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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern
eines Widerstandsschweissgeräts
gemäss
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (s. zum Beispiel JP-A-9/216072)
zum Beispiel für
das Punktschweissen.
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Widerstandsschweissen,
wie Punktschweissen wird seit langem für eine aus Stahlblechen geformte Erzeugnisvielfalt
verwendet. Aber heutzutage scheinen sich Fehler während des
Widerstandsschweissens zu erhöhen.
Mit anderen Worten, Werkstücke
wurden herkömmlicherweise
im Allgemeinen aus weichen Stahlblechen geformt. Deshalb trat fehlerhaftes
Schweissen weniger häufig
auf. Durch Konstanthalten der Schweissbedingungen war es möglich, die
Qualität
des Schweissens relativ stabil zu halten. Aber an Stelle von weichen Stahlblechen
werden zunehmend galvanisierte Stahlbleche und hochdehnbare Stahlbleche
verwendet und Schweissfehler treten häufiger auf.
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Entsprechend
wurde das Aufkommen eines Verfahrens des genauen Steuerns der Schweissqualität erwartet.
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Für dieses
Problem wurden eine Vielfalt von Schweisssteuerverfahren entwickelt.
Zum Beispiel ist ein bisher entwickeltes Verfahren ein Verfahren,
bei dem der Widerstand an den Elektrodenspitzen aus Schweissstrom
und Schweissspannung erzielt wird und der Schweissstrom abhängig vom Änderungsmuster
des Widerstandes gesteuert wird. Ein Beispiel dieses Typs ist offenbart
in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Sho 57-127584.
Es wurde ein weiteres Verfahren entwickelt, bei dem die Spannung
an den Elektrodenspitzen mit einer vorgegebenen Referenzspannung,
die sich mit der Zeit ändert,
verglichen wird und Schweisssteuerung wird abhängig davon ausgeführt, ob
der Unterschied innerhalb eines erlaubten Wertes liegt. Ein Beispiel
dieses Typs ist offenbart in der japanischen Patentanmeldung Nr.
Sho 59-40551. Darüber hinaus
wurden in Übereinstimmung
mit dem Fortschritt der früheren
Rechner und Simulationstechnologien weitere Verfahren entwickelt
und in der Praxis verwendet, bei denen ein Wärmeleitungsmodell benutzt wird und
Schweisskörnungsdurchmesser
unter Verwendung eines Rechners berechnet werden. In diesen Verfahren
wird die Temperaturverteilung eines Basismetalls aus einem Wärmeleitungsmodell
berechnet, Schweisskörnungs-Bildungsbedingungen
werden aus der Temperaturverteilung geschätzt und Schweisssteuerung wird abhängig von
diesen Bedingungen ausgeführt.
Ein Beispiel diese Typs ist offenbart in der japanischen Patentanmeldung
Nr. Hei 9-2072.
Ein weiteres Verfahren wurde entwickelt, bei dem die Temperaturverteilung
des Basismetalls aus einem Wärmeleitungsmodell
berechnet wird, der Schweisskörnungsdurchmesser
aus der Temperaturverteilung geschätzt wird und die Temperaturverteilung
unter Verwendung der Bewegungsmenge der Elektroden während des
Schweissens korrigiert wird. Ein Beispiel diese Typs ist offenbart
in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 7-16791.
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Bei
diesen Technologien ist es im Fall der verschiedenen herkömmlichen
Schweisssteuerungsverfahren, die kein Wärmeleitungsmodell verwenden
nötig,
Vorprüfungen
für jedes
Schweissmaterial an einem Schweissstand durchzuführen, um die Beziehung zwischen
Schweissqualität
und Bewertungsmerkmalen zu erarbeiten. Das Ergebnis der Steuerung
ist nicht befriedigend. Der Nachteil beim herkömmlichen Schweisssteuerungsverfahren
wird durch die Tatsache hervorgerufen, dass sein Steueralgorithmus
auf Grundlage nur der grundlegenden Bilder und experimentellen Gleichungen
erzeugt wird.
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Darüber hinaus
bietet dieses neueste Schweisssteuerverfahren unter Verwendung eines
Wärmeleitungsmodells
eine Möglichkeit,
die vorstehend erwähnten
Probleme zu lösen,
da es Allzwecksteuerverfahren beinhaltet. Die aktuellen Schweissbedingungen
an einem Schweissarbeitsplatz sind abhängig von der Mischung verschiedener
Blechkombinationen (die Blechkombinationen unterscheiden sich in
Stärke,
Material und Oberflächenbehandlung),
Vorhandensein oder Fehlen von Schweisspunkten, Vorhandensein oder
Fehlen von Endpunktschweissen (Schweissen an einen Blechendteil)
und dem Formunterschied bei den Elektrodenspitzen und dergleichen.
Deshalb war es in manchen Fällen
schwierig, die Genauigkeit der Steuerung zu erhöhen und bei alleiniger Verwendung
des Wärmeleitungsmodells
hohe Schweissqualität
zu erzielen.
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Wird
zum Beispiel eine Blechkombination aus dünnen und dicken Blechen gebildet
und werden drei oder mehr Bleche übereinander gelegt und verschweisst,
ist es, auch wenn angenommen wird, dass durch Verwendung des Wärmeleitungsmodells,
abhängig
von den gemeinsamen Kontaktpositionen dünner und dicker Bleche genügend verschweisste
Teile erzielt werden, schwierig zu beurteilen, ob der Teil des dünnen Bleches,
der mit der Schweisselektrode als kühlendes Ende in Berührung kommt,
geschmolzen ist oder nicht.
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Dokument
JP 09 216072 A offenbart
ein Verfahren zum Steuern einer Widerstandsschweissmaschine wie
im Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Dokument
EP 0 780 186 A2 offenbart
ein Steuergerät
für ein
Widerstandsschweissgerät.
Dieses Steuergerät
enthält
eine Schweissstromerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Schweissstroms,
eine Vorrichtung zum Erfassen einer Interelektrodenspannung, einen
Berechnungsabschnitt zum Vorhersagen eines Körnungswachstums oder zum Abschätzen einer
Expulsions- und Surfaceflash-Erzeugungswahrscheinlichkeit und einen
Steuerabschnitt zum Steuern des Schweisstroms so, dass das Körnungswachstum
oder die Expulsions- und Surfaceflash-Erzeugungswahrscheinlichkeit auf einen
vorbestimmten Wert eingestellt werden können.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Widerstandsschweissgerät-Steuerverfahren
zur Verfügung
zu stel len, das in der Lage ist, die Steuergenauigkeit und Schweissqualität zu verbessern.
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Dieses
Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zum Steuern eines Widerstandsschweissgeräts, wie
in Anspruch 1 definiert.
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Das
heisst, ein Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Berechnen einer
Temperaturverteilung an einem zu schweissenden Teil unter Verwendung
von Änderungen
des Schweisstroms und der Spannung an zwei Schweisselektroden während des
Schweissens und von Schweisspositionsinformation an einer Punktschweissposition
und zum Steuern wenigstens des Schweissstroms oder des auf die Elektroden
angelegten Drucks unter Verwendung der berechneten Temperaturverteilung.
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In Übereinstimmung
mit dem Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
der vorliegenden Erfindung wird die Temperaturverteilung an einem
zu schweissenden Teil berechnet unter Verwendung von Änderungen
des Schweisstroms und der Spannung an zwei Schweisselektroden während des
Schweissens und von Schweisspositionsinformation an einer Punktschweissposition
und dieser Schweisstrom und/oder der auf die Elektroden angelegte
Druck werden durch Verwenden der berechneten Temperaturverteilung
gesteuert. Deshalb wird die Schweissqualität weniger durch die Punktschweissposition
beeinflusst. Als Ergebnis davon bewirkt dieses Verfahren hochgenaue
Körnungsdimensions-Eigenschaftswerte
am zu schweissenden Teil, wodurch die Steuerung der Schweissqualität verbessert
wird.
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Weitere
vorteilhafte Entwicklungen werden in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
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Das
heisst, ein Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren sein zum Berechnen
einer Temperaturverteilung an einem zu schweissenden Teil unter
Verwendung von Änderungen
des Schweisstroms und der Spannung an zwei Schweisselektroden während des
Schweissens und von Information über
die Blechkombinationsfolge und von Schweissinformation an einer
Punktschweissposition und zum Steuern wenigstens des Schweissstroms
oder des auf die Elektroden angelegten Drucks unter Verwendung der
berechneten Temperaturverteilung.
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Darüber hinaus
kann ein Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren sein zum Berechnen
einer Temperaturverteilung an einem zu schweissenden Teil unter
Verwendung von Änderungen
des Schweisstroms und der Spannung an zwei Schweisselektroden während des
Schweissens und von Information über
die Blechkombinationsfolge und von Schweissinformation an einer
Punktschweissposition und von Information über den Vergleich von Abnutzung zwischen
den beiden Schweisselektroden und zum Steuern wenigstens des Schweissstroms
oder des auf die Elektroden angelegten Drucks unter Verwendung der
berechneten Temperaturverteilung.
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Darüber hinaus
kann ein Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren sein zum Berechnen
einer Temperaturverteilung an einem zu schweissenden Teil unter
Verwendung von Änderungen
des Schweissstroms und der Spannung an zwei Schweisselektroden während des
Schweissens von Schweisspositionsinformation an einer Punktschweissposition
und von Information über
den Vergleich von Abnutzung zwischen den beiden Schweisselektroden
und zum Steuern wenigstens des Schweissstroms oder des auf die Elektroden
angelegten Drucks unter Verwendung der berechneten Temperaturverteilung.
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Im
vorstehend erwähnten
Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann die Blechkombinationsfolge an der
Punktschweissposition Information über die Überlagerungsfolge von Blechen
enthalten, die eine zu schweissende Blechkombination bilden.
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Im
vorstehend erwähnten
Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann die Blechkombinationsfolge an der
Punktschweissposition Information über die Materialien von Blechen
enthalten, die eine zu schweissende Blechkombination bilden.
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Im
vorstehend erwähnten
Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann die Blechkombinationsfolge an der
Punktschweissposition Information über die Oberflächenbehandlung
von Blechen enthalten, die eine zu schweissende Blechkombination
bilden.
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Im
vorstehend erwähnten
Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann die Schweisspositionsinformation
an der Punktschweissposition Information über den Abstand zu einem geschweissten
Punkt enthalten.
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Im
vorstehend erwähnten
Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann die Schweisspositionsinformation
an der Punktschweissposition Information über den Abstand zu den Endpunkten
eines Werkstückes
enthalten.
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Im
vorstehend erwähnten
Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann die Information über den Vergleich der Abnutzung
zwischen den beiden Schweisselektroden Information enthalten über den
Vergleich der Kontaktdurchmesser an den Spitzen der Schweisselektroden.
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Im
vorstehend erwähnten
Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahren
gemäss
der vorliegenden Erfindung kann die Information über den Vergleich der Abnutzung
der beiden Schweisselektroden Information enthalten über die
Formen der Spitzen der Schweisselektroden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel eines Widerstandsschweissgerät-Steuerungsverfahrens
in Übereinstimmung
mit einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, die eine zu schweissende Blechkombination mit Blechen
verschiedener Stärke zeigt;
Seite 10
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3a und 3b sind
Ansichten, die Schweissbedingungen zeigen, abhängig von Blechkombinationsfolgen,
wenn eine der Schweisselektroden abgenutzt ist;
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4 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel von Schweissen an einem Endpunkt
eines Werkstückes
zeigt;
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5a und 5b sind
Ansichten, die Schweissbedingungen zeigen, bei denen ein Schweisspunkt
vorhanden ist und eine Verschiebung auftritt;
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6 ist
eine Ansicht, die ein Korrekturverfahren zeigt, wenn ein Wärmeleitungsmodell
verwendet wird und Bleche grosse Unterschiede in der Stärke haben;
und
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7 ist
eine Ansicht einer Schweissbedingung, wenn ein geschweisster Punkt
nahe einer Punktschweissposition liegt.
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Nachstehend
wird in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ein Ausführungsbeispiel unter Bezug
auf die 1 bis 7 beschrieben.
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In 1 wird
von einem Druckzylinder 3 Druck auf Schweisselektroden 1 ausgeübt, um ein
Werkstück 17 zwischen
ihnen zu halten. Die Schweisselektroden 1 sind über Sekundärkonduktoren 2 mit
einer Schweissspannungsquelle 16 verbunden. Ein Mechanismusteil 18 hat
einen von den Schweisselektroden 1 elektrisch isolierten
Bewegungsmechanismus und wird von einem Antriebsteil 6 so
angetrieben, dass er die Schweisselektroden 1 in Übereinstimmung
mit Befehlen aus einem Punktschweiss-Positionssteuerteil 12 zu jeder
Position auf dem Werkstück 17 bewegt.
Seite 11
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Spannungserfassungsleitungen 7 sind
mit den Schweisselektroden 1 verbunden und eine Schweissspannung
wird von einem Schweissspannungs-Signalverarbeitungsteil 8 erfasst.
Gleichzeitig wird das Signal eines Schweissstrom-Erfassungsteils 9 von
einem Schweisstrom-Verarbeitungsteil 10 verarbeitet und
einem Schweissteiltemperatur-Abschätzteil 11 eingegeben.
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Darüber hinaus
wurden vorher bereits Punktschweissposition des Werkstücks 17,
Blechschichtsequenz an der Punktschweissposition, Punktschweisspositionsinformation
und Information bezüglich
der Abnutzung zwischen den beiden Schweisselektroden dem Punktschweisspositions-Steuerteil 12 eingegeben. Das
Punktschweisspositions-Steuerteil 12 bewegt die Schweisselektroden 1 zur
Punktschweissposition und überträgt die Bewegungsinformation
zu einem Schweissbedigungs-Eingabeteil 13.
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Unter
Verwendung der Signale des Schweissspannungs-Signalverarbeitungsteils 8 und
des Schweissstrom-Erfassungsteils 9 schätzt der Schweissteiltemperatur-Abschätzteil 11 die
Temperatur im geschweissten Teil des Werkstückes 17.
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Unter
Verwendung des Ergebnisses der Schätzung erzeugt ein Schweisssteuerteil 14 einen
Steuerwert. Ein Steuerausgabeteil 15 überträgt eine Steuerausgabe zu einem
elektropneumatischen Anpassungszylinder 4 über die
Schweissspannungsquelle 16 und einen elektropneumatischen
Anpassungszylinder-Steuerteil 5, wodurch Schweissbedingungen
und mindestens Schweissstrom oder Schweissdruck gesteuert werden. Seite
11
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Nachstehend
wird die Tätigkeit
des Schweissteiltemperatur-Abschätzteils 11 beschrieben.
Bereits vorher wurden die Stärke
des zu schweissenden Werkstückes 17,
die Anzahl seiner übereinandergelegten
Bleche, die Materialien der Bleche, die physikalischen Konstanten,
abhängig
von den Materialien der Bleche, Form und Typ der Elektroden und
die physikalischen Konstanten, abhängig vom Material der Elektroden
in das Schweissteiltemperatur-Abschätzteil 11 eingegeben.
Das Schweissteiltemperatur-Abschätzteil 11 setzt
die Grenzbedingungen eines Wärmeleitungsmodells
auf der Grundlage der gegebenen Zahlwerte. Dieses Wärmeleitungsmodell
wird gebildet aus der geometrischen Form und den physikalischen
Konstanten eines zu schweissenden Teils und ist ein mathematisches
Modell für
zahlenmässige
Analyse auf Grundlage von Spannung und Schweissstrom am zu schweissenden
Teil. Zahlenmässige
Analyse wird unter Verwendung des Wärmeleitungsmodells auf Grundlage
des Schweissstroms, der durch den zu schweissenden Teil fliesst
und der daran angelegten Spannung ausgeführt, um den stromtragenden
Durchmesser, verwendet als stromtragenden Durchgang, Potentialverteilung
und Stromdichteverteilung am zu schweissenden Teil zu berechnen.
Wärmemenge
und Wärmeleitung
werden dann auf Grundlage von Stromdichte und inhärentem Widerstand
an jedem zu schweissenden Teil berechnet, wobei die Temperaturverteilung
an den zu schweissenden Teilen geschätzt werden kann. Diese Schätzung wird
dazu verwendet, die Schweissqualität (Körnungsdimensions-Eigenschaftswerte)
am zu schweissenden Teil zu steuern. Seite 13 Ein dieser Tätigkeit
des Schweissteiltemperatur-Abschätzteils 11 gleiches
Beispiel liegt detailliert vor in der japanischen Patentveröffentlichung
Hei 7-16791.
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Aber
beim tatsächlichen
Schweissen treten Mischung von Blechen mit verschiedenen Stärkewerten, "drei oder mehr Bleche übereinander", "häufiges Auftreten von Endpunktschweissen", "ebenso häufiges Auftreten
von Abweichungsschweissen", "manchmaliges Verwenden
von in der Form unterschiedlichen Elektroden als Paar" und andere schwierige
Situationen auf. Deshalb ist es machmal, wenn nur Information über die Stärke des
Werkstücks,
die Anzahl seiner übereinander
gelegten Bleche und über
die Materialien der Bleche verwendet wird schwierig, die Körnungsdimensions-Eigenschaftswerte
am zu schweissenden Teil zu steuern.
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2 zeigt
ein Beispiel, in dem das Werkstück 17 aus
gemischten dünnen
und dicken Blechen besteht und die Bleche signifikate Unterschiede
in der Stärke
aufweisen, wodurch Schweissfehler auftreten und die Steuerung der
Schweissqualität
erschwert wird.
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Zusätzlich kann
der Abnutzungszustand einer der Schweisselektroden 1 machmal
bedeutend von dem der anderen abweichen und Körnung kann an verschiedenen
Positionen entstehen. Sogar wenn die gleiche Blechkombination verwendet
wird, ist es schwierig die Körnungsdimensions-Eigenschaftswerte
zu steuern, wenn nicht die Blechschichtungssequenz unter Beachtung
der Elektroden betrachtet wird. Darüber hinaus sind manchmal die
Elektrodenspitzen zu speziellen Formen ausgebildet, abhängig von
den zu schweissenden Teilen. Beispiele dieses Falles werden in 3a und 3b gezeigt.
Seite 14
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Auch
wenn eine Punktschweissposition ein Endpunkt ist oder wenn eine
deutliche Verschiebung auftritt, kann es in manchen Fällen schwierig
sein, selbst das Wärmeleitungsmodell
anzuwenden. 4 zeigt ein Beispiel bei dem
Schweissen an einem Endpunkt 17a des Werkstückes 17 ausgeführt wird. 5 zeigt
ein Beispiel, in dem die Punktschweissposition von einem geschweissten
Punkt 21 um den Abstand H entfernt ist und eine Verschiebung 20 zum
geschweissten Punkt 21 auftritt.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wurden Information über
Blechschichtungssequenz, Schweisspositionsinformation über Punktschweisspositionen
des Werkstückes 17 und
Information über
den Abnutzungsvergleich zwischen den beiden Schweisselektroden bereits
vorher vom Punktschweisspositions-Steuerteil 12 zum Schweissbedingungs-Eingabeteil 13 eingegeben,
in Übereinstimmung
mit dem in TABELLE 1 angezeigten Inhalt.
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Stärkewerte,
Materialien und Schichtungssequenz für bis zu vier Bleche können in
TABELLE 1 geschrieben werden. Zusätzlich ist es möglich, Störbedingungen
an den Punkt schweisspositionen, d. h. Grad des Endpunktschweissens
oder Grad des Auftretens von Verschiebung einzugeben. Auch Information über den
Vergleich zwischen den beiden Schweisselektroden, d. h. den Unterschied
zwischen den Durchmessern der Elektrodenspitzen und dergleichen
kann eingegeben werden.
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TABELLE
1
Beispiel einer Schweissbedingungs-Übertragungstabelle
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Es
wurden auch alle Schweissbedingungen eines Schweissvefahrens gesetzt,
das auf Grund von fehlerhaften Bedingungen geändert wurde. Seite 16 In TABELLE
1 stellt ein Zyklus eine Wechselstromperiode dar. Ein Zyklus dauert
ungefähr
16 ms (1 Periode) im 60 Hz Bereich und stellt eine Wechselstromtragzeit
dar. 1 bis U stellen durch Zahlen und Buchstaben angezeigte Stärkewerte
dar, so dass Werte bis 3 mm durch ein Signalzeichen angezeigt werden
können.
Der Abstand zu einem Endpunkt im Bereich von 55 bis 99 stellt den Abstand
zwischen dem Mittelpunkt der Schweissspitze und einem Endteil im
Bereich von 5 mm bis 9,9 mm dar. Der Verschiebungsgrad wird abhängig vom
Abstand einer Punktschweissposition von einem nahegelegenen geschweissten
Punkt beurteilt. Grad 0 stellt dar, dass keine Verschiebung vorliegt
und Grad 5 stellt dar, dass der Abstand 5 mm oder weniger beträgt. Darüber hinaus
wird der Zustand der Oberflächenbehandlung abhängig vom "Material" klassifiziert. Zum
Beispiel stellt 1 ein Reinstahlblech dar, 2 stellt
ein galvanisiertes Stahlblech dar, 3 stellt ein hoch-dehnbares
Stahlblech dar, 4 stellt ein galvanisiertes hoch-dehnbares
Stahlblech dar usw..
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Auf
Grundlage der Information entscheidet das Schweissteiltemperatur-Abschätzteil 11 um
eine Schnittstelle zu bestimmen, die Schweissfehler hervorrufen
kann, abhängig
von der Blechschichtungssequenz und den Materialien der Bleche mit
verschiedenen Stärkewerten.
Die Körnungsdimensions-Eigenschaftswerte werden
abhängig
von der Temperaturverteilung an der Schnittstelle gesteuert.
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Mit
anderen Worten, wenn die in TABELLE 1 angezeigte Blechschichtungssequenz
an der Punktschweissposition eingegeben wird, entscheidet das Schweissteiltemperatur-Abschätzteil 11 um
zu bestimmen, ob die Notwendigkeit besteht das numerische Analyseverfahren
für das
Wärmeleitungsmodell
zu korrigieren.
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In
der vorliegenden Erfindung erfolgt die Entscheidung unter Verwendung
der Stärkegrades
des Blechs das Kontakt mit einer der Elektroden hat, die mit einer
Temperatur von T = Tr als kühlendes
Ende 1a verwendet wird und der Gesamtstärke der anderen Bleche. Wenn
der Grad gering ist, das heisst, wenn das Blech mit Kontakt mit
der Elektrode 1 ein dünnes
Blech ist, und seine Stärke
sehr viel geringer ist als die Gesamtstärke der anderen Bleche, wird
eine korrigierte numerische Berechnung ausgeführt.
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6 ist
eine schematische Ansicht, die das in diesem Fall ausgeführte numerische
Analyseverfahren zeigt. Sie zeigt auch ein Wärmeleitungsmodell von dem angenommen
wird, dass es symmetrisch ist im Hinblick auf die Mittelachse der
Elektrode mit einem Radius von d/2 am zu schweissenden Teil und
ebenso symmetrisch im Hinblick auf die Mittelachse des Werkstückes 17 in
Richtung seiner Gesamtstärke.
Bei der wirklichen numerischen Kalkulation wird der obere rechte
Teil der 6, d.
h. ein Viertel des Modells wegen der Begrenzung der Berechnungszeit
zur Berechnung verwendet. J stellt die Mittelachse der Elektrode
dar und i den Schweissstrom.
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6 zeigt
diesen Teil, geteilt in Berechnungsraster. Die Rasterintervalle
sind Δr × Δz und die
Hälfte der
Stärke
des Werkstückes 17 ist
h. Zusätzlich
zeigt der Teil unter der Achse r in der Zeichnung einen festen Teil
an und einen geschmolzenen Teil zur Erklärung des Ergebnisses der numerischen
Analyse. In diesem Fall ist der Radius des geschmolzenen Teils (der
Radius einer Körnung)
dn/2 und die Hälfte
der Stärke
des zu schweissenden Teils ist pn/2. Die numerische Berechnung in Übereinstimmung
mit dem aktuellen Ausführungsbeispiel
wird ausgeführt
mit Δr × Δz, gesetzt
auf ungefähr
0,1 mm.
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Nachstehend
wird das Korrekturverfahren für
den Fall beschrieben, wenn die Bleche, die das Werkstück 17 bilden
auffällige
Unterschiede in der Stärke
haben. Nachdem die Temperaturverteilung innerhalb des zu schweissenden
Teils, wie in der Zeichnung gezeigt, berechnet wurde, wird die Temperaturverteilung
an Teil a der 6, der der Schnittstelle zwischen
dem Blech mit Kontakt zur Elektrode und den anderen Blechen entspricht überprüft. Ein
Schweissbedingungs- Änderungsbefehl
wird an den Schweisssteuerteil 14 ausgegeben, so dass die
Temperatur an dem Punkt die Schmelztemperatur innerhalb der Schweisszeit
erreicht und die Schweissbedingungen werden geändert.
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In
diesem Fall kann der auf die Elektroden angelegte Druck durch Steuern
des elektropneumatischen Anpassung-Steuerzylinders 5 gesteuert
werden. Ausserdem ist der fortschreitende Verschleisszustand der beiden
Elektroden oder der Vergleich der Form der Elektrodenspitzen vorher
bekannt. Die Korrektur wird ausgeführt, wenn ein dünnes Blech
Kontakt mit einer besonders abgenutzten Elektrode, d. h. einer Elektrode
mit langer Spitze hat. In diesem Fall wird die Schnittstellenbedingung
zwischen Elektrode und Blech für
die numerische Berechnung geändert
in die Schnittstellenbedingung für
eine Elektrode mit langer Spitze und dann wird die Temperaturverteilung
erzielt.
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Da
die Zustände
des Endpunktes und die Verschiebung von der Punktschweiss-Positionsinformation eingegeben
werden, sind auch der Grad des Endpunktschweissens und der Abstand
zum geschweissten Punkt 21 vorher bekannt. Korrektur wird
abhängig
von den Zuständen
ausgeführt
und die Temperaturverteilung am zu schweissenden Teil wird geschätzt.
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Im
Fall des Endpunktschweissens, gezeigt in 4, verformt
sich das Werkstück 17 während des Schweisses
beträchtlich
und auch die Gesamtstärke
der Bleche, die das Werkstück 17 bilden, ändert sich
beträchtlich.
Deshalb wird abhängig
vom Grad des Endpunktschweissens ein Blechstärkekorrekturkoeffizient vorbereitet
und zur Blechstärkekorrektur
verwendet. Ist der Abstand H zum geschweissten Punkt 21 gering, wie
in 5 gezeigt, wird ein Verschiebungsgrad abhängig vom
Abstand vorbereitet und zur Schweissstromkorrektur verwendet. Nach
dieser Korrektur wird die Temperaturverteilung am zu schweissenden
Teil erzielt und die Schweissbedingungen werden geändert.
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Im
Fall des Punktes A der 7, bei dem der Abstand zum geschweissten
Punkt 21 sehr gering ist, wobei angenommen wird, dass die
Körnungen
sich überlappen
und ebenso angenommen wird, dass es schwierig ist, das Wärmeleitungsmodell
zu verwenden, wird Gleichstromschweissen gewählt und das Schweissen wird
mit den in TABELLE 1 gesetzten Schweissbedingungen ausgeführt, wodurch
ausserordentliches Einwirken auf Elektroden und Werkstück verhindert
wird.
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In Übereinstimmung
mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Blechkombinationsinformation
an der Punktschweissposition zu kennen, d. h. die Stärkewerte, Materialien,
Oberflächenbehandlungszustände und
Schichtungssequenz der das Werkstück bildenden Bleche. Deshalb
wird die Temperaturverteilung des zu schweissenden Teils geschätzt, abhängig von
den Veränderungen
beim Schweissstrom und der Spannung entlang der beiden Schweisselektroden
während
des Schweissens, auch der Schmelzzustand des Bleches mit Kontakt
mit der Schweisselektrode kann aus der Temperaturverteilung am zu
schweissenden Teil geschätzt
werden. Zusätzlich
kann durch Erzielen der Schweisspositionsinformation der Verschiebungsgrad
des Schweissstroms korrigiert werden und die Korrektur zum Zeitpunkt
des Endpunktschweissens kann ausgeführt werden. Wird darüber hinaus
die Temperaturverteilung aus der Information über den Vergleich des Verschleisses
zwischen den beiden Schweisselektroden geschätzt, kann auch die Schnittstellenbedingung
korrigiert werden, wodurch die Schweisssteuerung eine höhere Genauigkeit
erreichen kann.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann unter Verwendung des Schweissstroms,
der Spannung entlang der Elektroden, der Blechschichtungssequenz
an der Punktschweissposition, der Punktschweiss-Positioninformation
an der Punktschweissposition und der Information über den
Vergleich der Abnutzung zwischen den beiden Schweisselektroden die
Temperaturverteilung an den zu schweissenden Teilen aus den Änderungen
beim Schweissstrom und der Spannung entlang der Elektroden während des
Schweissens berechnet werden. Durch Verwenden der berechneten Temperaturverteilung
kann der Schweissstrom und/oder der Druck auf die Elektroden gesteuert
werden. Auch die Punktschweiss-Positionsinformation an der Punktschweissposition wird
verwendet. Als Ergebnis daraus ist es möglich, die Körnungsdimensions-Eigenschaftswerte
genau zu steuern.
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Aber
die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf das vorliegende Ausführungsbeispiel
beschränkt
und verschiedenste Modifikationen können erfolgen, ohne das wie
in den anhängenden
Ansprüchen
definierte Ziel der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Darüber hinaus
muss, obwohl das Wärmeleitungsmodell
in Übereinstimmung
mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein vereinfachtes eindimensionales Modell ist, in dem der zu schweissende
Teil in vertikaler und horizontaler Richtung symmetrisch ist, nicht
gesagt werden, dass das Wärmeleitungsmodell
auf nichtsymmetrische und dreidimensionale Modelle angewendet werden
kann, die näher
an wirklichen Schweissbedingungen liegen.
