WO2016016448A1 - NIEDERHALTER, SCHWEIßVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ÜBERPRÜFEN DES VORHANDENSEINS UND/ODER DER QUALITÄT EINER FÜGEVERBINDUNG - Google Patents

NIEDERHALTER, SCHWEIßVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ÜBERPRÜFEN DES VORHANDENSEINS UND/ODER DER QUALITÄT EINER FÜGEVERBINDUNG Download PDF

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contact surface
down device
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PCT/EP2015/067721
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Marcel Kramer
Philipp Just
Lars Ebert
Thomas Echelmeyer
Michael Roscher
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Thyssenkrupp System Engineering Gmbh
Thyssenkrupp Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a hold-down for fixing a workpiece during a joining operation with a contact surface for applying a contact pressure to the workpiece. Furthermore, the invention relates to a welding device for
  • the invention relates to a method for checking the presence and / or the quality of a joint connection between a plurality of workpieces.
  • hold-down During the production of joint connections, for example by welding, the workpieces to be joined are usually determined by so-called hold-down. Such hold-downs often have a contact surface, via which a contact pressure required for connecting the workpieces can be applied to the workpiece.
  • the workpieces are in this case formed as conductive films, which serve to contact the battery cells.
  • the workpieces are fed to a joining device, in which they are fixed by such hold-downs. After completion of the joining process, the hold-down
  • the joined workpieces are often fed to a separate testing device, in which a measurement of the electrical resistance between the connected workpieces is performed. Based on the determined resistance can be determined whether the quality of the joint connection is sufficient or whether a post-processing is required. It has been found to be disadvantageous that such workpieces, in which a connection was found with insufficient joint quality, removed from the tester and spent for post-processing in a joining device. For post-processing, it is necessary to re-align the workpieces and
  • the object of the present invention is to reduce the time required in the manufacture and inspection of joint connections.
  • the object is achieved by a hold-down for fixing a workpiece during a joining operation with a contact surface for applying a contact pressure on the workpiece, wherein in the contact surface, a measuring electrode for performing a
  • Resistance measurement is arranged.
  • the holding-down device has a supply line connected to the measuring electrode, which leads from the measuring electrode to a side of the holding-down device opposite the pressing surface. By running to the opposite side supply line, it is possible to contact the measuring electrode, without
  • a recess is provided in the contact surface, through which access to the surface of the workpiece is made possible, while the contact surface of the
  • the holding-down device provided with the recess forms a type of mask, which covers the regions of the workpiece in which a joint connection is not to be produced, and makes accessible the regions of the workpiece makes, in which a joint connection is to be generated.
  • the geometry of the recess is advantageously adapted to the geometry of the seam to be produced during the joining operation.
  • the hold-down several recesses
  • Another object of the invention is a welding apparatus for laser welding or ultrasonic welding, which has at least one hold-down device described above to solve the problem.
  • the welding device has a second
  • Downholder with a measuring electrode wherein a plurality of workpieces to be joined between the first hold-down and the second hold-down can be arranged.
  • the workpieces to be joined can be pressed against one another by means of the two hold-down devices while a measurement of the electrical resistance is carried out between the measuring electrodes of the first hold-down device and the second hold-down device.
  • the second hold-down device is identical to the first hold-down device.
  • the first hold-down device and the second hold-down device can be arranged in the manner of a pair of pliers, by means of which the workpieces to be joined can be picked up and pressed against each other.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a method for checking the presence and / or the quality of a joint connection between a plurality of components
  • a workpiece is determined via at least one first hold-down having a contact surface, via which a contact pressure is applied to the workpiece and wherein a resistance measurement is carried out by means disposed in the contact surface measuring electrode.
  • the workpieces are arranged between the first hold-down device and a second hold-down device, wherein the second hold-down device has a measuring electrode and the resistance between the measuring electrodes of the two hold-down devices is determined.
  • the workpieces to be joined can be pressed against one another by means of the two hold-down devices while a measurement of the electrical resistance is carried out between the measuring electrodes of the first hold-down device and the second hold-down device.
  • the second hold-down device is identical to the first hold-down device.
  • the first hold-down device and the second hold-down device can be arranged in the manner of a pair of pliers, which is open for introducing the workpieces and is closed during the joining operation, so that a contact pressure is applied to the external workpieces.
  • a reference resistance measurement is carried out in an unconnected state of the workpieces.
  • the reference value determined in the context of the reference resistance measurement can be used as comparison value for the later resistance measurement after completion of the joining process. Alternatively or additionally, the reference value may be used to check the quality of the unconnected
  • the reference value can be compared with a minimum value, wherein a fall below the minimum value may be due to the lack of individual workpieces.
  • a preferred embodiment provides that the workpieces, in particular after
  • the workpieces are particularly preferably welded together.
  • Resistance measurement is performed during the joining process.
  • the measurement of the resistance during the joining process has the advantage that information about the quality of the joint during the joining process to control the
  • Joining process can be used. It is not necessary to wait for completion of the joining process in order to carry out a check of the joining quality.
  • the resistance measurement can be carried out after completion of the joining process.
  • the quality of the produced joint can be determined, so that a control of the joint quality is made possible.
  • the determined resistance values are preferably stored so that they are available for subsequent tests of the connection quality.
  • a resistance measurement value determined within the scope of the resistance measurement is compared with a reference value, so that a deviation from the reference value can be detected.
  • the comparison may include, for example, the formation of a difference between the measured resistance value and the reference value or the formation of a ratio between the two values.
  • a reference value a predetermined resistance value of a typical workpiece connection can be used.
  • Maximum value of a typical resistance range can be used. It is advantageously possible to carry out several comparisons with a plurality of predetermined reference values. It is particularly preferred if the resistance measured value is compared with a reference value determined in the context of the reference resistance measurement, so that a comparative consideration of the resistance value before generating the joint connection and after generating the joint connection becomes possible.
  • the joining process can be influenced in such a way that a predetermined target value of the electrical resistance is achieved.
  • the joining process can be carried out until the target value has been reached. When the target value is reached, the joining process can be aborted. It is not necessary to interrupt the joining process to measure the progress of the joining process and, if necessary, to change the control parameters of the joining process, so that the time required is reduced even further. It is preferred if, as a function of the determined resistance measurement value and / or of the comparison with the reference value, a post-processing joining process is carried out. Based on the comparison, the quality of the joint can be determined.
  • the assembled workpieces or workpiece combinations can be used as a function of the resistance value determined and / or the comparison with the
  • Reference value can be divided into different quality levels.
  • Workpiece combinations that do not meet a specified minimum standard can be sorted out. Depending on the resistance value or the determined Quality level, the workpiece combinations can be reworked or the
  • a particularly preferred embodiment of the method provides that the connected workpieces are characterized in dependence on the determined resistance measurement value and / or on the comparison with the reference value.
  • About the marking the quality of the joint connection of the joined workpieces can be determined without much effort, so that a user handling the connected workpieces no tools must consult to determine the quality of the joint connection.
  • Identification of the workpieces can take place via a marking device, which is integrated in a joining device used for joining the workpieces, in particular a welding device.
  • a separate from the joining device marking device can be used.
  • the welding device or the method may alternatively or additionally be described in connection with the hold-down device as advantageous
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a hold-down according to the invention in a schematic plan view.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of an inventive device
  • Welding device in a schematic sectional view. 3 shows a second embodiment of a hold-down according to the invention in a schematic plan view.
  • FIG. 1 shows a top view of a first embodiment of a hold-down 10, which can be used for fixing a workpiece 2 during a joining operation.
  • the hold-down has a contact surface 1 1, which is in contact with the workpiece 2 during the joining operation.
  • a possibly necessary for joining contact pressure can be applied to the workpiece 2.
  • the hold-down 10 is used to set a plurality of sheet-like workpieces 2 to weld them together.
  • the sheet-like workpieces are conductor foils used in the manufacture of battery cells to contact the electrodes of the battery cells. When connecting these conductor foils, it is necessary to produce a workpiece contact in the manner of a zero gap between the conductor foils and to define the conductor foils sufficiently to prevent slipping during the joining process as far as possible.
  • the hold-down device 10 has a plurality of measuring electrodes 12, via which the workpiece 2 is designed to carry out a
  • Resistance measurement can be contacted electrically.
  • the measuring electrodes 12 are arranged in the contact surface 11, so that the measuring electrodes 12 contact the workpiece 2, while the contact surface 11 is in contact with the workpiece 2.
  • Recesses 15 serve to carry out a laser beam so that workpieces can be welded to a laser beam as part of a laser welding process.
  • the cross section of the recesses 15 is adapted to the seam geometry to be formed.
  • the recesses 15 are formed in a circular arc. Alternatively, it is possible to form the recesses round, triangular, quadrangular or polygonal.
  • FIG. 2 shows in a side view a welding apparatus 1 for laser welding which has a holding-down device 10 in the manner of the first one shown in FIG
  • Embodiment has.
  • the measuring electrode 12 of the blank holder 10 is connected to a feed line 13, which is arranged from that in the contact surface 1 1
  • Measuring electrode 12 extends to one of the contact surface 1 1 opposite side 14 of the hold-down.
  • the welding device 1 also has a second hold-down 20, which likewise comprises a contact surface 21 and a measuring electrode 22 arranged in the contact surface 21.
  • the measuring electrode 22 of the second hold-down 20 is connected to a feed line 23, which extends from the arranged in the contact surface 21 measuring electrode 22 to one of
  • more than two, more preferably more than ten conductor foils are introduced between the first hold-down 10 and the second hold-down 20 in order to weld them.
  • the recesses 25 of the second hold-down 20 are formed as blind holes.
  • the workpieces 2 to be joined here the conductor foils
  • the first hold-down 10 and the second hold-down 20 are moved towards each other, so that a contact pressure on the outer workpieces 2 is applied via the contact surfaces 1 1, 21.
  • the workpieces 2 are pressed together via the two down holders 10, 20.
  • a reference resistance measurement is performed, wherein as a reference value, the electrical resistance between the measuring electrode 12 of the first Hold-down 10 and the measuring electrode of the second blank holder 22 is determined.
  • the reference value is stored in a memory device for later use.
  • an incoming inspection of the workpieces 2 can take place.
  • Input control role of the determined reference value is compared with a predetermined maximum value of the resistance and a predetermined minimum value of the resistance.
  • Minimum value can be assumed to be a smaller number
  • Workpieces 2 between the two downholders 10, 20 is arranged, as desired. Workpieces 2 or workpiece combinations in which an exceeding of the
  • Laser beam from the top of the first hold-down 10 directed so that laser light hits through the recesses 15 on the workpieces 2 and these heated. Under the pressure applied by the hold-down device 10, 20 and the heating, the workpieces 2 connect materially together.
  • the electrical resistance between the measuring electrode 12 of the first hold-down 10 and the measuring electrode 22 of the second hold-down 20 is measured.
  • a resistance measurement is performed by means of the contact surfaces 1 1, 21 arranged measuring electrodes 12, 22. The measurement takes place either continuously or at discrete times.
  • the resistance values measured in the context of this measurement are compared with the reference value determined in the reference resistance measurement. Alternatively, a comparison can be made with a predetermined reference value. The time course of the deviation from the reference value is determined, so that the progress of the joining process can be observed can.
  • the joining process is controlled on the basis of the determined resistance value or on the basis of the comparison of the determined resistance value with the reference value. In particular, the joining process is controlled so that it upon reaching a predetermined
  • the measured resistance values are supplied to an evaluation unit, in which the deviation of the resistance value from the reference value and from a predetermined target value of the resistance is determined.
  • the evaluation unit determines whether the predetermined target value of the resistance has been reached. When the target value is reached, the
  • Evaluation unit a signal through which the joining process is terminated.
  • a resistance measurement is carried out between the measuring electrodes 12, 22 of the two holding-down devices 10, 20 in order to conclusively determine the quality of the produced joining connection.
  • the determined resistance value is compared with the predetermined reference value. Based on the comparison, the quality of the joint is determined.
  • the assembled workpieces 2, so the workpiece combinations are divided into different quality levels. Such assembled workpieces 2, which do not meet a predetermined minimum standard, are sorted out. Depending on the resistance value or the determined
  • Measuring electrodes 12, 22 takes place in the welding device 1, the workpieces 2 for post-processing in their position between the downholders 10, 20 in the
  • Welding device 1 remain.
  • the post-processing of the workpieces 2 also takes place in the welding device 1. If a separate post-processing device for
  • Post-processing can be used, it is possible to remove the workpieces 2 together with the downholders 10, 20 and supply the post-processing device. It is not necessary to align the workpieces 2 in the post-processing device and / or set.
  • the joined workpieces 2 are identified in a subsequent step as a function of the resistance value determined and / or the comparison with the reference value.
  • the marking of the workpieces 2 by means of a Labeling device which is integrated in the welding device 1 used for joining the workpieces 2.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a second embodiment of a hold-down 10 according to the invention.
  • the recesses 15 in the contact surface 1 1 has a quadrangular, in particular square, cross-section.
  • the recesses 15 of this blank holder 10 are suitable for the use of the blank holder 10 in one
  • FIG. 4 shows a welding device 1 for ultrasonic welding, which has a holding-down device 10 in the manner of the hold-down device 10 according to the second exemplary embodiment shown in FIG.
  • the welding device 1 is also the
  • the welding device 1 has a second hold-down 20, in the pressing surface 21 of which a measuring electrode 22 is arranged.
  • the second hold-down 20 has a recess 26 which is formed as a through hole.
  • the recess 26 has a larger compared to the recess 15 of the first blank holder 10
  • Ultrasonic welding has a holding-down device 10, 20 for fixing a workpiece 2 during a joining operation.
  • the hold-down 10, 20 includes a contact surface 1 1, 25 21, by which a contact pressure on the workpiece 2 can be applied.
  • a measuring electrode 12, 22 is arranged, by means of which a
  • Resistance measurement can be carried out so that the time required for the manufacture and verification of joints decreases.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Niederhalter zum Festlegen eines Werkstücks während eines Fügevorgangs mit einer Anpressfläche zum Aufbringen eines Anpressdrucks auf das Werkstück, und mit einer in der Anpressfläche angeordneten Messelektrode zur Durchführung einer Widerstandsmessung. Ferner betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung zum Laserschweißen oder Ultraschallschweißen mit einem derartigen Niederhalter. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen des Vorhandenseins und/oder der Qualität einer Fügeverbindung zwischen mehreren Werkstücken, wobei ein Werkstück über mindestens einen ersten Niederhalter festgelegt wird, der eine Anpressfläche aufweist, über welche ein Anpressdruck auf das Werkstück aufgebracht wird und wobei eine Widerstandsmessung mittels einer in der Anpressfläche angeordneten Messelektrode durchgeführt wird.

Description

BESCHREIBUNG
Titel
Niederhalter, Schweißvorrichtung und
Verfahren zum Überprüfen des Vorhandenseins und/oder der Qualität einer Fügeverbindung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Niederhalter zum Festlegen eines Werkstücks während eines Fügevorgangs mit einer Anpressfläche zum Aufbringen eines Anpressdrucks auf das Werkstück. Ferner betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung zum
Laserschweißen oder Ultraschallschweißen. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen des Vorhandenseins und/oder der Qualität einer Fügeverbindung zwischen mehreren Werkstücken.
Während der Erzeugung von Fügeverbindungen, beispielsweise durch Schweißverfahren, werden die zu verbindenden Werkstücke in der Regel durch sogenannte Niederhalter festgelegt. Solche Niederhalter weisen oftmals eine Anpressfläche auf, über welche ein zum Verbinden der Werkstücke erforderlicher Anpressdruck auf das Werkstück aufgebracht werden kann.
Derartige Niederhalter können z. B. im Rahmen der Herstellung von Batteriezellen
Anwendung finden, wobei es erforderlich ist, eine Vielzahl folienartiger Werkstücke in einem Fügevorgang miteinander zu verbinden. Die Werkstücke sind hierbei als leitfähige Folien ausgebildet, die der Kontaktierung der Batteriezellen dienen. Zum Verbinden werden die Werkstücke einer Fügevorrichtung zugeführt, in welcher sie durch derartige Niederhalter festgelegt werden. Nach Abschluss des Fügevorgangs werden die Niederhalter
üblicherweise entfernt, so dass die verbundenen Werkstücke aus der Fügevorrichtung entnommen werden können.
Zur Überprüfung der Qualität der Fügeverbindung werden die verbundenen Werkstücke oftmals einer separaten Prüfvorrichtung zugeführt, in welcher eine Messung des elektrischen Widerstands zwischen den verbundenen Werkstücken durchgeführt wird. Anhand des ermittelten Widerstands kann festgestellt werden, ob die Qualität der Fügeverbindung ausreichend ist oder ob eine Nachbearbeitung erforderlich ist. Hierbei hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass solche Werkstücke, bei welchen eine Verbindung mit nicht ausreichender Fügequalität festgestellt wurde, aus der Prüfvorrichtung entnommen und zur Nachbearbeitung in eine Fügevorrichtung verbracht werden müssen. Zur Nachbearbeitung ist es erforderlich, die Werkstücke erneut auszurichten und
festzulegen, wodurch ein erhöhter zeitlicher Aufwand ersteht.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den zeitlichen Aufwand bei der Herstellung und Überprüfung von Fügeverbindungen zu verringern.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Niederhalter zum Festlegen eines Werkstücks während eines Fügevorgangs mit einer Anpressfläche zum Aufbringen eines Anpressdrucks auf das Werkstück, wobei in der Anpressfläche eine Messelektrode zur Durchführung einer
Widerstandsmessung angeordnet ist.
Mittels der in der Anpressfläche des Niederhalters angeordneten Messelektrode kann eine Widerstandsmessung an einem Werkstück durchgeführt werden, während das Werkstück durch den Niederhalter festgelegt wird. Es ist daher möglich, den Fügevorgang und die Überprüfung der Qualität der Fügeverbindung in derselben Vorrichtung durchzuführen. Es ist nicht erforderlich, die Werkstücke nach dem Erzeugen der Fügeverbindung aus der
Fügevorrichtung zu entnehmen, einer separaten Prüfvorrichtung zuzuführen und dann ggf. zur Nachbearbeitung wieder in die Fügevorrichtung zu verbringen. Somit kann durch den Niederhalter der zeitliche Aufwand bei der Herstellung und Überprüfung von
Fügeverbindungen verringert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Niederhalter eine mit der Messelektrode verbundene Zuleitung auf, welche von der Messelektrode zu einer der Anpressfläche gegenüberliegenden Seite des Niederhalters verläuft. Durch die zur gegenüberliegenden Seite verlaufende Zuleitung ist es möglich, die Messelektrode zu kontaktieren, ohne
Verbindungselemente im Bereich der Anpressfläche vorsehen zu müssen.
Bevorzugt ist in der Anpressfläche eine Ausnehmung vorgesehen, durch welche der Zugang zu der Oberfläche des Werkstücks ermöglicht wird, während die Anpressfläche des
Niederhalters an dem Werkstück anliegt. Insofern bildet der mit der Ausnehmung versehene Niederhalter eine Art Maske, welche die Bereiche des Werkstücks abdeckt, in welchen eine Fügeverbindung nicht erzeugt werden soll, und die Bereiche des Werkstücks zugänglich macht, in welchen eine Fügeverbindung erzeugt werden soll. Die Geometrie der Aussparung ist vorteilhafterweise an die Geometrie der während des Fügevorgangs zu erzeugenden Naht angepasst. Bevorzugt können in dem Niederhalter mehrere Ausnehmungen
vorgesehen sein, so dass mehrere Fügeverbindungen in unterschiedlichen Bereichen des Werkstücks erzeugt werden können, ohne dass es erforderlich ist, den Niederhalter von dem Werkstück zu lösen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Schweißvorrichtung zum Laserschweißen oder Ultraschallschweißen, welche zur Lösung der Aufgabe mindestens einen vorstehend beschriebenen Niederhalter aufweist.
Bei der Schweißvorrichtung ergeben sich dieselben Vorteile, wie sie bereits im
Zusammenhang mit dem Niederhalter beschrieben wurden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schweißvorrichtung einen zweiten
Niederhalter mit einer Messelektrode auf, wobei mehrere zu fügende Werkstücke zwischen dem ersten Niederhalter und dem zweiten Niederhalter anordbar sind. Über die beiden Niederhalter können die zu verbindenden Werkstücke aneinander gepresst werden während eine Messung des elektrischen Widerstands zwischen den Messelektroden des ersten Niederhalters und des zweiten Niederhalters durchgeführt wird. Optional ist der zweite Niederhalter identisch zu dem ersten Niederhalter ausgebildet. Der erste Niederhalter und der zweite Niederhalter können nach Art einer Zange angeordnet sein, durch welche die zu verbindenden Werksstücke aufgenommen und aneinander gepresst werden können. Gelöst wird die eingangs genannte Aufgabe ferner durch ein Verfahren zum Überprüfen des Vorhandenseins und/oder der Qualität einer Fügeverbindung zwischen mehreren
Werkstücken, wobei ein Werkstück über mindestens einen ersten Niederhalter festgelegt wird, der eine Anpressfläche aufweist, über welche ein Anpressdruck auf das Werkstück aufgebracht wird und wobei eine Widerstandsmessung mittels einer in der Anpressfläche angeordneten Messelektrode durchgeführt wird.
Bei dem Verfahren ergeben sich dieselben Vorteile, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem Niederhalter beschrieben wurden. Bevorzugt ist es, wenn die Werkstücke zwischen dem ersten Niederhalter und einem zweiten Niederhalter angeordnet werden, wobei der zweite Niederhalter eine Messelektrode aufweist und der Widerstand zwischen den Messelektroden der beiden Niederhalter ermittelt wird. Über die beiden Niederhalter können die zu verbindenden Werkstücke aneinander gepresst werden während eine Messung des elektrischen Widerstands zwischen den Messelektroden des ersten Niederhalters und des zweiten Niederhalters durchgeführt wird. Optional ist der zweite Niederhalter identisch zu dem ersten Niederhalter ausgebildet. Der erste Niederhalter und der zweite Niederhalter können nach Art einer Zange angeordnet sein, welche zum Einbringen der Werkstücke geöffnet ist und während des Fügevorgangs geschlossen ist, so dass ein Anpressdruck auf die außenliegenden Werkstücke aufgebracht wird.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn in einem unverbundenen Zustand der Werkstücke eine Referenz-Widerstandsmessung durchgeführt wird. Der im Rahmen der Referenz- Widerstandsmessung ermittelte Referenzwert kann als Vergleichswert für die spätere Widerstandsmessung nach Abschluss des Fügevorgangs verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Referenzwert zur Überprüfung der Qualität der unverbundenen
Werkstücke herangezogen werden. Der Referenzwert wird bevorzugt mit einem
vorgegebenen Höchstwert verglichen, wobei ein Überschreiten des Höchstwerts auf eine verunreinigte Oberfläche eines der Werkstücke oder Fremdstoffe zwischen den Werkstücken hinweisen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Referenzwert mit einem Mindestwert verglichen werden, wobei ein Unterschreiten des Mindestwerts auf das Fehlen einzelner Werkstücke zurückzuführen sein kann. Somit wird es möglich, fehlerhafte Werkstücke bzw. Werkstückkombinationen vor der Erzeugung der Fügeverbindung auszusondern. Das Verarbeiten von fehlerhaften Werkstücken kann vermieden werden, so dass sich die
Produktivität erhöht.
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Werkstücke, insbesondere nach
Durchführung der Referenz-Widerstandsmessung, in einem Fügevorgang miteinander verbunden werden. Die Werkstücke werden besonders bevorzugt miteinander verschweißt.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die
Widerstandsmessung während des Fügevorgangs durchgeführt wird. Das Messen des Widerstands während des Fügevorgangs bringt den Vorteil mit sich, dass Informationen über die Qualität der Fügeverbindung während des Fügevorgangs zur Steuerung des
Fügevorgangs verwendet werden können. Es ist nicht erforderlich, den Abschluss des Fügevorgangs abzuwarten, um eine Überprüfung der Fügequalität durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann die Widerstandsmessung nach Abschluss des Fügevorgangs durchgeführt werden. Durch die Messung des elektrischen Widerstands nach Abschluss des Fügevorgangs kann die Qualität der erzeugten Fügeverbindung ermittelt werden, so dass eine Kontrolle der Fügequalität ermöglicht wird. Die ermittelten Widerstandswerte werden bevorzugt gespeichert, so dass sie für nachfolgende Überprüfungen der Verbindungsqualität zur Verfügung stehen. Bevorzugt wird ein im Rahmen der Widerstandsmessung ermittelter Widerstandsmesswert mit einem Referenzwert verglichen, so dass eine Abweichung von dem Referenzwert erkannt werden kann. Der Vergleich kann beispielsweise die Bildung einer Differenz zwischen dem gemessenen Widerstandswert und dem Referenzwert oder die Bildung eines Verhältnisses zwischen den beiden Werten umfassen. Als Referenzwert kann ein vorgegebener Widerstandswert einer typischen Werkstückverbindung herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich kann als Referenzwert ein Minimalwert oder ein
Maximalwert eines typischen Widerstandsbereichs verwendet werden. Es ist vorteilhaft möglich, mehrere Vergleiche mit mehreren vorgegebenen Referenzwerten durchzuführen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Widerstandsmesswert mit einem im Rahmen der Referenz-Widerstandsmessung ermittelten Referenzwert verglichen wird, so dass eine vergleichende Betrachtung des Widerstandswerts vor dem Erzeugen der Fügeverbindung und nach dem Erzeugen der Fügeverbindung möglich wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Fügevorgang in
Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert gesteuert wird. Durch das Heranziehen des Widerstandswerts bzw. des Ergebnisses des Vergleichs mit dem Referenzwert kann der Fügevorgang derart beeinflusst werden, dass ein vorgegebener Zielwert des elektrischen Widerstands erreicht wird.
Beispielsweise kann der Fügevorgang solange durchgeführt werden bis der Zielwert erreicht ist. Bei Erreichen des Zielwerts kann der Fügevorgang abgebrochen werden. Es ist nicht erforderlich, den Fügevorgang zu unterbrechen, um den Fortschritt des Fügevorgangs zu messen und ggf. Steuerparameter des Fügevorgangs zu verändern, so dass sich der zeitliche Aufwand nochmals reduziert. Bevorzugt ist es, wenn in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert ein Nachbearbeitungs-Fügevorgang durchgeführt wird. Auf Grundlage des Vergleichs kann die Qualität der Fügeverbindung ermittelt werden. Die zusammengefügten Werkstücke bzw. Werkstückkombinationen können in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem
Referenzwert in verschiedene Qualitätsstufen eingeteilt werden. Solche
Werkstückkombinationen, die einen vorgegeben Mindeststandard nicht erfüllen, können aussortiert werden. In Abhängigkeit von dem Widerstandswert bzw. der ermittelten Qualitätsstufe können die Werkstückkombinationen nachbearbeitet werden oder die
Werkstückkombinationen können einem dem Fügevorgang nachfolgenden
Weiterverarbeitungsschritt zugeführt werden. Insofern kann aufgrund des
Widerstandsmesswerts und/oder des Vergleichs mit dem Referenzwert das weitere
Vorgehen gewählt werden.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die verbundenen Werkstücke in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert gekennzeichnet werden. Über die Kennzeichnung ist die Qualität der Fügeverbindung der verbundenen Werkstücke ohne größeren Aufwand feststellbar, so dass ein die verbundenen Werkstücke handhabender Benutzer keine Hilfsmittel heranziehen muss, um die Qualität der Fügeverbindung zu ermitteln. Die
Kennzeichnung der Werkstücke kann über eine Kennzeichnungseinrichtung erfolgen, die in einer zum Fügen der Werkstücke verwendeten Fügevorrichtung, insbesondere einer Schweißvorrichtung, integriert ist. Alternativ kann eine von der Fügevorrichtung getrennte Kennzeichnungseinrichtung verwendet werden.
Neben den vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der Schweißvorrichtung und des Verfahrens können bei der Schweißvorrichtung bzw. dem Verfahren alternativ oder zusätzlich die im Zusammenhang mit dem Niederhalter beschriebenen vorteilhaften
Merkmale Anwendung finden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Niederhalters gemäß der Erfindung in einer schematischen Draufsicht.
Die Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schweißvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Niederhalters gemäß der Erfindung in einer schematischen Draufsicht.
Die Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schweißvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In der Figur 1 ist in einer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Niederhalters 10 dargestellt, welcher zum Festlegen eines Werkstücks 2 während eines Fügevorgangs verwendbar ist. Der Niederhalter weist eine Anpressfläche 1 1 auf, welche sich während des Fügevorgangs in Anlage mit dem Werkstück 2 befindet. Über die Anpressfläche 1 1 kann ein zum Fügen ggf. erforderlicher Anpressdruck auf das Werkstück 2 aufgebracht werden.
Der Niederhalter 10 wird verwendet, um eine Vielzahl folienartiger Werkstücke 2 festzulegen, um diese miteinander zu verschweißen. Bei den folienartigen Werkstücken handelt es sich um Leiterfolien, die im Rahmen der Herstellung von Batteriezellen verwendet werden, um die Elektroden der Batteriezellen zu kontaktieren. Bei der Verbindung dieser Leiterfolien ist es erforderlich, einen Werkstückkontakt nach Art eines Nullspalts zwischen den Leiterfolien herzustellen und die Leiterfolien ausreichend festzulegen, um ein Verrutschen während des Fügevorgangs möglichst zu verhindern.
Wie der Darstellung in Figur 1 ferner zu entnehmen ist, weist der Niederhalter 10 mehrere Messelektroden 12 auf, über welche das Werkstück 2 zur Durchführung einer
Widerstandsmessung elektrisch kontaktiert werden kann. Die Messelektroden 12 sind in der Anpressfläche 1 1 angeordnet, so dass die Messelektroden 12 das Werkstück 2 kontaktieren, während sich die Anpressfläche 1 1 in Anlage mit dem Werkstück 2 befindet. Mit dem
Niederhalter 10 ist es daher möglich, Werkstücke miteinander zu fügen und eine
Überprüfung der Qualität der Fügeverbindung durchzuführen, so dass es nicht erforderlich ist, eine von der Fügevorrichtung getrennte Prüfvorrichtung zu verwenden. In der Anpressfläche 1 1 des Niederhalters 10 sind ferner mehrere Ausnehmungen 15 angeordnet, welche als Durchgangslöcher ausgebildet sind. Die Ausnehmungen 15 erstrecken sich von der Anpressfläche 1 1 des Niederhalters 10 bis zu einer der Anpressfläche 1 1 gegenüberliegenden Seite 14 des Niederhalters 10. Die
Ausnehmungen 15 dienen der Durchführung eines Laserstrahls, so dass Werkstücke im Rahmen eines Laserschweißverfahrens mit einem Laserstrahl verschweißt werden können. Der Querschnitt der Ausnehmungen 15 ist an die zu bildende Nahtgeometrie angepasst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 15 kreisbogenförmig ausgebildet. Alternativ ist es möglich, die Ausnehmungen rund, drei-, vier- oder mehreckig auszubilden.
Die Figur 2 zeigt in einer Seitenansicht eine Schweißvorrichtung 1 zum Laserschweißen, welche einen Niederhalter 10 nach Art des in der Figur 1 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiels aufweist. Die Messelektrode 12 des Niederhalters 10 ist mit einer Zuleitung 13 verbunden, die von der in der Anpressfläche 1 1 angeordneten
Messelektrode 12 bis zu einer der Anpressfläche 1 1 gegenüberliegenden Seite 14 des Niederhalters verläuft. Die Schweißvorrichtung 1 weist ferner einen zweiten Niederhalter 20 auf, der ebenfalls eine Anpressfläche 21 und eine in der Anpressfläche 21 angeordnete Messelektrode 22 umfasst. Die Messelektrode 22 des zweiten Niederhalters 20 ist mit einer Zuleitung 23 verbunden, die von der in der Anpressfläche 21 angeordneten Messelektrode 22 bis zu einer der
Anpressfläche 21 gegenüberliegenden Seite 24 des Niederhalters verläuft. Zwischen der Anpressfläche 1 1 des ersten Niederhalters 10 und der Anpressfläche 21 des zweiten Niederhalters 20 wird eine Vielzahl als Leiterfolien ausgebildeter Werkstücke 2
aufgenommen, um diese miteinander zu verschweißen. Bevorzugt werden mehr als zwei, besonders bevorzugt mehr als zehn Leiterfolien zwischen den ersten Niederhalter 10 und den zweiten Niederhalter 20 eingebracht, um diese zu verschweißen.
Im Gegensatz zu dem ersten Niederhalter 10 sind die Ausnehmungen 25 des zweiten Niederhalters 20 als Sacklöcher ausgebildet.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die Figur 2 das erfindungsgemäße Verfahren zum Überprüfen des Vorhandenseins und/oder der Qualität einer Fügeverbindung zwischen mehreren Werkstücken näher erläutert werden.
Zunächst werden die zu verbindenden Werkstücke 2, hier die Leiterfolien, in den Bereich zwischen den beiden Niederhaltern 10, 20 eingebracht. Der erste Niederhalter 10 und der zweite Niederhalter 20 werden aufeinander zu bewegt, so dass über die Anpressflächen 1 1 , 21 ein Anpressdruck auf die äußeren Werkstücke 2 aufgebracht wird. Insofern werden die Werkstücke 2 über die beiden Niederhalter 10, 20 zusammengepresst. In diesem Zustand - in welchem die Werkstücke unverbunden sind - kontaktieren die Messelektroden 12, 22 des ersten Niederhalters 10 und des zweiten Niederhalters 20 die äußeren Werkstücke 2. In dem unverbundenen Zustand wird eine Referenz-Widerstandsmessung durchgeführt, wobei als Referenzwert der elektrische Widerstand zwischen der Messelektrode 12 des ersten Niederhalters 10 und der Messelektrode des zweiten Niederhalters 22 ermittelt wird. Der Referenzwert wird zum späteren Gebrauch in einer Speichereinrichtung gespeichert.
Optional kann anhand des im unverbundenen Zustand der Werkstücke 2 ermittelten Referenzwerts eine Eingangskontrolle der Werkstücke 2 erfolgen. Im Rahmen der
Eingangskotrolle wird der ermittelte Referenzwert mit einem vorgegebenen Höchstwert des Widerstands und einem vorgegeben Mindestwert des Widerstands verglichen. Bei
Überschreiten des Höchstwerts kann davon ausgegangen werden, dass eines oder mehrere der Werkstücke 2 verunreinigte Oberflächen aufweisen und/oder dass unerwünschte Fremdstoffe zwischen den Werkstücken 2 angeordnet sind. Bei Unterschreiten des
Mindestwerts kann davon ausgegangen werden, dass eine geringere Anzahl an
Werkstücken 2 zwischen den beiden Niederhaltern 10, 20 angeordnet ist, als erwünscht. Werkstücke 2 bzw. Werkstückkombinationen, bei welchen ein Überschreiten des
Höchstwerts oder ein Unterschreiten des Mindestwerts festgestellt wird, werden
ausgesondert, so dass eine weitere Bearbeitung dieser Werkstücke 2 bzw.
Werkstückkombinationen nicht erfolgt.
Nach der Ermittlung des Referenzwerts werden die Werkstücke miteinander verbunden. Hierzu wird bei der Schweißvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ein
Laserstrahl von oben auf den ersten Niederhalter 10 gerichtet, so dass Laserlicht durch die Ausnehmungen 15 auf die Werkstücke 2 trifft und diese erhitzt. Unter dem durch die Niederhalter 10, 20 aufgebrachten Anpressdruck und der Erhitzung verbinden sich die Werkstücke 2 stoffschlüssig miteinander.
Während des Fügevorgangs, d.h. während des Schweißens, wird der elektrische Widerstand zwischen der Messelektrode 12 des erstens Niederhalters 10 und der Messelektrode 22 des zweiten Niederhalters 20 gemessen. Insofern wird mittels der in den Anpressflächen 1 1 , 21 angeordneten Messelektroden 12, 22 eine Widerstandsmessung durchgeführt. Die Messung erfolgt entweder kontinuierlich oder zu diskreten Zeitpunkten. Die im Rahmen dieser Messung gemessen Widerstandswerte werden mit dem in der Referenz- Widerstandsmessung ermittelten Referenzwert verglichen. Alternativ kann ein Vergleich mit einem vorgegebenen Referenzwert erfolgen. Der zeitliche Verlauf der Abweichung von dem Referenzwert wird ermittelt, so dass der Fortschritt des Fügeprozesses beobachtet werden kann. Der Fügevorgang wird anhand des ermittelten Widerstandswerts bzw. anhand des Vergleichs des ermittelten Widerstandswerts mit dem Referenzwert gesteuert. Insbesondere wird der Fügevorgang derart gesteuert, dass er beim Erreichen eines vorgegebenen
Zielwerts abgeschlossen wird.
Die gemessenen Widerstandswerte werden einer Auswerteeinheit zugeführt, in welcher die Abweichung des Widerstandswerts von dem Referenzwert und von einem vorgegebenen Zielwert des Widerstands ermittelt wird. Die Auswerteeinheit stellt fest, ob der vorgegebene Zielwert des Widerstands erreicht ist. Bei Erreichen des Zielwerts generiert die
Auswerteeinheit ein Signal, durch welches der Fügevorgang beendet wird.
Ferner wird nach Abschluss des Fügevorgangs eine Widerstandsmessung zwischen den Messelektroden 12, 22 der beiden Niederhalter 10, 20 durchgeführt, um die Qualität der erzeugten Fügeverbindung abschließend zu ermitteln. Der ermittelte Widerstandswert wird mit dem vorgegebenen Referenzwert verglichen. Auf Grundlage des Vergleichs wird die Qualität der Fügeverbindung ermittelt. Die zusammengefügten Werkstücke 2, also die Werkstückkombinationen, werden in verschiedene Qualitätsstufen eingeteilt. Solche zusammengefügten Werkstücke 2, die einen vorgegeben Mindeststandard nicht erfüllen, werden aussortiert. In Abhängigkeit von dem Widerstandswert bzw. der ermittelten
Qualitätsstufe werden die Werkstückkombinationen nachbearbeitet oder die
Werkstückkombinationen werden einem dem Fügevorgang nachfolgenden
Weiterverarbeitungsschritt zugeführt.
Da die Widerstandsmessung mit den in den Niederhaltern 10, 20 integrierten
Messelektroden 12, 22 in der Schweißvorrichtung 1 erfolgt, können die Werkstücke 2 zur Nachbearbeitung in ihrer Stellung zwischen den Niederhaltern 10, 20 in der
Schweißvorrichtung 1 verbleiben. Die Nachbearbeitung der Werkstücke 2 erfolgt ebenfalls in der Schweißvorrichtung 1. Soll eine separate Nachbearbeitungsvorrichtung zur
Nachbearbeitung verwendet werden, so ist es möglich, die Werkstücke 2 zusammen mit den Niederhaltern 10, 20 zu entnehmen und der Nachbearbeitungsvorrichtung zuzuführen. Dabei ist es nicht erforderlich, die Werkstücke 2 in der Nachbearbeitungsvorrichtung auszurichten und/oder festzulegen.
Die verbundenen Werkstücke 2 werden in einem nachfolgenden Schritt in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert gekennzeichnet. Die Kennzeichnung der Werkstücke 2 erfolgt mittels einer Kennzeichnungseinrichtung, die in der zum Fügen der Werkstücke 2 verwendeten Schweißvorrichtung 1 integriert ist.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines 5 Niederhalters 10 gemäß der Erfindung. Anders als bei dem Niederhalter 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel weisen die Ausnehmungen 15 in der Anpressfläche 1 1 einen viereckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt auf. Die Ausnehmungen 15 dieses Niederhalters 10 sind geeignet für die Verwendung des Niederhalters 10 in einem
Ultraschallschweißprozess.
10
In der Figur 4 ist eine Schweißvorrichtung 1 zum Ultraschallschweißen gezeigt, welche einen Niederhalter 10 nach Art des in der Figur 3 gezeigten Niederhalters 10 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels aufweist. Die Schweißvorrichtung 1 ist ebenso die
Schweißvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zur Durchführung des
15 erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens geeignet. Die Schweißvorrichtung 1 weist zusätzlich zu dem ersten Niederhalter 10 einen zweiten Niederhalter 20 auf, in dessen Anpressfläche 21 eine Messelektrode 22 angeordnet ist. Der zweite Niederhalter 20 weist eine Ausnehmung 26 auf, welche als Durchgangsloch ausgebildet ist. Die Ausnehmung 26 weist einen im Vergleich zu der Ausnehmung 15 des ersten Niederhalters 10 größeren
20 Querschnitt auf.
Die vorstehend beschriebenen Schweißvorrichtungen 1 zum Laserschweißen oder
Ultraschallschweißen weisen einen Niederhalter 10, 20 zum Festlegen eines Werkstücks 2 während eines Fügevorgangs auf. Der Niederhalter 10, 20 umfasst eine Anpressfläche 1 1 , 25 21 , durch welche ein Anpressdruck auf das Werkstück 2 aufgebracht werden kann. In der Anpressfläche 1 1 , 21 ist eine Messelektrode 12, 22 angeordnet, mittels derer eine
Widerstandsmessung durchgeführt werden kann, so dass sich der zeitliche Aufwand bei der Herstellung und Überprüfung von Fügeverbindungen verringert.
30 Bezugszeichenliste
1 Schweißvorrichtung
2 Werkstück
10 Niederhalter
1 1 Anpressfläche
12 Messelektrode
13 Zuleitung
14 Außenseite
15 Ausnehmung
20 Niederhalter
21 Anpressfläche
22 Messelektrode
23 Zuleitung
24 Außenseite
25 Ausnehmung
26 Ausnehmung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Niederhalter (10, 20) zum Festlegen eines Werkstücks (2) während eines Fügevorgangs mit einer Anpressfläche (1 1 , 21 ) zum Aufbringen eines Anpressdrucks auf das Werkstück (2), dadurch gekennzeichnet, dass in der Anpressfläche (1 1 , 21 ) eine Messelektrode (12, 22) zur Durchführung einer Widerstandsmessung angeordnet ist.
2. Niederhalter (10, 20) nach Anspruch 1 , wobei der Niederhalter (10, 20) eine mit der Messelektrode (12, 22) verbundene Zuleitung (13, 23) aufweist, welche von der Messelektrode (12, 22) zu einer der Anpressfläche (1 1 , 21 ) gegenüberliegenden Seite (14, 24) des Niederhalters (10, 20) verläuft.
3. Niederhalter (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Niederhalter (10, 20) eine in der Anpressfläche (1 1 , 21 ) vorgesehene Ausnehmung (15, 25) aufweist.
4. Schweißvorrichtung (1 ) zum Laserschweißen oder Ultraschallschweißen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung (1 ) mindestens einen ersten Niederhalter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
5. Schweißvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4, wobei die Schweißvorrichtung einen zweiten Niederhalter (20) mit einer Messelektrode (22) aufweist, wobei mehrere zu fügende Werkstücke (2) zwischen dem ersten Niederhalter (10) und dem zweiten Niederhalter (20) anordbar sind.
6. Verfahren zum Überprüfen des Vorhandenseins und/oder der Qualität einer Fügeverbindung zwischen mehreren Werkstücken (2), wobei ein Werkstück (2) über mindestens einen ersten Niederhalter (10) festgelegt wird, der eine Anpressfläche (1 1 ) aufweist, über welche ein Anpressdruck auf das Werkstück (2) aufgebracht wird und wobei eine Widerstandsmessung mittels einer in der Anpressfläche (1 1 ) angeordneten Messelektrode (12) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Werkstücke (2) zwischen dem ersten Niederhalter (10) und einem zweiten Niederhalter (20) angeordnet werden, wobei der zweite Niederhalter eine Messelektrode aufweist und der Widerstand zwischen den Messelektroden (12, 22) der beiden Niederhalter (10, 20) ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei in einem unverbundenen Zustand der Werkstücke (2) eine Referenz-Widerstandsmessung durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Werkstücke (2), insbesondere nach Durchführung der Referenz-Widerstandsmessung, in einem Fügevorgang miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Widerstandsmessung während des Fügevorgangs durchgeführt wird.
11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Widerstandsmessung nach Abschluss des Fügevorgangs durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , wobei ein im Rahmen der Widerstandsmessung ermittelter Widerstandsmesswert mit einem Referenzwert, insbesondere mit einem im Rahmen der Referenz-Widerstandsmessung ermittelten Referenzwert, verglichen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Fügevorgang in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert gesteuert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert ein Nachbearbeitungs-Fügevorgang durchgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die verbundenen Werkstücke (2) in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert in verschiedene Qualitätsstufen eingeteilt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die verbundenen Werkstücke (2) in Abhängigkeit von dem ermittelten Widerstandsmesswert und/oder von dem Vergleich mit dem Referenzwert gekennzeichnet werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110102942A (zh) * 2019-05-18 2019-08-09 山西汾西重工有限责任公司 条形框对焊用压紧定位工装及压紧定位方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017100157A1 (de) * 2017-01-05 2018-07-05 Newfrey Llc Verfahren zum Bewerten einer Schweißverbindung sowie Schweißverbindungs-Bewertungsvorrichtung
CN107671478B (zh) * 2017-11-06 2024-02-06 常州瑞华新能源科技有限公司 一种便于装配电极的模具结构
KR20200086171A (ko) * 2019-01-08 2020-07-16 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 전극 리드 가접 지그

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1631320A (zh) * 2004-12-24 2005-06-29 浙江大学 用于生物阻抗、电阻或者电位测量的参考电极夹
US20060213878A1 (en) * 2005-03-28 2006-09-28 Fujitsu Limited Dispersing component deformation forces during welding
FR2905883A1 (fr) * 2006-09-14 2008-03-21 Valeo Electronique Sys Liaison Procede de soudage d'un organe sur un support par apport de matiere et dispositif d'agencement de deux elements l'un sur l'autre
JP2009229345A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nec Infrontia Corp 検査治具
DE102009012154A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Thyssenkrupp Drauz Nothelfer Gmbh Bearbeitungseinrichtung und Verfahren zur automatisierten Bestimmung eines Gesamtverfahrwegs einer Bearbeitungseinrichtung zur Gewährleistung einer vorbestimmten Überarbeitungstiefe

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005019758B4 (de) * 2005-04-28 2007-12-13 Hydro Aluminium Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtungen zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen aus artverschiedenen Werkstoffen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1631320A (zh) * 2004-12-24 2005-06-29 浙江大学 用于生物阻抗、电阻或者电位测量的参考电极夹
US20060213878A1 (en) * 2005-03-28 2006-09-28 Fujitsu Limited Dispersing component deformation forces during welding
FR2905883A1 (fr) * 2006-09-14 2008-03-21 Valeo Electronique Sys Liaison Procede de soudage d'un organe sur un support par apport de matiere et dispositif d'agencement de deux elements l'un sur l'autre
JP2009229345A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nec Infrontia Corp 検査治具
DE102009012154A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-09 Thyssenkrupp Drauz Nothelfer Gmbh Bearbeitungseinrichtung und Verfahren zur automatisierten Bestimmung eines Gesamtverfahrwegs einer Bearbeitungseinrichtung zur Gewährleistung einer vorbestimmten Überarbeitungstiefe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110102942A (zh) * 2019-05-18 2019-08-09 山西汾西重工有限责任公司 条形框对焊用压紧定位工装及压紧定位方法

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