton (200/Kgf) durchgeführt. Der Messwert ist ein Durchschnittswert aus 3 Teststücken.
Falls ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Aluminiumoxidpulvers 15 μm beträgt, dann kann die Wirkung einer Ausbildung einer Schweißlinse kaum erhalten werden, auch wenn eine relativ große Aluminiumoxidpulvermenge verwendet wird. Wenn andererseits die Aluminiumoxidpulvermenge 72 gew% erreicht, dann tritt eine unregelmäßige Stromzufuhr auf. Wenn außerdem der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Aluminiumoxidpulvers 30 μm beträgt, dann wurde eine geringe Wirkung beobachtet. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser 50 μm erreicht und die Menge groß war, dann wurde eine Schweißlinse mit einem Durchmesser von ungefähr 3 mm ausgebildet. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser 100 μm erreicht, dann wurde eine Schweißlinse mit einem Durchmesser von ungefähr 3 mm ausgebildet, wobei die Aluminiumoxidpulvermenge mit 18 gew% klein war.
Es ist ersichtlich, dass eine merkliche Verbesserung der Schweißfunktion, die bei Aluminiumoxidpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 μm herausgefunden wurde, auf einer plötzlichen Erhöhung des Elektrodeninnenwiderstandswertes der anfänglichen Stufe der Stromzufuhr beruht. Dieses Phänomen ist dem Schweißverfahren der vorliegenden Erfindung und der Verwendung von Widerstandserhöhungsmaterial zu eigen, und es ermöglicht eine Qualitätsgarantie von Schweißabschnitten auf der Grundlage der Widerstandswertänderungscharakteristik, die das Merkmal des gegenwärtigen Systems ist, zusammen mit einer kurzen Stromzuführungszeit.
Daneben wurde die Stromzufuhr irregulär, falls der durchschnittliche Partikeldurchmesser 30 μm beträgt, das Aluminiumoxidpulver eine Menge von 57 gew% hatte; falls ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser 50 μm beträgt, die Aluminiumoxidpulvermenge 50 gew% beträgt; und falls ein durschnittlicher Partikeldurchmesser 100 μm beträgt und das Aluminiumpulver eine Menge von 36 gew% hat. Daher wurde bei dem gegenwärtigen System das Aluminiumoxidpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser 100 μm verwendet, wobei der Widerstandserhöhungseffekt bemerkenswert ist.
Die 3 zeigt die Wirkung einer Schweißlinsenausbildung als das Aluminiumoxydpulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 μm einem käuflich erhältlichen Strukturklebemittel bei verschiedenen Mischraten zum Zwecke einer ausreichenden Klebewirkung des Widerstandserhöhungsmaterials zugefügt wurde. Die Teststücke sind zwei galvanisierte Stahlbleche (t: 1,6 mm), die sich überlappen, und das Widerstandserhöhungsmaterial ist zwischen den Flügelflächen der Teststücke aufgetragen. Der Schweißtest wurde mit einer Stromzuführungszeit von drei Zyklen und einem Elektrodendruck von 3185 N (325 Kgf) durchgeführt.
Während einige der Widerstandserhöhungsmaterialien eine bemerkenswerte Wirkung hinsichtlich einer Verbesserung der Schweißfunktion zeigen, so ist das Material, das mit 10 Gew.-% von Aluminiumoxydpulver versetzt ist, weitaus schlechter in der Wirkung verglichen mit dem Material mit 15 Gew.-% Aluminiumoxydpulver und dem Material, das mit 20 Gew.-% Aluminiumoxydpulver vermischt ist. Andererseits besteht fast kein Unterschied hinsichtlich der Wirkung zwischen dem Material mit 15 Gew.-% Aluminiumoxydpulver und dem einen Material, das mit 20 Gew.-% Aluminiumoxydpulver gemischt ist.
Tabelle 1 zeigt das Ergebnis der Stromzuführungsfunktion, das hinsichtlich einer Kombination aus vier galvanisierten Stahlblechen eines galvanisierten Stahlbleches (t: 0,8 mm, Beschichtungsgewicht: 60/60), eines galvanisierten Stahlbleches (t: 1,6 mm, Beschichtungsgewicht: 60/60), einem reinen Stahlblech (t: 0,8 mm) und einem galvanisierten Stahlblech (t: 0,8 mm, Beschichtungsgewicht: 60/60) unter Verwendung der Widerstandserhöhungsmaterialien erhalten wurde, die in der 3 gezeigt sind. Mit einer neuen Elektrode und einer gebrauchten Elektrode wurde die Stromzuführungsfunktion (Anzahl der Stoßpunkte, wenn eine unregelmäßige Stromzufuhr auftritt/Anzahl der getesteten Stoßpunkte) durch Ändern des Elektrodendruckes getestet.
Die Schweißzustände waren eine festgelegte Stromstärke von 12 kA und eine Stromzuführungszeit von 3 Zyklen. Es ist zu beachten, dass die gebrauchte Elektrode eine Elektrode ist, nachdem ein galvanisiertes Stahlblech (t: 0,8 mm × 2) 150 mal mit einer festgelegten Stromstärke von 12 kA einem Elektrodendruck von 1960 N (200 Kgf) und einer Stromzuführungszeit von 12 Zyklen gestoßen wurde.
Tabelle 1
Wenn die Schweißelektrode neu ist, dann haben sowohl das Widerstandserhöhungsmaterial, dem 15 Gew.-% Aluminiumoxyd zugefügt wurde (nachfolgend als "das 15 Gew.%-Widerstandserhöhungsmaterial" bezeichnet) als auch das 20 Gew.%-Widerstandserhöhungsmaterial kein Problem hinsichtlich der Stromzuführungsfunktion. Wenn andererseits die gebrauchte Elektrode verwendet wird, dann trat eine unregelmäßige Stromzufuhr bei dem 20 Gew.%-Widerstandserhöhungsmaterial auf, wenn der Elektrodendruck geringer wurde.
Bei dem System der vorliegenden Erfindung wird das 15 Gew.%-Widerstanderhöhungsmaterial, bei dem die unregelmäßige Stromzufuhr kaum auftreten würde, auch wenn die Schweißelektrode verschlechtert ist, als besser betrachtet, da aufeinanderfolgende Stoßpunkte durch die selbe Elektrode durchgeführt werden. Hinsichtlich der Aluminiumoxydpulvermenge in dem Klebemittel ist es denkbar, dass eine kleinere Menge angesichts der Faktoren des Sputter, der Klebekraft und der Zufuhr eines Widerstandserhöhungsmaterials zu der Fügefläche besser ist. Daher hat das bei diesem Experiment verwendete Widerstandserhöhungsmaterial ein Widerstandserhöhungsmaterial, bei dem Aluminiumoxydpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 μm mit einem Strukturklebemittel von 15 Gew.-% gemischt ist.
Die 4 zeigt Ergebnisse eines Wechsel-Shear-Belastungstestes hinsichtlich der Schweißabschnitte, die entsprechend dem Stand der Technik beziehungsweise dem System der vorliegenden Erfindung hergestellt sind. Dieser Test ist in JIS Z 3138 beschrieben. Bei diesem System verbleibt Aluminiumoxydpulver im Inneren einer Schweißlinse und um deren Umfang. Bei diesem Test wurde der Einfluss des verbleibenden Aluminiumoxydpulvers hinsichtlich der Bruchfestigkeit und außerdem der Einfluss einer Klebefestigkeit untersucht, die durch das Mischen von Aluminiumoxydpulver in ein Klebemittel bewirkt wird.
Gemäß dem Stand der Technik wurde ein normaler Einpunktschweißvorgang an dem mittleren Abschnitt eines Überlappungsbereiches während einer Stromzuführungszeit von 12 Zyklen durchgeführt, ohne dass ein Widerstandserhöhungsmaterial angeordnet wurde. Andererseits war bei dem System der vorliegenden Erfindung das Widerstandserhöhungsmaterial über eine Fläche von 40 mm × 25 mm beschichtet, und in ähnlicher Weise wurde ein Einfachpunktschweißvorgang in drei Zyklen durchgeführt. Gemeinsam mit dem Stand der Technik und dem System der vorliegenden Erfindung ist, dass die Teststücke galvanisierte Stahlbleche (t: 0,8 mm) von 200 mm × 40 mm sind, und der Elektrodendruck beträgt 1960 N (200 kgf), und die festgelegte Stromstärke beträgt 11 kA. Außerdem wurde das Teststück des Systems der vorliegenden Erfindung einer Härtebehandlung durch Aufwärmen auf 180°C in 30 Minuten nach dem Schweißen ausgesetzt. In der Produktionslinie wurde ein weißer Körper auf 180°C in 30 Minuten bei dem Trocknungsprozess im Zeitraum der Beschichtung erwärmt, und das Widerstandserhöhungsmaterial wurde während dieses Prozesses gehärtet.
Wie dies aus der 4 ersichtlich ist, zeigt der Schweißabschnitt gemäß dem gegenwärtigen System eine merklich hohe Bruchfestigkeit verglichen mit dem Schweißabschnitt, der unter Verwendung der Technologie des Stand der Technik erhalten wird. Es ist klar, dass dieser Unterschied hauptsächlich durch die Wirkung des Widerstandserhöhungsmaterials erhalten wird. Aus dieser Tatsache wurde herausgefunden, dass es zur praktischen Verwendung kein Problem gibt, auch wenn die Festigkeit des Schweißabschnittes durch das verbleibende Aluminiumoxydpulver reduziert ist und wenn die Klebekraft durch das gemischte Aluminiumoxydpulver reduziert ist. Das bei dieser Forschung verwendete Klebemittel zeigt eine Fließcharakteristik bei Raumtemperatur. Das Widerstandserhöhungsmaterial mit Aluminiumoxydpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 μm, das dem Klebemittel mit 15 Gew.-% hinzugefügt ist, hat eine geeignete Viskosität und kann in einfacher Weise an einer Fügefläche mittels einer automatischen Beschichtungsmaschine beschichtet werden. Wenn eine Änderung der Raumtemperatur einen Einfluss auf die Viskosität des Widerstandserhöhungsmaterials hat, und daher das Beschichten durch die automatische Beschichtungsmaschine nicht gleichmäßig durchgeführt werden kann, zum Beispiel wenn die Temperatur niedrig ist, dann kann der Vorgang ohne Schwierigkeit durchgeführt werden, wenn das Widerstandserhöhungsmaterial erwärmt wird und auf einer konstanten Temperatur aufrecht erhalten wird.
Eine Beziehung zwischen einer Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes und eine Ausbildung von Schweißlinsen
Die 5 und 6 zeigen das Ergebnis des Experimentes, welches mit zwei sich überlappenden galvanisierten Stahlblechen unter Verwendung des entwickelten Widerstandserhöhungsmaterials durchgeführt wurde. Die beiden galvanisierten Stahlbleche sind eine äußere Tafelseite (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,7 mm, Beschichtungsgewicht: 90/60) und eine Verstärkungstafel (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,8 mm, Beschichtungsgewicht: 60/60).
Das Experiment wurde mit einem Elektrodendruck von 1960 N (200 kgf) und einer Stromzufuhrzeit von 3 Zyklen durchgeführt. Die obere Karte zeigt die Beziehung zwischen einer festgelegten Stromstärke und einem Schweißlinsendurchmesser. Für den jeweiligen Zyklus während der Stromzufuhr von 3 Zyklen zeigt der obere Bereich der unteren Karte die Änderungen des Elektrodeninnenwiderstandswertes, und der untere Bereich der unteren Figur zeigt die Änderungen der gemessenen Stromstärke.
Es ist zu beachten, dass der Elektrodeninnenwiderstandswert gemäß den 5 und 6 ein Wert ist, der aus den jeweiligen Durchschnitten der inneren Elektrodenstromstärken und den inneren Elektrodenspannungen der zweiten Hälfte von jedem Zyklus erhalten wird. Bei dieser Forschung wurde dieser Wert als der Elektrodeninnenwiderstandswert von dem jeweiligen Zyklus betrachtet. Gemessene Stromstärke ist ein Effektivwert (RMS) für den jeweiligen Zyklus der gemessenen Stromstärke.
Die 5 zeigt das Ergebnis des Testes, der durch eine stationäre Schweißmaschine unter Verwendung von Zugteststücken durchgeführt wurde. Die 6 zeigt das Ergebnis des Testes, der hinsichtlich den Werkstücken mit der gleichen Kombination wie die Teststücke mittels eines Roboters durchgeführt wurde. In beiden Fällen wurden neue Elektroden verwendet.
Wie dies in der 5 gezeigt ist, wird der Elektrodeninnenwiderstandswert bedeutend reduziert, wenn eine ausreichende Schweißlinse ausgebildet wird. Außerdem wird die gemessene Stromstärke hinsichtlich den durch den Roboter gemäß der 6 gestoßenen Punkte hoch, wenn die Ausbildung einer Schweißlinse beginnt. Die geteilten Ströme des Schweißstromes werden als die Hauptursache betrachtet. Jedoch gibt es auch in diesem Fall eine klare Beziehung zwischen der Ausbildung der Schweißlinse und dem Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswertes.
Die 7 und 8 zeigen das Ergebnis des Experimentes, bei dem eine Kombination von 2 Blechen verwendet wurde, von denen eines ein galvanisiertes Stahlblech und das andere ein reines gewöhnliches Stahlblech ist. Das galvanisierte Stahlblech ist eine Außentafel (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,7 mm, Beschichtungsgewicht: 30/60), und das reine gewöhnliche Stahlblech ist eine innere Dachschiene (reines gewöhnliches Stahlblech, t: 0,65 mm). Der Elektrodendruck beträgt 1862 N (190 kgf). Auch in dem Test (siehe 7), der hinsichtlich den Zugteststücken durch eine stationäre Schweißmaschine durchgeführt wird, kann die Ausbildung und die fehlende Ausbildung der Schweißlinse klar unterschieden werden. In diesem Fall ist jedoch ein Reduzierungsbetrag alleine unzureichend, um zu bestimmen, ob die Schweißlinse erfolgreich oder fehlerhaft ausgebildet ist. Wenn nämlich die festgelegte Stromstärke niedrig ist, nämlich ungefähr 4 kA, dann beträgt der Reduzierungsbetrag 60 μΩ. Dieser Reduzierungsbetrag ist nahezu gleich wie der Reduzierungsbetrag von 7 kA, bei dem eine ausreichende Schweißlinse ausgebildet wird. Es ist denkbar, dass die starke Reduzierung des Elektrodeninnenwiderstandswertes im Falle eines niedrigen festgelegten Stromstärkewertes auf der Tatsache beruht, dass lediglich das Schmelzen von Zink auftritt. Auch in dem Fall, bei dem ein Werkstück durch einen in der 8 gezeigten Roboter gestoßen wird, kann ein ähnliches Ergebnis erhalten werden.
Die 9 und 10 zeigen das Ergebnis des Experimentes, bei dem eine Kombination von 3 galvanisierten Stahlblechen verwendet wurde. Die 3 galvanisierten Stahlbleche sind eine Armaturentafel (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,65 mm, Beschichtungsgewicht: 45/45), eine innere Verkleidungstafel (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,55 mm, Beschichtungsgewicht: 45/45) und eine äußere Verkleidungstafel (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,6 mm, Beschichtungsgewicht: 45/45).
Der Elektrodendruck beträgt 2352 N (240 kgf). In diesem Fall gibt es zwei Fügeflächen, und es besteht die Tendenz, dass sich verschiedene Schweißlinsendurchmesser geringfügig unterscheiden. Jedoch wird bei beiden eine Differenz zwischen Schweißlinsendurchmesser kleiner, als ein Teststück durch eine stationäre Schweißmaschine geschweißt wird, wie diese in der 9 gezeigt ist, und falls ein Werkstück durch einen Roboter geschweißt wird, wie dieser in der 10 gezeigt ist, und außerdem können die Änderungen der Elektrodeninnerwiderstandswerte klar unterschieden werden, falls eine ausreichende Schweißlinse ausgebildet wird.
Die 11 und 12 zeigen das Ergebnis des Experimentes, bei dem eine Kombination von 3 Stahlblechen verwendet wurde. Das mittlere Stahlblech ist ein reines höherfestes Stahlblech, das relativ dick ist. Die beiden galvanisierten Stahlbleche sind Außentafeln (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,7 mm, Beschichtungsgewicht: 30/60) und eine innere untere Karosseriemittelsäule (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,7 mm, Beschichtungsgewicht: 30/60). Das reine höherfeste Stahlblech ist ein Verstärkungsgürtel der Anker-zu-Mittelsäulen-Bauart (reines höherfestes Stahlblech, t: 1,6 mm).
Der Elektrodendruck beträgt 2401 N (245 kgf). Wenn das Teststück durch eine stationäre Schweißmaschine geschweißt wird, wie diese in der 11 gezeigt ist, dann ist es denkbar, dass sich ein Verfahren auf den Elektrodeninnenwiderstandswert nach einer Stromzufuhr mit drei Zyklen bezieht, als dass es den Erfolg oder den Fehler einer Schweißlinse unterscheidet, die durch den Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswerts hervorgerufen werden. Wenn andererseits das Werkstück durch einen Roboter geschweißt wird, wie dieser in der 12 gezeigt ist, dann ist ein Unterschied zwischen den Schweißlinsendurchmessern an den beiden Fügeflächen bemerkenswert, aber der Reduzierungsbetrag kann eindeutig bei Stromstärkenniveaus unterschieden werden, die größer als 14 kA sind, wobei eine ausreichende Schweißlinse ausgebildet wird, und auch bei Niveaus, die weniger als 14 kA betragen.
Die 13 und 14 zeigen das experimentelle Ergebnis aus einer Kombination von 4 Tafelblechen. Die Tafelkombination hat von oben aus betrachtet eine Außentafel (galvanisiertes Stahlblech, t: 0,7 mm, Beschichtungsgewicht: 30/60), eine obere innere Frontkarosserieverstärkungssäule (reines höherfestes Stahlblech der Klasse 45 kgf, t: 1,2 mm), eine obere innere Frontkarosseriesäule (reines gewöhnliches Stahlblech, t: 0,8 mm) und eine innere Dachschiene (reines gewöhnliches Stahlblech, t: 0,65 mm).
Der Elektrodendruck beträgt 2254 N (230 kgf). In der 13 ist das Ergebnis der Teststücke gezeigt, die durch eine ortsfeste Schweißmaschine geschweißt wurden, wobei bei den mit einem Stern bezeichneten Teststücken eine unregelmäßige Stromzufuhr auftrat. Bei den mit dem Stern bezeichneten Teststücken ist es hinsichtlich des Reduzierungsbetrages des Elektrodeninnenwiderstandswertes alleine schwierig, ein Kriterium zu erhalten, um den Erfolg oder den Fehler einer Schweißlinse zu bestimmen.
Hinsichtlich der Elektrodeninnenwiderstandswerte nach einer Stromzufuhr mit 3 Zyklen gibt es jedoch einen eindeutigen Unterschied zwischen dem Widerstandswert, bei dem eine Schweißlinse ausgebildet wird, und dem Widerstandswert, bei dem keine Schweißlinse ausgebildet wird. Aus dieser Tatsache kann der Erfolg oder der Fehler einer Schweißlinse bestimmt werden, wenn eine unregelmäßige Stromzufuhr auftritt, indem auf den Elektrodeninnenwiderstandswert zum Zeitpunkt des Endes der Stromzufuhr Bezug genommen wird, und zwar zusätzlich zu dem Reduzierungsbetrag.
Die 15 bis 20 zeigen einige der Ergebnisse, die hinsichtlich der Beziehung zwischen einer Änderung des Reduzierungsbetrags des Elektrodeninnenwiderstandswertes und eines Schweißlinsendurchmessers während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten durch die selbe Elektrode erhalten werden, und zwar hinsichtlich einer Kombination von 3 geformten galvanisierten Stahlblechen oder Werkstücken (Armaturentafel, innere Verkleidungstafel und äußere Verkleidungstafel), unter Verwendung einer Steuerlinie, die hinter einem Abschnitt einer tatsächlichen Produktionslinie aufgebaut ist. Bei dieser Kombination betrug die Anzahl der Stoßpunkte 18, und die Anzahl der verwendeten Tafeln betrug 330 Sätze. Die Einzelheiten von jedem Prozess der Steuerlinie werden bei den folgenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beschrieben, und die Schritte sind folgendermaßen:

(1) Anordnen der Armaturentafel an einer Spannvorrichtung.
(2) Automatisches Beschichten eines Wiederstandserhöhungsmaterials auf die Fügeflächen der Armaturentafel.
(3) Anordnen der inneren Verkleidungstafel an die Spannvorrichtung.
(4) Automatisches Beschichten des Widerstandserhöhungsmaterials auf die Fügeflächen der inneren Verkleidungstafel.
(5) Anordnen der äußeren Verkleidungstafel an die Spannvorrichtung.
(6) Durchführen eines Punktschweißvorganges durch einen Roboter.
(7) Herausnehmen der Tafeln aus der Spannvorrichtung.

Bei dieser Steuerlinie beträgt die festgelegte Stromstärke 12 bis 16 kA, die Schweißzufuhrzeit beträgt 2 bis 4 Zyklen und die Elektrodenkraft beträgt 2352 Newton (240 kgf) bis 2646 Newton (270 kgf). Die Tafeln wurden aufeinanderfolgend mit Stößen beaufschlagt, während sich deren Wert je nach Bedarf änderte. Die Schweißzustände und die in den Diagrammen gezeigten experimentellen Ergebnisse sind Daten, die dann erhalten wurden, als die Verschlechterung der Schweißelektrode auf ein bestimmtes Niveau anhand der Anzahl der Stoßpunkte festgelegt wurde.
Die 15 bis 17 zeigen jeweils die Beziehung zwischen einer Anzahl der Stoßpunkte und einem Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswertes sowie die Beziehung zwischen einer Anzahl der Stoßpunkte und eines Änderungsmusters eines Elektrodeninnenwiderstandswertes hinsichtlich eines bestimmten Abschnittes (Abschnitt A), der ein Durchschnittsergebnis zeigt.
Das Änderungsmuster ist lediglich für einen repräsentativen Fall in der Nähe eines jeweiligen Stoßpunktes gezeigt. Der Reduzierungsbetrag (Δr) des Elektrodeninnenwiderstandswertes gemäß den 15 bis 17 stellt einen Wert dar, der durch Subtrahieren des Minimalwertes des Elektrodeninnenwiderstandwertes bei dem jeweiligen Zyklus der Zyklen 1 bis 3 von dem Maximalwert erhalten wird. Der Reduzierungsbetrag (Δr) des Elektrodeninnenwiderstandswertes kann in Abhängigkeit von dem Änderungsmuster erhalten werden. Ein monoton abfallendes Muster wird unmittelbar nach dem Start des Testes beobachtet, und der Elektrodeninnenwiderstandswert reduziert sich monoton über 3 Zyklen (1-2-3 Zyklen). Der Reduzierungsbetrag des monoton abfallenden Musters ist ein Wert, der durch Subtrahieren des Wertes des dritten Zyklusses von dem Wert des ersten Zyklusses erhalten wird. Ein spitzenförmiges Muster erscheint zwischen 1500 Punkten und 4000 Punkten. Der Reduzierungsbetrag des spitzenförmigen Musters ist ein Wert, der durch Subtrahieren des Wertes von dem dritten Zyklus von dem Wert des zweiten Zyklusses erhalten wird. Ein talförmiges Muster erscheint nach 4000 Punkten. Der Reduzierungsbetrag des talförmigen Musters ist ein Wert, der durch Subtrahieren des Wertes des zweiten Zyklusses von dem Wert des ersten Zyklusses erhalten wird.
Es ist zu beachten, dass die in dem Diagramm gezeigte Bezeichnung Kreis jenen Fall darstellt, bei dem die Reduzierung des Elektrodeninnenwiderstandswertes über 3 Zyklen nicht beobachtet wird und sich der Elektrodeninnenwiderstandswert außerdem monoton erhöht, und der Wert stellt den Erhöhungsbetrag dar. Da die drei Stahlbleche aufgeschichtet sind, sind hinsichtlich des selben Stoßpunktes zwei Schweißlinsen vorhanden.
In dem Fall gemäß der 15, bei dem eine festgelegte Stromstärke 12 kA beträgt und eine Stromzuführungszeit 3 Zyklen beträgt, wird der Reduzierungsbetrag Δr des Elektrodeninnenwiderstandswertes in der Nähe von 2000 Stoßpunkten plötzlich reduziert. Das spitzenförmige Änderungsmuster wird über die 2000 Stoßpunkte hinaus fortgesetzt und ändert sich zu einem talförmigen Änderungsmuster in der Nähe von 4000 Stoßpunkten. Andererseits reduziert sich der Schweißlinsendurchmesser von der Nähe der 3000 Stoßpunkte auf weniger als 4t¹/² (t: minimale Grundelementblechdicke, 0,5 mm in diesem Fall). Danach reduziert sich der Schweißlinsendurchmesser weiter, und in der Nähe von 6000 Stoßpunkten wurde keine Schweißlinse ausgebildet. Daher sollte in diesem Falle einer Kombination von galvanisierten Stahlblechen die Lebensdauer der Elektrode vor den 2000 Stoßpunkten anhalten, um eine ausreichende Schweißlinse hinreichend zu garantieren, wenn die plötzliche Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes stattfindet. Dementsprechend wird die Ausbildung der Schweißlinse als erfolgreich bestimmt, wenn zum Beispiel der Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswertes 30 μΩ oder mehr beträgt, und die Ausbildung der Schweißlinse wird als fehlerhaft bestimmt, wenn der Elektrodeninnenwiderstandswert geringer als 30 μΩ ist. Außerdem ist es denkbar, dass dieses Bestimmungsergebnis als ein Objekt einer lernfähigen Steuerung verwendet werden kann, die später beschrieben wird.
Zusätzlich wird gemäß der 15 hinsichtlich des Elektrodeninnenwiderstandswertes bei dem ersten Zyklus der Elektrodeninnenwiderstandswert, der ungefähr 160 μΩ beim Start des Testes betrug, danach allmählich reduziert und erreicht ungefähr 130 μΩ in der Nähe von 3000 Stoßpunkten, bei dem eine Reduzierung des Schweißlinsendurchmessers beginnt. Falls somit der Elektrodeninnenwiderstandswert bei dem ersten Zyklus während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten überwacht wird, um den Reduzierungsbetrag dieses Wertes zu überprüfen, dann kann die verbleibende Lebensdauer der Elektrode außerdem geschätzt werden.
Falls darüber hinaus der Elektrodeninnenwiderstandswert bei dem dritten Zyklus beachtet wird, dann steigt der Elektrodeninnenwiderstandswert nach der Nähe von 2000 Stoßpunkten an, bei denen der Reduzierungsbetrag Δr des Widerstandswertes plötzlich reduziert wird. Somit kann die verbleibende Lebensdauer der Elektrode außerdem mit dem Elektrodeninnenwiderstandswert bei dem dritten Zyklus (das Ende der Stromzufuhr) während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten geschätzt werden.
Wenn andererseits die Lebensdauer einer Elektrode dadurch bestimmt werden kann, dass ein Reduzierungsbetrag einen bestimmten standardisierten Wert wie zum Beispiel 4t^1/2 erfüllt, dann kann die Lebensdauer außerdem durch eine Mustererkennung auf der Grundlage der Anzahl der Stoßpunkte geschätzt werden, bei der sich ein Muster von der Spitzenform zu der Talform ändert, als dass sie durch den Reduzierungsbetrag eines Elektrodeninnenwiderstandswertes geschätzt wird. Zum Beispiel ist es im Falle dieses Experimentes auch möglich, die Nähe von 4000 Stoßpunkten als ein Objekt einer lernfähigen Steuerung zu verwenden.
Bei dem vorstehend erwähnten Stand der Technik kann eine Qualitätsgarantie nicht zuverlässig erhalten werden, und ein Austausch einer Schweißelektrode ist erforderlich, wenn die Anzahl der Stoßpunkte ungefähr 1000 erreicht. Andererseits kann bei dem gegenwärtigen System ein Paar Schweißelektroden stabile Stoßpunkte vorsehen, und zwar ungefähr bis 4000 Stoßpunkte, während eine In-Prozess-Qualitätsgarantie zuverlässig gewährleistet wird.
Die 16 zeigt die Testergebnisse in jenem Fall, bei dem ein Punktschweißvorgang mit einem Schweißstrom von 12 kA und einer Stromzuführungszeit von 4 Zyklen durchgeführt wurde. Während des Testes mit 12 kA und 3 Zyklen, wie dieser in der 15 gezeigt ist, wurde eine Stromzuführungszeit in geeigneter Weise um einen Zyklus erweitert, und das Ergebnis wurde erforscht. Durch die Erweiterung um einen Zyklus der Stromzuführungszeit wurden sowohl der Schweißlinsendurchmesser als auch der Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswertes wiederhergestellt.
Die 17 zeigt einen Fall, bei dem ein Punktschweißvorgang mit 14 kA und 3 Zyklen in der gleichen Art und Weise durchgeführt wurde. Auch bei einer Erhöhung der festgelegten Stromstärke wurden sowohl der Schweißlinsendurchmesser als auch der Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswertes wiederhergestellt.
Aus den Ergebnissen der Experimente wurde herausgefunden, dass eine Erhöhung der festgelegten Stromstärke und/oder einer Stromzuführungszeit ein wirksames Verfahren zum Gewährleisten einer ausreichenden Schweißlinse ist, wenn ein Mangel hinsichtlich eines Schweißlinsendurchmessers vorausgesagt wird.
Wenn die Stromzuführungszeit erweitert wird oder wenn die festgelegte Stromstärke erhöht wird, dann ist der Reduzierungsbetrag Δr des Elektrodeninnenwiderstandswertes manchmal geringfügig kleiner als 30 μΩ, wie dies in den 16 und 17 gezeigt ist. Andererseits wurde der Schweißlinsendurchmesser für diese Fälle hinreichend gewährleistet. Hinsichtlich der Stoßpunkte, die dann ausgebildet wurden, als sich die Schweißzustände in gewissem Maße geändert haben, wie zum Beispiel eine Erhöhung des Elektrodendrucks, eine Erweiterung der Stromzuführungsdauer oder eine Erhöhung der festgelegten Stromstärke, ist es denkbar, dass zum Beispiel ΔRp ≥ 15 μΩ oder ein spitzenförmiges Muster als ein Kriterium zum Bestimmen einer Schweißlinse verwendet wird.
Die 18 bis 20 zeigen das Ergebnis bezüglich eines bestimmten Abschnittes (Abschnitt B), bei dem eine Ausbildung einer Schweißlinse unzureichend war. Hinsichtlich des Reduzierungsbetrages Δr des Elektrodeninnenwiderstandswertes hat dieser Abschnitt bereits weniger als ein Kriterium einer 30 μΩ-Reduzierung bei ungefähr 1100 Stoßpunkten. Der Schweißlinsendurchmesser neigt außerdem dazu, dass er sich bei ungefähr 2700 Stoßpunkten reduziert. Hinsichtlich der Muster ist eine Fläche, die eine etwas unklare spitzenförmige Art zeigt, die zwischen einer Spitzenform und einer Talform erscheint, andererseits eine Charakteristik.
Die 19 zeigt das Ergebnis bei 12 kA und 4 Zyklen, das heißt ein Fall, bei dem eine Stromzuführungszeit um einen Zyklus erweitert wurde. Durch die Erweiterung der Stromzuführungszeit wurden sowohl der Schweißlinsendurchmesser als auch der Reduzierungsbetrag Δr beträchtlich wiederhergestellt. Bei einem Stoßpunktbereich, bei dem das Muster spitzenförmig beziehungsweise eine nicht eindeutige Spitzenform gemäß der 18 annimmt, wurden der Schweißlinsendurchmesser und der Reduzierungsbetrag Δr vollständig wiederhergestellt. Bei einem Stoßpunktbereich, bei dem das Muster eine talförmige Form gemäß der 18 annimmt, verbleibt der Schweißlinsendurchmesser jedoch unzureichend, und der Reduzierungsbetrag Δr bleibt außerdem niedrig.
Wenn andererseits die festgelegte Stromstärke auf 14 kA erhöht wird und die Stromzuführungszeit um einen Zyklus auf 4 Zyklen erweitert wird, wie dies in der 20 gezeigt ist, dann wurden sowohl der Schweißlinsendurchmesser als auch der Reduzierungsbetrag Δr vollständig wiederhergestellt. Die in den 18 bis 20 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass eine Steuerung durch den Reduzierungsbetrag Δr oder die Mustererkennung möglich ist, auch wenn das Schweißergebnis unzureichend ist.
In Anbetracht der Tatsache, dass die Tafeln zwar gleich sind, wie dies in den 15 bis 17 sowie in den 18 bis 20 gezeigt ist, die Schweißergebnisse aber in Abhängigkeit von der Position des Stoßpunktes unterschiedlich sind, werden die geteilten Ströme des Schweißstromes als eine der Hauptursachen betrachtet. Wie dies in den 15 bis 20 gezeigt ist, wird eine eindeutige Beziehung zwischen einer Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes und eine Ausbildung einer Schweißlinse erkannt, und zwar selbst in jenem Zustand, wenn die Verschlechterung der Elektrode aufgrund der aufeinanderfolgenden Stoßpunkten fortgeschritten ist, oder auch in jenem Zustand nahe einer tatsächlichen Produktionslinie, die durch wesentliche Störgrößen wie zum Beispiel geteilte Ströme geteilt sind.
Es ist zu beachten, dass die in den 1 bis 20 gezeigten experimentellen Ergebnisse mittels einer Wechselstromschweißmaschine erhalten werden. Zusätzlich zu dieser Punktschweißmaschinenbauart gibt es eine Inverterbauart und eine Gleichstrombauart. Bei diesen Bauarten wird eine Stromzuführungszeit schließlich geteilt, dann werden Elektrodeninnenwiderstandswerte für die jeweiligen geteilten Stromzuführungszeiten erhalten, und die so erhaltenen Werte werden während der Stromzuführungszeiten aufgezeichnet. Auf diese Art und Weise können die Widerstandswerte von allen Stromzuführungszeiten erhalten werden. Daher treffen auch für die Inverter- und die Gleichstrombauart gleichsam die selben Wirkungen zu, die bei den in den 1 bis 20 experimentellen Ergebnissen genannt wurden, das heißt, dass die Ausbildung einer Schweißlinse auch aus der Änderungscharakteristik des Elektrodeninnenwiderstandswertes bestimmt werden kann.
Auch bei diesem experimentellen Ergebnis wird die Stromzuführungszeit mit 3 Zyklen als ein Standard beschrieben. Sogar in Fällen außer dem Fall der Stromzuführungszeit mit 3 Zyklen können der Reduzierungsbetrag eines Elektrodeninnenwiderstandswertes und das Änderungsmuster eines Elektrodeninnenwiderstandswertes jedoch aus einem Elektrodeninnenwiderstandswert während einer vorbestimmten Periode erkannt werden, und wie bei dem Fall mit den 3 Zyklen kann die verbleibende Lebensdauer einer Elektrode geschätzt werden. Auf diese Art und Weise kann eine lernfähige Steuerung durchgeführt werden.
Bei den Ergebnissen wurde herausgefunden, dass die durch das gegenwärtige System zu lösenden Probleme allesamt gelöst wurden, und das gegenwärtige System kann ohne irgendeine Schwierigkeit in der Praxis eingesetzt werden. Insbesondere wird das bei diesem Experiment entwickelte Widerstandserhöhungsmaterial in einfacher Weise zugeführt und auf einer Fügefläche aufgetragen. Außerdem wurde bestätigt, dass das Widerstandserhöhungsmaterial die Schweißfunktion beträchtlich verbessert und eine hohe Klebekraft aufrechterhält. Andererseits kann mittels des Schweißverfahrens des gegenwärtigen Systems unter Verwendung von diesem Widerstandserhöhungsmaterial das Verschwinden eines Blechinnenwiderstands während des Schweißens, das heißt eine Ausbildung einer Schweißlinse, eindeutig erfasst werden, und eine In-Prozess-Qualitätsgarantie wird gewährleistet. Darüber hinaus kann die Änderung eines Elektrodeninnenwiderstandswertes, die aus der Verschlechterung der Schweißelektrode während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten resultiert, außerdem genau aufgezeichnet werden. Aus diese Aufzeichnung kann die Anzahl der Stoßpunkte oder der Zeitraum, in dem eine Schweißlinse nicht ausgebildet wurde, wirksam geschätzt werden. Außerdem wurde herausgefunden, dass ein automatischer Betrieb durch die lernfähige Steuerung möglich ist.
Das System des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist als solches auf eine tatsächliche große Herstellungslinie anwendbar. Das System des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung als solche ist auf eine tatsächliche kleine Herstellungslinie anwendbar. Das System des dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung als solche ist auf eine tatsächliche mittlere Herstellungslinie anwendbar. Bei dem System einer anderen Form wird eine Stromzuführungszeit automatisch erweitert und die Ausbildung einer Schweißlinse wird erreicht, wenn das Bestimmungsergebnis hinsichtlich der Schweißlinse NEIN lautet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein zweiter Ausgleichsschritt durchgeführt, um eine Schweißlinse auszubilden. Wenn außerdem der Schätzwert (verbleibende Lebensdauer), der aus einer Widerstandswertänderungscharakteristik geschätzt wird, einen festgelegten Wert erreicht, dann kann die Elektrode automatisch geerdet werden, und die Form des Elektrodenchips kann zu seinem vorherigen Zustand repariert werden.
Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Elektrodendruck automatisch so erhöht, dass ein stabiler Stoßpunkt erhalten wird, wenn die verbleibende Lebensdauer, die aus der Frequenz einer unregelmäßigen Stromzufuhr geschätzt wird, einen festen Wert erreicht. Bei einem anderen bevorzugten System wird die Stromzuführungszeit automatisch erweitert und die Ausbildung einer Schweißlinse wird aufrecht erhalten, wenn die verbleibende Lebensdauer einen festen Wert erreicht. Des weiteren wird bei einem anderen System die festgelegte Stromstärke automatisch erhöht und die Ausbildung einer Schweißlinse wird aufrecht erhalten, wenn die verbleibende Lebensdauer einen festen Wert erreicht.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Widerstandserhöhungsmaterial mit einer guten Schweißfunktion und Klebefunktion wirksam an einer Fügefläche aufgetragen. Daher ist die Produktivität verbessert, und außerdem wird ein Schweißabschnitt mit einer besseren Dichtfunktion versehen, wodurch der Schweißabschnitt mit besseren Werten verwirklicht wird.
Außerdem besteht keine Möglichkeit, dass das Widerstandserhöhungsmaterial herausfließt, da ein an beiden Seiten beschichtetes perforiertes Band verwendet wird, und zwar bei einem Waschprozess vor einem Beschichtungsprozess einer Struktur, und somit wird das Ausfließen des Widerstandserhöhungsmaterials aus einem Schweißbereich wirksam vermieden.
Die Verbesserung der Produktivität, eine In-Prozess-Qualitätsgarantie und eine lernfähige Steuerung der aufeinanderfolgenden Punktschweißvorgänge eines galvanisierten Stahlbleches sind Ziele, die zwar nachgiebig gefordert wurden, aber bis jetzt nicht erzielt wurden. Auch beim Schweißen unter Verwendung eines Widerstandserhöhungsmaterials gibt es noch einen Spielraum zum Verbessern der Produktivität. Auch bei einer üblichen Überwachungsvorrichtung hinsichtlich des Erfolges oder des Fehlers einer Schweißlinse, die einen sehr begrenzten Schweißzustand wie zum Beispiel einen Schweißstrom überwacht. Falls der Strom außerhalb eines festgelegten Bereiches ist, dann erzeugt die Überwachungsvorrichtung ein Anormalitätssignal, das lediglich darüber informiert, dass der Strom außerhalb des Bereiches ist, und sie stoppt schließlich eine Produktionslinie.
Andererseits werden bei dem System der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Betriebsfunktionen und Schweißfunktionen bei einem Massenproduktionssystem erzielt. Außerdem wird das Auftreten einer Schwierigkeit hinsichtlich der Schweißqualität im voraus erfasst, und Schweißzustände werden sofort und automatisch abgewandelt. Folglich ist eine lernfähige In-Prozess-Steuerung möglich, die das Auftreten von Schwierigkeiten im voraus verhindert. Zusätzlich kann eine Abwandlung geschaffen werden, ohne dass die Produktionslinie gestoppt wird, selbst wenn Schwierigkeiten beim Schweißen auftreten. Dadurch können eine hohe Produktivität und eine Automatisierung einer Produktionslinie bei einem Massenproduktionssystem erzielt werden. Darüber hinaus kann bei dem System der vorliegenden Erfindung die In-Prozess-Qualitätsgarantie für alle Stoßpunkte gewährleistet werden. Außerdem ist durch das Vorsehen einer Dicht- oder Klebefunktion des Widerstandserhöhungsmaterials ein zusätzlicher Wert beim Schweißen wie zum Beispiel eine Verbesserung der Festigkeit und der Steifigkeit groß.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele 1 bis 3 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung wird auf eine Montagelinie für Fahrzeugkarosserien gemäß dem gegenwärtigen System angewendet und bezieht sich auf ein automatisches Montagesystem zum Punktschweißen mittels einer lernfähigen Steuerung von geformten galvanisierten Stahlblechen. Ausführungsbeispiel 1 ist nämlich das System der vorliegenden Erfindung hinsichtlich dem Zusammenfügen einer Armaturentafel 10a, einer inneren Verkleidungstafel 10b und einer äußeren Verkleidungstafel 10c, die druckverformt wurden, mittels einer Steuerlinie, die als ein Teil einer Montagelinie für Fahrzeuge aufgebaut ist.
Im Allgemeinen werden bei der Montage eines Fahrzeugs Karosserietafeln ausgelegt, und dann wird eine große Anzahl von Tafeln aus galvanisierten Stahlblechen bei dem Druckbearbeitungsprozess ausgebildet. Danach werden bei dem Schweißfügeprozess die Tafeln zu einer Karosserie hauptsächlich mittels Punktschweißvorgängen verschweißt. Dann wird die Karosserie bei dem Lackierprozess einem Waschvorgang, einem Elektroabtragungslackiervorgang, einem Trocknungsvorgang, einem zweiten Lackiervorgang, einem letzten Beschichtungsvorgang, einem Trocknungsvorgang und einem Oberflächenbearbeitungsvorgang ausgesetzt. Danach werden bei dem Anpassmontageprozess Bauteile wie zum Beispiel eine Kraftmaschine und Sitze angebracht, um ein Fahrzeug fertigzustellen.
Bei der in der 21 gezeigten Steuerlinie wird ein Widerstandserhöhungsmaterial zwischen Fügeflächen durch Zinkbeschichtungslagen an drei Tafeln 10a bis 10c, die mittels einer Druckverformung ausgebildet sind, durch einen Beschichtungsroboter 12 beschichtet. Dann werden die Fügeflächen punktverschweißt, um eine Karosserie (Nebenbaugruppe) 11 mittels eines Schweißroboters 13 auszubilden. Der Beschichtungsroboter 12 ist mit einer Steuertafel 14 verbunden, die wiederum mit einer Prozesssteuertafel 15 verbunden ist. Außerdem ist der Schweißroboter 14 mit einer Steuertafel 16 verbunden, die außerdem mit der Prozesssteuertafel 15 verbunden ist. Der Schweißroboter 13 ist mit Ventilen und Regulatoren (zum Einstellen einer Schweißkraft) entsprechend der Anzahl der Elektrodendruckwahl versehen, so dass ein gewünschter Schweißdruck ausgewählt werden kann. Die Prozesssteuertafel 15 ist mit einer Tafelsatzspannvorrichtung 17, einer Beschichtungseinheitsteuertafel 18 und einer Zeitstromsteuereinheit 19 verbunden.
Die Beschichtungseinheitssteuertafel 18 ist mit einem Behälter verbunden, der ein Widerstandserhöhungsmaterial aufnimmt, und außerdem mit einer Druckförderpumpe 20, die mit diesem Behälter verbunden ist. Ein Schlauch 21, der mit der Druckförderpumpe 20 verbunden ist, ist mit einer Düse 22 verbunden. Die Düse 22 ist durch den Beschichtungsroboter 12 gehalten. Das Widerstandserhöhungsmaterial innerhalb des Behälters hat ein Klebemittel, dem 15 Gew.-% eines Aluminiumoxidpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 μm zugefügt wurde. Außerdem wird der Schlauch 21 auf eine konstante Temperatur aufrechterhalten, so dass das Widerstandserhöhungsmaterial, dessen Viskosität sich mit der Temperatur ändert, auf vorhersagbare Art und Weise zugeführt werden kann.
Die Schweißstromsteuereinheit 19 ist durch ein Kabel 23 mit einer Schweißpistole 24 verbunden, die durch den Schweißroboter 13 erhalten ist. Die Schweißpistole 24 hat einen Anschluss für eine Elektrodeninnenspannungsmessung und ist durch eine Spannungsüberwachungsleitung 27 mit der Schweißstromsteuereinheit 19 verbunden. Ein Schweißtransformer 25 hat eine toroidale Spule an ihrer Sekundärseite, und sie ist durch eine Stromüberwachungsleitung 26 mit der Schweißstromsteuereinheit 19 verbunden. Daher kann die Schweißstromsteuereinheit 19 einen Elektrodeninnenspannungswert und einen Elektrodeninnenstromwert messen, wenn Schweißelektroden elektrisch leiten. Anders gesagt werden die Wellenformen des Elektrodeninnenspannungswertes und des Elektrodeninnenstromwertes der Schweißstromsteuereinheit 19 durch die Spannungs- und Stromüberwachungsleitungen 27 und 26 eingegeben, und sie werden zu einem Effektivwert und einem Durchschnittswert mittels eines Computers umgewandelt, der in der Schweißstromsteuereinheit 19 eingebaut ist. Außerdem wird ein Elektrodeninnenwiderstandswert r mittels der Schweißstromsteuereinheit 19 berechnet. Dabei wird der Elektrodeninnenwiderstandswert r durch die Durchschnittswerte der Elektrodeninnenspannungen und der Elektrodeninnenströme der zweiten Hälfte von dem jeweiligen Stromzuführungszyklus erhalten. Außerdem ist die Schweißstromsteuereinheit 19 mit einer Überwachungsvorrichtung (Hostcomputer) 28 zum Verwalten der Schweißqualität verbunden.
Die Tafeln 10a bis 10c werden durch den Computer ausgelegt. Da die Formen der Tafeln, die Stoßpositionen beim Punktschweißen und dergleichen in dem Computer als Daten aufbereitet wurden, ist es daher auch möglich, diese Daten bei dem Lehrvorgang des Schweißroboters 13 zu verwenden.
Bei der gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebauten Steuerlinie wird eine Verarbeitung entsprechend einer Hauptflusskarte gemäß der 22 mittels der Prozesssteuertafel 15 durchgeführt.
Beförderungsprozess
Zunächst werden bei einem Schritt S100 die Armaturentafel 10a, die innere Verkleidungstafel 10b und die äußere Verkleidungstafel 10c an der Wandvorrichtung 17 mittels einer Beförderungseinheit (nicht gezeigt) befördert. Es ist zu beachten, dass ein Teil der ganzen Beförderung außerdem durch eine Bedienperson manuell ausgeführt werden kann.
Befestigungsprozess
Dann wird bei einem Schritt S101 die Armaturentafel 10a an die Spannvorrichtung 17 befestigt. Da die Armaturentafel 10a mit Referenzlöchern (nicht gezeigt) und die Spannvorrichtung 17 außerdem mit Referenzlöchern (nicht gezeigt) versehen sind, wird die Position der Armaturentafel 10a dabei durch Einfügen von Referenzstiften in die Referenzlöcher bestimmt. Falls die Armaturentafel 10a an einer vorbestimmten Position an der Spannvorrichtung 17 befestigt ist, erfasst ein Sensor an der Spannvorrichtung 17 die Tafel 10a, und ein Befestigungsendsignal wird zu der Prozesssteuertafel 15 von der Spannvorrichtung 17 gesendet.
Beschichtungsprozess
Dann wird bei einem Schritt S102 ein Befehl zum Beschichten eines Widerstandserhöhungsmaterials von der Prozesssteuertafel 15 zu der Steuertafel 14 des Beschichtungsroboters und zu der Beschichtungseinheitssteuertafel 18 abgegeben. Der Beschichtungsroboter 12 mit der Düse 22 wird durch die Beschichtungsrobotersteuertafel 14 so gesteuert, dass die Düse 22 zu einer vorbestimmten Position bewegt wird.
Ein Signal, durch das der Beschichtungsroboter 12 die Düse 22 zu einer vorbestimmten Position bewegt, wird von der Steuertafel 14 zu der Prozesssteuertafel 15 abgegeben. Die Prozessteuertafel 15 sendet ein Signal zum Starten des Ausstoßens des Widerstandserhöhungsmaterials zu der Beschichtungseinheitssteuertafel 18. Die Beschichtungseinheitssteuertafel 18 betätigt die Druckförderpumpe 20 und öffnet gleichzeitig die Düse 22. Durch diesen Vorgang wird das Widerstandserhöhungsmaterial zu der Düse 22 von dem Behälter durch den Schlauch 21 geschickt und auf die Armaturentafel 10a mittels der Düse 22 beschichtet.
Andererseits arbeitet der Beschichtungsroboter 12 entlang eines Ortes, der im voraus gelernt wurde, falls das ausstoßen des Widerstandserhöhungsmaterials gestartet wird, und das Widerstandserhöhungsmaterial wird an einer vorbestimmten Fügefläche beschichtet. Wenn der Beschichtungsroboter 12 die Beschichtungsendposition des Widerstandserhöhungsmaterials erreicht, dann wird die Zufuhr des Widerstandserhöhungsmaterials durch die Druckförderpumpe 20 gestoppt, und die Düse 22 wird geschlossen. Der Beschichtungsroboter 12 kehrt zu der Ursprungsposition zurück.
Um zu bestätigen, dass das Widerstandserhöhungsmaterial stabil beschichtet wird, ohne dass dieses während des vorstehend beschriebenen Vorgangs gestoppt wird, ist der Beschichtungsroboter 12 mit einer Überwachungskamera (nicht gezeigt) versehen. Diese Bestätigung wird durch eine Bilderkennung oder durch die Beobachtung einer Bedienperson an dem Überwachungsbildschirm durchgeführt.
Beförderungsprozess, Überlappungsprozess, Beschichtungsprozess
Nachdem das Widerstandserhöhungsmaterial auf der Armaturentafel 10a beschichtet wurde, wird die innere Verkleidungstafel 10b mit der Armaturentafel 10a mittels einer Beförderungseinheit bei einem Schritt S103 überlappt. Die innere Verkleidungstafel 10b ist ähnlich wie die Armaturentafel 10a mit Referenzlöchern (nicht gezeigt) versehen und wird an Referenzstiften (nicht gezeigt) der Spannvorrichtung 17 ausgerichtet und fixiert. Durch diesen Aufbau wird das Widerstandserhöhungsmaterial zwischen der Armaturentafel 10a und der inneren Verkleidungstafel 10b angeordnet.
Dann wird der Beschichtungsvorgang des Widerstandserhöhungsmaterials an der Fügefläche der inneren Verkleidungstafel 10b wie im Falle der Armaturentafel 10a wiederholt.
Beförderungsprozess, Überlappungsprozess
Des weiteren wird bei einem Schritt S104 die äußere Verkleidungstafel 10c an der inneren Verkleidungstafel 10b mittels der Beförderungseinheit überlappt. Somit wird das Wiederstandserhöhungsmaterial zwischen der inneren Verkleidungstafel 10b und der äußeren Verkleidungstafel 10c angeordnet.
Schweißzustandsfestlegungsprozess
Falls das Überlappen der Tafeln 10a bis 10c beendet ist, dann wird ein Klammerendsignal zu der Prozesssteuertafel 15 von der Tafelspannvorrichtung 17 gesendet.
Wenn das Klammerendsignal aufgenommen wird, dann erfasst die Prozesssteuertafel 15 das Ende der Tafelfixierung und der Widerstandserhöhungsmaterialbeschichtung. Außerdem werden bei einem Schritt S105 die Schweißzustände des Punktschweißvorganges ausgewählt.
Anders gesagt ändert sich die Blechausrichtung in Abhängigkeit des Schweißabschnittes, da die tatsächlichen Werkstücke die Karosserie eines Fahrzeugs bilden und durch eine Vielzahl Tafeln bestehen. Außerdem gibt es hinsichtlich der Art der Tafeln reine Weichstahlbleche, reine höherfeste Stahlbleche, galvanisierte weiche Stahlbleche und galvanisierte höherfeste Stahlbleche. Darüber hinaus sind ihre Dicken in einem Bereich von ungefähr 0,5 bis 3 mm. Daher ist es erforderlich, die Schweißzustände zu ändern, wie zum Beispiel die festgelegte Stromstärke, die Stromzuführungszeit und den Elektrodendruck in Abhängigkeit eines zu schweißenden Abschnittes. Die Schweißstromsteuereinheit 19 ist so aufgebaut, dass sie die Schweißzustände speichern kann und die Schweißzustände entsprechend den individuellen Schweißabschnitten passend auswählen kann.
Druckbeaufschlagungsprozess
Dann wird bei einem Schritt S106 ein Punktschweißstartsignal zu der Schweißrobotersteuertafel 16 von der Prozesssteuertafel 15 gesendet.
Wenn das Signal aufgenommen wird, dann bewegt der Schweißroboter 13 zunächst die Schweißpistole 24 zu dem ersten Abschnitt. In diesem Zeitraum ist die Linie, die die Mitten von beiden Schweißelektroden der Schweißpistole 24 verbindet, nahezu an der Mitte des Widerstandserhöhungsmaterials zwischen den Fügeflächen positioniert. Falls die Schweißpistole 24 den ersten Abschnitt erreicht, dann wird ein Signal zu der Prozesssteuertafel 15 von der Schweißrobotersteuertafel 16 gesendet. Dann sendet die Prozesssteuertafel 15 ein Schweißstartsignal zu der Schweißstromsteuereinheit 19.
Wenn die Schweißstromsteuereinheit 19 aktiviert ist, dann wird das Ventil und der Regulator der Schweißpistole 24, die durch den Schweißroboter 13 gehalten werden, betätigt, und ein Paar Schweißelektroden der Schweißpistole 24 werden den ersten geschweißten Abschnitt der Tafeln 10a bis 10c klammern.
Durch diesen Vorgang werden die Tafeln 10a bis 10c durch einen festgelegten Schweißdruck mittels eines Paares Schweißelektroden mit Druck beaufschlagt. In diesem Zeitraum verlässt das Widerstandserhöhungsmaterial einen Raum zwischen den Fügeflächen, so dass die Fügeflächen teilweise miteinander in Kontakt sein können.
Stromzuführungsprozess
Danach werden bei einem Schritt S107 die Tafeln durch die festgelegte Stromstärke für 3 Zyklen elektrisch durchströmt, und ein Punktschweißvorgang wird durchgeführt.
Erfassungsprozess
Außerdem werden bei einem Schritt S108 die elektrische Spannung und der elektrische Strom zwischen den Elektroden für jeden Zyklus über die Schweißelektroden erfasst.
Schätzprozess (unregelmäßige Stromzufuhr)
Bei einem Schritt S200 wird eine Signalverarbeitung gemäß einer in der 23 gezeigten Routine S200 zum unregelmäßigen Zuführen von Strom dahingehend ausgeführt, ob eine unregelmäßige Stromzufuhr vorhanden ist oder nicht.
Zunächst wird bei einem Schritt S201 ein Schweißstromeffektivwert (RMS) i für jeden Zyklus durch die Schweißstromsteuereinheit 19 berechnet. Dann wird bei einem Schritt S202 bestimmt, ob der zugeführte Schweißstrom normal oder unregelmäßig ist, indem bestimmt wird, ob der berechnete Schweißstromeffektivwert i innerhalb eines normalen Strombereiches ist. Bei einem Schritt S202 kehrt die Verarbeitung zu der Hauptroutine zurück, sofern das Ergebnis "JA" lautet, da es während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten keine unregelmäßige Stromzufuhr gibt. Bei einem Schritt S202 ist eine unregelmäßige Stromzufuhr während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten vorhanden, da das Ergebnis "NEIN" lautet, und bei einem Schritt S203 wird die Frequenz der unregelmäßigen Stromzufuhr gezählt.
Steuerprozess (unregelmäßige Stromzufuhr)
Die bei dem Schritt S203 gezählte Frequenz wird bei einem Schritt S204 mit einer voreingestellten Referenz verglichen. Bei einem Schritt S204 kehrt die Verarbeitung zu der Hauptroutine zurück, falls die gezählte Frequenz kleiner ist als die Referenz. Falls die gezählte Frequenz größer ist als die Referenz, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S205 weiter.
Falls die Frequenz größer ist, dann wird geschätzt, dass eine Ausbildung einer ausreichenden Schweißlinse bei dem selben Schweißzustand schwierig ist (in diesem Fall der Elektrodendruck). Die Anzahl der Stoßpunkte oder die Zeitperiode zu diesem Zeitpunkt wird ein geschätzter Wert der Begrenzung des selben Schweißzustands. Daher werden bei einem Schritt S205 das Ventil und der Regulator so ausgewählt, dass sich der Elektrodendruck bei dem nächsten Stoßpunkt erhöht, und die Verarbeitung kehrt zu der Hauptroutine zurück. Durch diesen Vorgang wird ein Kontakt zwischen den Grundelementen hinreichend gewährleistet, und folglich kann ein stabiler Schweißvorgang fortgesetzt werden.
Berechnungsprozess
Der in der Schweißstromsteuereinheit 19 eingebaute Computer führt eine in der 24 gezeigte Routine S300 bei dem in der 22 gezeigten Schritt S300 durch.
Eine einzige Widerstandswertänderungscharakteristik wird bei dem Ausführungsbeispiel 1 für die Mustererkennung verwendet. Daher berechnet der in der Schweißstromsteuereinheit 19 eingebaute Computer ein Änderungsmuster aus jedem Elektrodeninnenwiderstandswert r.
Zunächst wird bei einem Schritt S301 der Reduzierungsbetrag (Δr) des Elektrodeninnenwiderstandswertes (Widerstandswertänderungscharakteristik) auf dem Elektrodeninnenwiderstandswert r von jedem Zyklus berechnet. Und zwar wird der Elektrodeninnenwiderstandswert r von jedem Zyklus durch die Schweißstromsteuereinheit 19 berechnet. Der Elektrodeninnenwiderstandswert bei dem erste Zyklus wird als r₁ bezeichnet, der Elektrodeninnenwiderstandswert des zweiten Zyklus wird als r₂ bezeichnet, und der Elektrodeninnenwiderstandswert des dritten Zyklus wird als r₃ bezeichnet.
Bei einem Schritt S302 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) größer als 0 ist, und außerdem ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r2 – r3) größer als 0 ist. Falls die Antwort JA lautet, dann ist die Widerstandsänderungscharakteristik ein monoton abfallendes Muster, und die Verarbeitung schreitet zu einem Schritt S303 weiter. Bei dem Schritt S303 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r1 – r3) als ein Reduzierungsbetrag Δr festgelegt.
Falls das Ergebnis andererseits bei dem Schritt S302 NEIN lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S304 weiter. Bei dem Schritt S304 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) positiv ist und ob außerdem die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r2 – r3) negativ ist. Falls die Antwort bei dem Schritt S304 JA lautet, dann ist die Widerstandsänderungscharakteristik ein talförmiges Muster, und die Verarbeitung schreitet zu einem Schritt S305 weiter. Bei dem Schritt S305 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) als ein Reduzierungsbetrag Δr festgelegt.
Falls andererseits die Antwort bei dem Schritt S304 NEIN lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S306 weiter. Bei dem Schritt S306 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) negativ ist und ob außerdem die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r2 – r3) positiv ist. Falls die Antwort bei dem Schritt S306 JA lautet, dann ist die Widerstandsänderungscharakteristik ein spitzenförmiges Muster, und die Verarbeitung schreitet zu einem Schritt S307 weiter. Bei dem Schritt S307 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r2 – r3) als ein Reduzierungsbetrag Δr festgelegt.
Falls andererseits die Antwort bei dem Schritt S306 NEIN lautet, dann ist die Widerstandsänderungscharakteristik ein monoton ansteigendes Muster, und die Verarbeitung schreitet zu einem Schritt S308 weiter.
Zweiter (nachfolgender) Aufzeichnungsschritt
Außerdem werden bei einem Schritt S303 das monoton abfallende Muster und der Reduzierungsbetrag Δr (Δr = r1 – r3) aufgezeichnet. Bei einem Schritt S305 werden das talförmige Muster und der Reduzierungsbetrag Δr (Δr = r1 – r2) aufgezeichnet. Bei einem Schritt S307 werden das spitzenförmige Muster und der Reduzierungsbetrag Δr (Δr = r2 – r3) aufgezeichnet. Bei einem Schritt S308 wird das monoton ansteigende Muster aufgezeichnet.
Erster Bestimmungsprozess
Der Elektrodeninnenwiderstandswert r wird reduziert, wenn eine Schweißlinse ausgebildet ist. Aus diesem Grund wird bei dem Berechnungsprozess der Reduzierungsbetrag Δr des Elektrodeninnenwiderstandswertes gemäß dem jeweiligen Änderungsmuster berechnet. Danach wird bei einem Schritt S309 der Reduzierungsbetrag Δr des Elektrodeninnenwiderstandswertes mit einem Kriterium ΔR (zum Beispiel 30 μΩ) verglichen, um eine im voraus in den Computer gespeicherte Schweißlinse zu bewerten. Falls die Antwort JA lautet, dann wird bestimmt, dass eine gute Schweißlinse ausgebildet ist, und die Verarbeitung kehrt zu der Hauptroutine zurück.
Anders gesagt wird die Ausbildung einer ausreichenden Schweißlinse garantiert, falls bei dem Schritt S309 der Reduzierungsbetrag Δr des Elektrodeninnenwiderstandswertes größer ist als das Kriterium ΔR. Falls bei dem Schritt S309 andererseits die Antwort NEIN lautet, dann wird bestimmt, dass ein Schweißlinsendurchmesser zu klein ist. Außerdem wird hinsichtlich des monoton ansteigenden Musters bei dem Schritt 5308 der Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswertes nicht berechnet, und es wird bestimmt, dass das monoton ansteigende Muster einen kleinen Schweißlinsendurchmesser angibt.
Wenn insbesondere bei dem Schritt S309 der Reduzierungsbetrag Δr des Elektrodeninnenwiderstandswertes kleiner als das Kriterium ΔR ist, oder hinsichtlich des monoton ansteigenden Musters bei dem Schritt S308 ist eine Garantie einer Ausbildung von ausreichenden Schweißlinsen ungewiss. Wenn daher die Bestimmung bei dem Schritt S309 NEIN lautet, oder nach dem Schritt S308, dann wird die in der 25 gezeigte Routine zum Verlängern der Schweißzuführungszeit ausgeführt.
Erster Ausgleichsschritt
Zunächst wird bei einem Schritt S401 die Stromzuführungszeit um einen Zyklus erweitert. Durch diese Erweiterung wird eine Ausbildung einer Schweißlinse ausgeglichen. Es ist zu beachten, dass eine noch zuverlässigere Ausgleichung durchgeführt werden kann, wenn ein Stromwert der Erweiterung hoch ist.
Schätzprozess (Erweiterung einer Stromzufuhr)
Dann wird bei dem Schritt S402 der Elektrodeninnenwiderstandswert r4 bei dem vierten Zyklus mittels der Schweißstromsteuereinheit 19 berechnet. Bei einem Schritt 5403 wird die Anzahl der Stromzuführungserweiterungen gezählt.
Lernfähiger Steuerprozess (Erweiterung einer Stromzufuhr)
Die bei dem Schritt S403 gezählte Frequenz wird mit einem Kriterium verglichen, das bei dem Schritt S404 im voraus festgelegt wurde. Falls die gezählte Frequenz größer ist als das voreingestellte Kriterium, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S405 weiter.
Die größere Frequenz bedeutet, dass die Ausbildung einer ausreichenden Schweißlinse bei den selben Schweißzuständen schwierig ist (in diesem Fall die Stromstärke). Die Anzahl der Stoßpunkte oder die Zeitperiode zu diesem Zeitpunkt wird ein geschätzter Wert der Begrenzung des selben Schweißzustands. Daher wird bei einem Schritt S405 die festgelegte Stromstärke bei dem nächsten Stoßpunkt um einen vorbestimmten Wert erhöht. Somit kann ein stabiler Schweißvorgang bei einer hoch festgelegten Stromstärke fortgesetzt werden, und die Verarbeitung kehrt zu dem Schritt S404 zurück.
Zweiter Bestimmungsprozess
Falls die gezählte Frequenz kleiner ist als das Kriterium bei dem Schritt S404 oder nach dem Schritt S405 schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S406 weiter. Bei dem Schritt S406 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) größer ist als 0 und ob außerdem die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r2 – r3) größer ist als 0. Falls die Antwort bei dem Schritt S406 JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S500 weiter, und eine Signalverarbeitung wird gemäß einer in der 26 gezeigten Routine S500 eines monoton abfallenden Musters durchgeführt.
Zunächst wird bei einem Schritt S501 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r4 (r3 – r4) größer ist als 0. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S502 weiter. Bei dem Schritt S502 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r4 (r1 – r4) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt. Falls die Antwort NEIN lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S503 weiter. Bei dem Schritt S503 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r1 – r3) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Nach dem Schritt S502 und dem Schritt S503 kehrt die Signalverarbeitung zu einem Schritt S109 gemäß der 25 zurück. Bei dem Schritt S406 schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S407 weiter, falls die Antwort NEIN lautet. Bei dem Schritt S407 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) positiv ist und ob außerdem die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r2 – r3) negativ ist. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S600 weiter, und eine Signalverarbeitung wird gemäß einer in der 27 gezeigten Routine S600 eines talförmigen Musters durchgeführt.
Bei einem Schritt S601 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 (r1 – r3) größer ist als 0. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S602 weiter. Bei dem Schritt S602 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r4 (r3 – r4) größer ist als 0. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zum Schritt S603 weiter. Bei dem Schritt S603 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r4 (r2 – r4) größer ist als 0. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S604 weiter. Bei dem Schritt S604 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r4 (r1 – r4) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Falls bei dem Schritt S603 die Antwort NEIN lautet, dann schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S605 weiter. Bei dem Schritt S605 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Falls bei dem Schritt S602 die Antwort NEIN lautet, dann schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S606 weiter. Bei dem Schritt S606 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r1 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r2 (r1 – r2) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Falls bei dem Schritt S601 die Antwort NEIN lautet, dann schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S607 weiter. Bei dem Schritt S607 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r3 und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r4 (r3 – r4) größer ist als 0. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S608 weiter. Bei einem Schritt S608 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₂ – r₄) größer ist als Null. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S609 weiter. Bei dem Schritt S609 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₃ – r₄) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Falls bei dem Schritt S608 die Antwort NEIN lautet, dann schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S610 weiter. Bei dem Schritt S610 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₁ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ (r₁ – r₂) größer ist als die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₃ – r₄). Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S611 weiter. Bei dem Schritt S611 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₁ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ (r₁ – r₂) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Falls die Antwort bei dem Schritt S610 NEIN lautet, dann schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S612 weiter. Bei dem Schritt S612 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₃ – r₄) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Falls die Antwort bei dem Schritt S607 NEIN lautet, dann schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S613 weiter. Bei dem Schritt S613 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₁ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ (r₁ – r₂) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Nach den Schritten S604, S605, S606, S609, S611, S612 und S613 kehrt die Signalverarbeitung zu einem in der 25 gezeigten Schritt S901 weiter. Falls die Antwort bei dem Schritt S407 NEIN lautet, dann schreitet die Signalverarbeitung zu einem Schritt S408 weiter. Bei dem Schritt S408 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₁ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ (r₁ – r₂) negativ ist und ob außerdem die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ (r₂ – r₃) positiv ist. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S700 weiter, und eine Signalverarbeitung wird gemäß einer in der 28 gezeigten Routine S700 eines spitzenförmigen Musters durchgeführt.
Zunächst wird bei einem Schritt S701 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₃ – r₄) größer ist als Null. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung S701 zu S702 weiter. Bei dem Schritt S702 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₂ – r₄) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt. Falls die Antwort NEIN lautet, dann schreitet der Schritt S701 zu einem Schritt S703 weiter. Bei dem Schritt S703 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₂ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ (r₂ – r₃) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt.
Nach dem Schritt S702 und dem Schritt S703 kehrt die Signalverarbeitung zu einem in der 25 gezeigten Schritt S901 zurück. Falls bei dem Schritt S408 die Antwort NEIN lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S800 weiter und eine Signalverarbeitung wird gemäß einer in der 29 gezeigten Routine S800 eines monoton ansteigenden Musters durchgeführt. Bei dem Schritt S801 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₃ – r₄) größer ist als Null. Falls die Antwort JA lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S802 weiter. Bei dem Schritt S802 wird die Differenz zwischen dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₃ und dem Elektrodeninnenwiderstandswert r₄ (r₃ – r₄) als ein Reduzierungsbetrag Δrp festgelegt. Falls die Antwort NEIN lautet, dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S803 weiter. Bei dem Schritt S803 wird ein Reduzierungsbetrag Δrp als Null festgelegt. Nach dem Schritt S802 und dem Schritt S803 kehrt die Signalverarbeitung zu einem Schritt S901 gemäß der 25 zurück. Wie dies vorstehend beschrieben ist, hängt das Berechnungsverfahren nach dem ersten Ausgleichsprozess von Mustern ab, und bei jeder Musterroutine wird der Reduzierungsbetrag Δrp gemäß dem jeweiligen Muster berechnet. Danach wird bei dem Schritt S901 eine erneute Bestimmung der Schweißlinse durchgeführt. Bei dem Schritt S901 wird der Reduzierungsbetrag Δrp mit einem Kriterium (zum Beispiel 15 μΩ) für eine erneute Bestimmung der Schweißlinse verglichen, das im Voraus in dem Computer gespeichert wurde.
Falls die Antwort bei dem Schritt S901 JA lautet, dann wird ein Schweißlinsendurchmesser erneut als gut bestimmt, und die Verarbeitung kehrt zu der Hauptroutine zurück. Falls die Antwort andererseits NEIN lautet, dann wird ein Schweißlinsendurchmesser erneut als zu kurz bestimmt, und die Verarbeitung schreitet zu einem Schritt S902 weiter.
Bestimmungsergebnisaufzeichnungsprozess
Bei dem Schritt S902 werden durch einen Punktschweißvorgang geschweißte Abschnitte aufgezeichnet. Dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S1000 weiter.
Zweiter Ausgleichsprozess
Bei dem Schritt S1000 wird für jenen Abschnitt, bei dem bei dem zweiten Bestimmungsprozess eine kurze Schweißlinse bestimmt wurde, eine endgültige Ausgleichung durch Begrenzen und dergleichen durchgeführt.
Hinsichtlich des zweiten Ausgleichsprozesses gibt es ein Verfahren zum Begrenzen eines Schweißabschnittes, wenn bestimmt wird, dass der Abschnitt eine kurze Schweißlinse aufweist. In diesem Verfahren wählt ein Sicherungsroboter bei einem späteren Prozess automatisch eine Pistole aus, die für einen aufgezeichneten Abschnitt mit verkürzter Schweißlinse geeignet ist, und er stößt erneut mit der Pistole gegen den Abschnitt, oder ein Verfahren, bei dem eine Bedienperson einen unzureichenden Abschnitt bei einem späteren Prozess ausgleicht, indem sie einen erneuten Stoßvorgang oder einen Bogenschweißvorgang ausführt. Danach werden die aufeinanderfolgenden Stoßvorgänge fortgesetzt, während eine lernfähige Steuerung wiederholt wird, wie zum Beispiel eine Erhöhung des Elektrodendruckes, eine Erweiterung der 5chweißzuführungszeit und eine Erhöhung der festgelegten Stromstärke.
Bei dem gegenwärtigen System ist es beim Durchführen eines Punktschweißvorgangs durch Überwachen eines Elektrodeninnenwiderstandswertes möglich, eine Anormalität aus einem Elektrodeninnenwiderstandswert zu erfassen und die Anormalität bei dem zweiten Ausgleichsprozess auszugleichen, auch wenn ein regulärer Stoßpunkt aufgrund eines fehlerhaften Betriebes eines Roboters nicht punktverschweißt ist oder auch wenn ein nicht vorhersehbarer Unfall wie zum Beispiel ein Kabelbruch einer Elektrodeninnenspannungsüberwachungsleitung auftritt. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Ausbildung einer Schweißlinse mit Sicherheit garantiert, auch wenn eine Schweißlinse das Kriterium einer Folge von auftretenden Prozessen nicht erfüllt.
Ergebnis
Die 30 bis 33 zeigen einige der durch das Ausführungsbeispiel 1 erhaltenen Ergebnisse. Die Schweißzustände, das Schweißlinsenbestimmungsverfahren und das Kriterium der lernfähigen Steuerung bei dem Ausführungsbeispiel 1 sind folgendermaßen. Die verwendeten Tafeln sind gleich wie jene, die in den 15 bis 17 und den 18 bis 20 gezeigt sind. Die Anzahl der Stoßpunkte beträgt 18.
Schweißzustände
Elektrodendruck: P = 2352 N (240 kgf)
(im Falle eines Druckanstiegs eine Erhöhung von 196 N (20 kgf)
Stromzuführungszeit: T = 3 Zyklen
(im Falle einer zeitlichen Erweiterung eine Erweiterung um 1 Zyklus)
Festgelegte Stromstärke: I = 12 kA
(im Falle einer Stromstärkenerhöhung eine Erhöhung von 1 kA)
Schweißlinsenbestimmung
Reguläres Kriterium einer Schweißlinsenbestimmung (1):
ΔR ≥ 30 μΩ
Kriterium einer Schweißlinsenbestimmung nach der Steuerung der Zuführungszeit, der festgelegten Stromstärke und der Elektrodenkraft (2):
ΔRp ≥ 15 μΩ, spitzenförmiges Muster
Kriterium einer Schweißlinsenbestimmung im Zeitraum einer unregelmäßigen Stromzufuhr (3):
r₃ (Elektrodeninnenwiderstandswert nach Stromzufuhr mit 3 Zyklen) ≤ 100 μΩ
Bestimmungskriterium der lernfähigen Steuerung Kriterium der Stromzuführungserweiterung (4):
Falls die Schweißlinsenbestimmung nach einer Stromzufuhr mit 3 Zyklen NEIN lautet
Kriterium einer Stromstärkenerhöhung (5):
Häufigkeit der Stromzuführungserweiterungen, 10 Punkte/aufeinanderfolgende 18 Punkte
Kriterium der Elektrodendruckerhöhung (6):
Häufigkeit der unregelmäßigen Stromzuführungen, 5 Punkte/aufeinanderfolgende 18 Punkte
Wie dies aus den 30 bis 32 ersichtlich ist, betrug der Reduzierungsbetrag des Elektrodeninnenwiderstandswertes für alle Stoßpunkte Δr ≥ 30 μΩ und der Schweißlinsendurchmesser war außerdem ausreichend, wenn die Anzahl der Stoßpunkte klein ist. Wenn die Anzahl der Stoßpunkte erhöht wurde und 846 Punkte erreicht hatte, dann erschien der Reduzierungsbetrag Δr < 30 μΩ. In diesem Fall wurde die Stromführungszeiterweiterung von einem Zyklus automatisch hinzugefügt. Infolgedessen war das Schweißlinsenbestimmungskriterium (2) nach der Steuerung (Erweiterung der Stromzufuhr) erfüllt, und der Schweißlinsendurchmesser war außerdem ausreichend.
Es ist zu beachten, dass der Reduzierungsbetrag Δr von jedem Elektrodeninnenwiderstandswert, der in den 30 bis 32 gezeigt ist, für alle Stoßpunkte innerhalb des Bereiches der Stoßpunkte zu beobachten war, der in den 30 bis 32 gezeigt ist. Außerdem ist der Reduzierungsbetrag Δr ein Wert nach einer Stromzufuhr mit 3 Zyklen, und ein Wert des Reduzierungsbetrages Δrp nach der Erweiterung einer Stromzuführungszeit wurde nicht beobachtet. Wenn die Anzahl der Stoßpunkte die Nähe von 1500 Stoßpunkten erreicht hatte, wurde der Reduzierungsbetrag Δr insgesamt kleiner und die Anzahl der Stoßpunkte von Δr < 30 μΩ wurde beträchtlich erhöht. In diesen Fällen wurde die Stromzuführungszeit automatische erweitert, und der Reduzierungsbetrag Δrp erfüllte das vorstehend erwähnte Kriterium (2).
Wenn die Anzahl der Stoßpunkte die Nähe von 2300 Punkten erreichte, wurde die Frequenz der Stromzuführungserweiterungen hoch, und es wird geschätzt, dass die Anzahl der Stoßpunkte oder eine Zeitperiode zu reduzieren ist, bis eine ausreichende Schweißlinse nicht erhalten wird. Daher stieg die festgelegte Stromstärke automatisch auf 13 kA durch das Kriterium (5) der Stromstärkenerhöhung an. Dementsprechend wurde die Frequenz der Stromzuführungserweiterungen reduziert. Wenn die Anzahl der Stoßpunkte 2832 Punkte beträgt, dann tritt eine unregelmäßige Stromzufuhr auf. Diese unregelmäßige Stromzufuhr wurde durch das Kriterium (3) zur Schweißlinsenbestimmung bestimmt.
Wenn die Anzahl der Stoßpunkte in der Nähe von 3400 ist, dann wird die Frequenz der Stromzuführungserweiterungen erneut erhöht, und die festgelegte Stromstärke stieg automatisch auf 15 kA an (auch wenn dies nicht gezeigt ist, ist die Stromstärke in der Nähe von 3200 Punkten auf 14 kA angestiegen).
In der Nähe von 3740 Stoßpunkten ist die Stromstärke weiter auf 16 kA angestiegen, und in der Nähe von 4450 Stoßpunkten ist die unregelmäßige Stromzufuhr häufig erschienen. Folglich wurde der Elektrodendruck auf 2548 N (260 kgf) durch das Kriterium (6) der Elektrodendruckerhöhung automatisch erhöht.
Auf diese Art und Weise konnte ein Punktschweißvorgang bis zu 5400 Stoßpunkten durchgeführt werden, ohne dass irgendein menschlicher Eingriff durch die lernfähige Steuerung erforderlich war, während eine ausreichende Schweißlinse gewährleistet und eine in-Prozess-Qualitätsgarantie erzielt wurden. Daneben entsprechen die S400 Stoßpunkte einer Menge von 300 Tafelsätzen von 300 Fahrzeugen, und sie sind äquivalent zu einer Arbeitsmenge für einen Tag einer durchschnittlichen Fahrzeugproduktionslinie. Gemäß der 33 sind zwei Schweißlinsendurchmesser für jeden Stoßpunkt vorgesehen, da drei Grundelemente verbunden werden. Die Schweißlinsendurchmesser sind nahezu gleich, und ein kleinerer Wert der beiden ist gezeigt.
Hinsichtlich den Schweißlinsen, die ein Kriterium erfüllen, bei denen der Reduzierungsbetrag Δr aber besonders klein ist und eine unregelmäßige Stromzufuhr auftrat, wurden alle Schweißlinsendurchmesser überprüft und als ausreichend befunden. Darüber hinaus wurde bei diesem Experiment eine Erhöhung der Stromstärke durch die lernfähige Steuerung in einem Zeitraum mit einer konstanten Anzahl von Stoßpunkten durchgeführt. Wie dies jedoch an den Abschnitten A und B der selben Tafel ersichtlich ist, hängt der Schwierigkeitsgrad der Schweißlinsenausbildung von der Position von dem jeweiligen Stoßpunkt ab. Hinsichtlich der individuellen Positionen der Stoßpunkte oder für Gruppen, die gemäß dem Schwierigkeitsgrad klassifiziert sind, ist es daher denkbar, dass eine Stromstärke individuell oder gemäß einer jeweiligen Gruppe erhöht wird. Auf diese Art und Weise kann die Lebensdauer einer Schweißelektrode verlängert werden.
Auch in diesem Beispiel wurden die Schweißzustände im Zeitraum des Starts eines Testes für alle Stoßpunkte der jeweiligen Tafel konstant gehalten. Es ist denkbar, dass die Schweißzustände im Zeitraum des Teststarts ebenfalls individuell oder gemäß der jeweiligen Gruppe geändert werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Schwierigkeitsgrad der Schweißlinsenausbildung. Somit kann die Lebensdauer einer Schweißelektrode auch verlängert werden, was ein überflüssiges Erwärmen im Zeitraum des Schweißvorganges verhindert.
Festigkeitstest
Hinsichtlich einer Fahrzeugrohkarosserie, die gemäß dem Stand der Technik montiert ist, und einer Fahrzeugrohkarosserie, bei der die gleichen Bauelemente verwendet werden, wurde lediglich der Türöffnungsabschnitt eines Seitenelementes durch das System gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 gestoßen, und andere Bauteile wurden gemäß dem Stand der Technik montiert, wobei die Biegesteifigkeiten der Fahrzeugkarosserien verglichen wurden. Die Ergebnisse sind in der 34 gezeigt.
Die Anzahl der Stoßpunkte des Türöffnungsabschnittes betrug 164 Stoßpunkte bei dem Stand der Technik, und sie war auf 71 Stoßpunkte bei dem gegenwärtigen System reduziert. Die Reduzierungsrate der Anzahl der Stoßpunkte betrug 57%. Es ist zu beachten, dass der durch das gegenwärtige System geschweißte Abschnitt einer Härtebehandlung bei 180°C für 30 Minuten nach dem Stoßvorgang ausgesetzt wurde.
Wie dies eindeutig aus der 34 ersichtlich ist, zeigte die Biegesteifigkeit der durch das gegenwärtige System montierten Karosserie einen hohen Wert, der dem Stand der Technik nicht schlechter gestellt war, trotz einer beträchtlichen Reduzierung der Anzahl der Stoßpunkte. Dies ist hauptsächlich durch die Klebewirkung begründet, die bei der vorliegenden Erfindung auftritt.
Werteanalyse
Die Werteanalyse in dem Fall, bei dem anstelle des Standes der Technik das System der vorliegenden Erfindung in den Montageprozess von Fahrzeugkarosserien durch ein Massenproduktionsverfahren eingeführt wurde, ist folgendermaßen.
A. Vorteile

1. Umstände, die aus der Reduzierung der Fügeenergie durch eine Erhöhung des Blechinnenwiderstandswertes resultieren
(a) Einsparung des Energieverbrauchs (1/3 vom Stand der Technik)
(b) Miniaturisierung eines Roboters oder Kühlen einer Schweißmaschine (Reduzierung der Anlagekosten)
(c) Reduzierung der Sputter (Reduzierung der Wartungskosten)
(d) kein Auftreten von Grat (Reduzierung einer Anzahl von Finishing-Prozessen)
(e) Reduzierung der Schweißspannungen (Reduzieren einer Anzahl der Wiederherstellprozesse)
(f) kleine Markierungen (Verbesserung des äußeren Erscheinungsbildes)
(g) lange Lebensdauer der Schweißelektroden (stabiles Stoßen, reduzieren der Kosten der Schweißelektroden)
(h) reduzieren des Verklebens von Elektroden (Verhinderung eines Stopps der Linie)
(i) enge wärmebeeinflusste Zone (Verhinderung einer Verschlechterung der Grundelemente)
2. Umstände, die aus der Tatsache resultieren, dass die Beziehung zwischen einer Änderung des Elektrodeninnenwiderstandswertes und einem Erfolg oder einem Fehler einer Schweißlinse eindeutig wurde
(a) Erreichen einer in-Prozess-Qualitätsgarantie (zuverlässige Garantie hinsichtlich aller Stoßpunkte), folgliches Weglassen der Musterüberprüfung (Meitelüberprüfung)
(b) Erzielen einer Fertigungsautomatisierung durch eine lernfähige Steuerung (Einsparen von Laborkosten)
3. Umstände, die aus der Klebewirkung eines Widerstandserhöhungsmaterials resultieren
(a) Dichtwirkung (Gewährleistung einer wasserdichten Funktion)
(b) Verbesserung der Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie (Reduzierung des Gewichtes einer Fahrzeugkarosserie, Verbesserung der Stabilität beim Lenken)
(c) Verbesserung der Fügefestigkeit
(d) Verbesserung einer Schwingungscharakteristik (Verbesserung der Stabilität beim Lenken und des Fahrverhaltens)
(e) Reduzierung des Lärms (Verbesserung des Komforts)
(f) Verbesserung einer Stoßcharakteristik

B. Nachteile

(a) Erfordernis zum Einführen einer geeigneten Anzahl von automatischen Besichtungsmaschinen in eine Produktionslinie (Erfordernis von zusätzlichen Anlagekosten)
(b) Einführen einer Überwachungsausstattung (Erfordernis von zusätzlichen Anlagekosten)
(c) Vermehren der Beschichtungsprozesse
(d) Kosten eines Widerstandserhöhungsmaterials (Klebemittel)

C. Vergleich
Wenn das System der vorliegenden Erfindung anstelle des Standes der Technik eingeführt wird, dann sind die Faktoren der erhöhten Kosten reduziert, und die Wirkungen oder Vorteile hinsichtlich der vorstehend erwähnten verschiedenen Vorteile können erhalten werden, während die Möglichkeit von verringerten Kosten insgesamt enthalten ist.
Falls ein Schweißfügevorgang bereits übernommen wurde, dann werden eine beträchtlich verbesserte Schweißfunktion und eine in-Prozess-Qualitätsgarantie zusätzlich zu einer Wirkung von seither verringerten Kosten durch die Einführung des gegenwärtigen Systems erhalten.
Ausführungsbeispiel 2
Bei dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung wird eine in der 21 gezeigte automatische Elektrodenschleifmaschine 29 verwendet. Anders gesagt wird bei dem vorstehend erwähnten lernfähigen Steuerprozess ein automatischer Schleifvorgang einer Schweißelektrode anstelle einer Erhöhung eines Elektrodendruckes bei dem in der 23 gezeigten Schritt S205 durchgeführt. Andere Aufbauten und Betriebsweisen sind gleich wie sie in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels 1 gezeigt sind.
Falls bei diesem System die Frequenz einer unregelmäßigen Stromzufuhr größer ist als ein Kriterium während aufeinanderfolgenden Stoßpunkten, dann wird ein erneutes Schleifen einer Schweißelektrode bei dem vorstehend erwähnten Schätzprozess automatisch durchgeführt. In diesem Fall wird eine festgelegte Stromstärke auf den anfänglich festgelegten Wert bei dem nächsten Stoßpunkt zurückgesetzt, und es ist möglich, fortlaufend zu schweißen.
Ausführungsbeispiel 3
Bei dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung wird ein perforiertes Band als ein Widerstandserhöhungsmaterial verwendet. Andere Aufbauten und Betriebsweisen sind gleich, wie sie in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels 1 gezeigt sind.
Bei diesem System hat ein beidseitig klebendes und perforiertes Band 30 eine Klebekraft an beiden Seiten und haftet an einer Tafel 31 mittels einer Hafteinheit (nicht gezeigt). Dann wird eine andere Tafel angeordnet und ein Punktschweißvorgang wird durchgeführt. In diesem Zeitraum wird ein Schweißroboter 13 durch einen Computer so gesteuert, dass eine Mittellinie, die beide Schweißelektroden 32 verbindet, zu der Mitte des Loches 30a des perforierten Bandes 30 ausgerichtet ist.
Wie dies im Vorfeld im Einzelnen beschrieben wurde, kann bei dem System der vorliegenden Erfindung eine Schweißfunktion verbessert werden, und eine hohe Produktivität kann aufrechterhalten werden, und zwar bei einem Massenproduktionssystem. Außerdem wird bei einem Massenproduktionssystem eine in-Prozess-Qualitätsgarantie durchgeführt, indem alle Schweißabschnitte überprüft werden, und zwar gleichzeitig wenn sie geschweißt werden, und außerdem werden die Schwierigkeiten, die hinsichtlich der Schweißqualität verknüpft sind, im Voraus überwacht. Durch diesen Vorgang können die Schwierigkeiten, die mit der Qualität des Schweißens verbunden sind, im Voraus bewältigt werden.
Dementsprechend erfüllt das System der vorliegenden Erfindung die immer größer werdende Nachfrage an einer Qualitätsgarantie, und es wird erwartet, dass diese Anforderung gegenwärtig erfüllt wird. Außerdem werden eine Verbesserung der Produktivität, eine in-Prozess-Qualitätsgarantie, ein unbemannter Betrieb während einer langen Zeitperiode durch eine lernfähige Steuerung bei einem Massenproduktionssystem möglich.

Claims

Punktschweißverfahren zum Montieren von zumindest zwei Startelementen (10a, 10b, 10c; 31), die aus einem galvanisierten Stahlblech ausgebildet sind, zu einem Strukturelement durch Punktschweißen von Fügeflächen der Startelemente durch galvanisierte Lagen an den Fügeflächen mittels einer Punktschweißmaschine mit einem Paar Schweißelektroden (32), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Anordnen (S102) eines Widerstandserhöhungsmaterials an einer vorbestimmten Position an der Fügefläche von einem der Startelemente (10a, 10b, 10c; 31); Überlappen (S104) eines anderen der Startelemente (10a, 10b, 10c; 31) an dem einen der Startelemente, während das Widerstandserhöhungsmaterial zwischen den Startelementen eingeklemmt wird; Positionieren (S106) einer Mittelachse, die durch das Paar Schweißelektroden (32) hindurch tritt, im Wesentlichen über die Mitte des Widerstandserhöhungsmaterials, das zwischen den Fügeflächen eingeklemmt ist, um einen vorbestimmten Druck durch die Schweißelektroden (32) auf das Widerstandserhöhungsmaterial und die Startelemente aufzubringen; und Einspeisen (S107) eines Schweißstromes mit einer vorbestimmten Stärke zwischen den Schweißelektroden (32) in einer vorbestimmten Zeit; gekennzeichnet durch Erfassen (S108) von elektrischen Charakteristika (i) hinsichtlich den Schweißelektroden (32) in der vorbestimmten Zeit; Berechnen (S301) eines Elektrodeninnenwiderstands (r1, r2, r3, r4) auf der Grundlage der erfassten elektrischen Charakteristika (i) und Berechnen (S302 ... S308) von Charakteristika (Δr) einer Widerstandsänderung auf der Grundlage des Elektrodeninnenwiderstands; Bestimmen (S309) eines Erfolges oder eines Fehlers beim Ausbilden einer Schweißlinse zwischen den Fügeflächen durch Vergleichen der Charakteristika (Δr) einer Widerstandsänderung mit einem vorbestimmten Standard (ΔR); automatisches Ändern (S401) von Schweißzuständen beim Bestimmen eines Fehlers bei dem Bestimmungsschritt (S309) und Ausgleichen des Fehlers; Vergleichen (S901) eines anderen vorbestimmten Standards (ΔRp) mit Charakteristika (Δrp) einer Widerstandsänderung, die nach dem Ausgleichsschritt (S401) zusätzlich berechnet wurde, und sekundäres Bestimmen (S901) eines Erfolges oder eines Fehlers beim Ausbilden der Schweißlinse; und Aufzeichnen (S902) der Bestimmung eines Fehlers beim Ausbilden der Schweißlinse bei dem sekundären Bestimmungsschritt.
Punktschweißverfahren gemäß Anspruch 1, mit den folgenden Schritten: fortlaufendes Aufzeichnen (S203) von zumindest den elektrischen Charakteristika (i), dem Elektrodeninnenwiderstand (r1, r2, r3, r4) oder der Charakteristika (Δr) der Widerstandsänderung während des fortlaufenden Punktschweißens; Schätzen (S204) der Anzahl der Punkte oder der aufsummierten Dauer des Punktschweißvorganges, bis die Schweißlinse nicht erfolgreich ausgebildet wird, gemäß der Aufzeichnung bei dem fortlaufenden Aufzeichnungsschritt (S203); und automatisches Steuern (S205) zum Ändern von nachfolgenden Schweißzuständen, wenn die geschätzte Anzahl oder die aufsummierte Dauer einen vorbestimmten Standard erreicht.
Punktschweißverfahren gemäß Anspruch 2, mit den folgenden Schritten: sekundäres Ausgleichen (S1000) der Ausbildung einer Schweißlinse, indem ein zusätzliches Sicherungssystem aktiviert wird, wenn bestimmt wird, dass gemäß der Aufzeichnung bei dem fortlaufenden Aufzeichnungsschritt (S203) die Schweißlinse nicht ausgebildet wird, oder aufgrund eines unerwarteten Vorfalles, der bei der Abfolge der Schritte aufgetreten ist; und Befördern der Startelemente zwischen den Schritten, wobei die Schritte daran angepasst sind, eine Produktionslinie zu bilden, die vollständig durch einen Hauscomputer gesteuert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt (S401) zum Ändern der Schweißzustände für das primäre Ausgleichen ein Verlängern der Dauer des Schweißstromes aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Schätzschritt (S204) ein Schätzen der Anzahl der Punkte oder der aufsummierten Dauer des Punktschweißvorganges aufweist, bis die Schweißlinse nicht erfolgreich ausgebildet wird, indem Charakteristika eine Widerstandsänderung mit dem vorbestimmten Standard verglichen werden, und wobei der Schritt (S205) zum Ändern der Schweißzustände ein automatisches Schleifen der Schweißelektroden aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Schätzschritt (S204) ein Schätzen der Anzahl der Punkte oder der aufsummierten Dauer des Punktschweißvorganges aufweist, bis die Schweißlinse nicht erfolgreich ausgebildet wird, indem die Frequenz eines unregelmäßigen Stromes zwischen den Schweißelektroden verglichen wird, und wobei der Schritt (S205) zum Ändern der Schweißzustände ein Erhöhen des Druckes aufweist, der auf die galvanisierten Stahlbleche aufgebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Schritt (S205) zum Ändern der Schweißzustände bei dem Steuerschritt ein Verlängern der Dauer des Schweißstromes aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Schritt (S205) zum Ändern der Schweißzustände bei dem Steuerschritt ein Erhöhen der vorbestimmten Stärke des Schweißstromes aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Widerstandserhöhungsmaterial ein Abstandsstück (30) aufweist, das einen Spalt zwischen den Fügeflächen der galvanisierten Stahlbleche bei dem Überlappungsschritt (S104) gewährleistet.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Widerstandserhöhungsmaterial einen Teil des Spaltes um das Abstandsstück herum zwischen den Fügeflächen beibehält, um damit zu ermöglichen, dass die Fügeflächen bei dem Druckbeaufschlagungsschritt miteinander in Kontakt gelangen.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Widerstandserhöhungsmaterial einen Teil des Spaltes um das Abstandsstück herum zwischen den Fügeflächen beibehält, um damit zu ermöglichen, dass die Fügeflächen bei dem Druckbeaufschlagungsschritt miteinander in Kontakt gelangen, wobei der beibehaltene Spalt eine Größe hat, bei der Zink, welches bei dem Stromeinspeisungsschritt geschmolzen oder verdampft wird, von einem Schweißabschnitt der galvanisierten Stahlbleche entweichen kann.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Widerstandserhöhungsmaterial ein Gemisch aus elektrisch schlecht leitenden Partikeln und Klebematerial aufweist, wobei die elektrisch schlecht leitenden Partikel als das Abstandsstück dienen, und wobei das Klebematerial schäumt oder die Klebewirkung erhöht, wenn es erwärmt wird oder altert.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Widerstandserhöhungsmaterial ein perforiertes Band (30) mit einem Klebemittel aufweist, welches an dessen entgegengesetzten Seiten aufgetragen ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 mit den folgenden Schritten: Aufzeichnen (S902, S203) des Elektrodeninnenwiderstands (r1, r2, r3, r4) für den jeweiligen Punkt, wenn der fortlaufende Punktschweißvorgang durch das Elektrodenpaar (32) ausgeführt wird; Schätzen (S204) einer Elektrodenlebensdauer, die entweder durch die Anzahl der Punkte oder durch eine aufsummierte Dauer der Punktschweißvorgänge definiert wird, bis eine Schweißlinse durch die Elektroden (32) ungenügend ausgebildet wird, gemäß der Aufzeichnung des Elektrodeninnenwiderstands (r1, r2, r3, r4); und automatisches Ändern von Schweißzuständen (S205), um damit den fortlaufenden Punktschweißvorgang zu ermöglichen, wenn die Elektrodenlebensdauer eine vorbestimmte Elektrodenlebensdauer erreicht hat.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Elektrodenlebensdauer durch die Anzahl der Punkte definiert wird, wenn eine Frequenz eines unregelmäßigen Stromflusses in einem vorbestimmten Intervall der Serie der Punkte auftritt und einen vorbestimmten Standardwert erreicht, wobei der unregelmäßige Stromfluss in jenem Fall definiert wird, wenn der Elektrodeninnenwiderstand (r1, r2, r3, r4) bei einem ersten Zyklus eines Wechselstroms, der bei jedem Punkt zugeführt wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Elektrodenlebensdauer durch die Anzahl der Punkte definiert wird, wenn eine Frequenz eines Ausgleichsvorgangs zum Fertigstellen einer ungenügenden Schweißlinse, die in einem vorbestimmten Intervall der Serie von Punkten ausgebildet wird, einen vorbestimmten Standardwert erreicht, wobei die ungenügende Schweißlinse durch jene Schweißlinse definiert wird, die dann ausgebildet wird, wenn eine Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der Elektrodeninnenwiderstände bei den Zyklen eines Stroms, der bei jedem Punkt zugeführt wird, niedriger ist als ein vorbestimmter Standardwert, und der Ausgleichsvorgang wird für die ungenügende Schweißlinse dadurch bewirkt, dass eine Zeit der Stromzufuhr erweitert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Elektrodenlebensdauer durch die Anzahl der Punkte definiert wird, wenn eine Frequenz eines Ausgleichsvorganges zum Fertigstellen einer ungenügenden Schweißlinse, die in einem vorbestimmten Intervall der Serie von Punkten ausgebildet wird, einen vorbestimmten Standardwert erreicht, wobei die ungenügende Schweißlinse durch jene Schweißlinse definiert wird, die dann ausgebildet wird, wenn ein im voraus aus einer Vielzahl Muster ausgewähltes Muster jeweils eine Änderung des Elektrodeninnenwiderstands während der Stromzufuhr für jeden Punkt darstellt, und wobei der Ausgleichsvorgang für die ungenügende Schweißlinse durch Erweitern einer Stromzuführungszeit bewirkt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Elektrodenlebensdauer durch die Anzahl der Punkte definiert wird, wenn eine Frequenz eines Ausgleichsvorganges zum Fertigstellen einer ungenügenden Schweißlinse, die in einem vorbestimmten Intervall der Serie von Punkten ausgebildet wird, einen vorbestimmten Standardwert erreicht, wobei die ungenügende Schweißlinse durch jene Schweißlinse definiert wird, die dann ausgebildet wird, wenn ein aus einer Vielzahl von Mustern im voraus ausgewähltes Muster jeweils eine Änderung des Elektrodeninnenwiderstands während der Stromzufuhr für jeden Punkt darstellt, und wenn eine Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der Elektrodeninnenwiderstände bei den Zyklen der Stromzufuhr für jeden Punkt niedriger ist als ein vorbestimmter Standardwert, und der Ausgleichsvorgang für die ungenügende Schweißlinse wird durch Erweitern einer Stromführungszeit bewirkt.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Widerstandserhöhungsmaterial das Gemisch aus einem Klebematerial und einem Pulver aufweist, wobei das Pulver eine Wirkung als ein Abstandsstück hat.