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DE102009007339B4 - Resistance welding gun and method for operating the same - Google Patents

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DE102009007339B4
DE102009007339B4 DE102009007339.6A DE102009007339A DE102009007339B4 DE 102009007339 B4 DE102009007339 B4 DE 102009007339B4 DE 102009007339 A DE102009007339 A DE 102009007339A DE 102009007339 B4 DE102009007339 B4 DE 102009007339B4
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spot welding
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electrical energy
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Emil Hanauer
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Abstract

Punktschweißzange (1) mit einer ersten Elektrode (2) und einer zweiten Elektrode (4), welche in einem Schweißbetrieb mit der ersten Elektrode (2) zusammenwirkt, mit einer Stromquelle zum Erzeugen eines über die Elektroden fließenden Stromes, wobei wenigstens eine Elektrode (2) an einem Zangenelement (12) angeordnet ist und dieses Zangenelement (12) gegenüber der anderen Elektrode (4, 2) bewegbar ist, mit einer Antriebseinrichtung (6) welche mit dem Zangenelement (12) gekoppelt ist, wobei diese Antriebseinrichtung (6) einen Elektromotor (8) und eine Steuerungseinrichtung (10) zum Steuern dieses Elektromotors (8) aufweist, wobei wenigstens zeitweise während eines Arbeitsbetriebs das Zangenelement (12) von dem Elektromotor (8) angetrieben ist und wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Elektromotor (8) von dem Zangenelement (12) angetrieben ist dadurch gekennzeichnet, dass die Punktschweißzange ein Speichermittel (20) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, welches mit dem Elektromotor (8) derart in elektrischer Verbindung steht, dass wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Punktschweißzange elektrische Energie von dem Elektromotor (8) an das Speichermittel (20) abgegeben wird.Spot welding gun (1) with a first electrode (2) and a second electrode (4), which interacts with the first electrode (2) in a welding operation, with a power source for generating a current flowing over the electrodes, at least one electrode (2 ) is arranged on a pliers element (12) and this pliers element (12) is movable relative to the other electrode (4, 2), with a drive device (6) which is coupled to the pliers element (12), this drive device (6). Electric motor (8) and a control device (10) for controlling this electric motor (8), the pliers element (12) being driven by the electric motor (8) at least temporarily during working operation and the electric motor (8) being driven by the electric motor (8) at least temporarily during working operation driven by the pliers element (12), characterized in that the spot welding gun has a storage means (20) for storing electrical energy, which is in electrical connection with the electric motor (8) in such a way that electrical energy is supplied from it at least temporarily during the working operation of the spot welding gun Electric motor (8) is delivered to the storage means (20).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Widerstandsschweißzange und insbesondere auf eine Widerstandspunktschweißzange. Unter Widerstandsschweißtechnik werden Schweißmaschinen, Schweißgeräte und Komponenten für das Widerstandsschweißen zusammengefasst. Beim Widerstandsschweißen werden die zu verbindenden Bauteile durch Schweißzangen oder Schweißköpfe zusammengepresst und an der Kontaktstelle zwischen den Bauteilen durch den Schweißstrom elektrisch aufgeschmolzen. Dieses als Widerstandsschweißen bezeichnete Verfahren gehört zur Verfahrensgruppe Prozessverbindungsschweißen.The present invention relates to a resistance welding gun and in particular to a resistance spot welding gun. Resistance welding technology includes welding machines, welding devices and components for resistance welding. During resistance welding, the components to be connected are pressed together by welding guns or welding heads and electrically melted at the contact point between the components by the welding current. This process, known as resistance welding, belongs to the process connection welding process group.

In der Praxis am bedeutendsten ist das Punktschweißen oder Widerstandspunktschweißen, bei dem die punktförmigen Elektroden der Schweißzange die zu verbindenden Bauteile direkt aneinanderpressen. Dabei werden beim Punktschweißen die beiden Schweißelektroden pneumatisch oder in jüngster Zeit auch servoelektrisch angetrieben und pressen die zu fügenden Teile mit der vorgegebenen Kraft zusammen. Mit einer einstellbaren Vorhaltezeit werden Vorsprünge der Bauteile und Aufsetzprellungen der Elektroden ausgeglichen und weitestgehend reproduzierbare Kontaktwiderstände sichergestellt. Anschließend wird für die Dauer der Schweißzeit der Schweißstrom eingeschaltet. Der elektrische Widerstand der Kontaktstelle zwischen den beiden Teilen ist wesentlich höher als der eigentliche elektrische Widerstand des Werkstoffes der Teile. Durch die punktuelle thermoelektrische Erwärmung über den Kontaktwiderstand entsteht eine linsenförmige Schmelze.In practice, the most important is spot welding or resistance spot welding, in which the point-shaped electrodes of the welding gun press the components to be connected directly together. During spot welding, the two welding electrodes are driven pneumatically or, more recently, servo-electrically and press the parts to be joined together with the specified force. With an adjustable lead time, protrusions of the components and contact bruises of the electrodes are compensated for and largely reproducible contact resistances are ensured. The welding current is then switched on for the duration of the welding time. The electrical resistance of the contact point between the two parts is significantly higher than the actual electrical resistance of the material of the parts. The selective thermoelectric heating via the contact resistance creates a lens-shaped melt.

Das gleichzeitige Andrücken über die Elektrodenkraft bewirkt eine punktförmige stoffschlüssige und unlösbare Verbindung. Während einer Nachhaltezeit wird die Elektrodenkraft aufrechterhalten, um das Abkühlen der Schmelze unter Vermeidung von Porenbildung sicherzustellen.The simultaneous pressing using the electrode force creates a point-like, cohesive and inseparable connection. The electrode force is maintained during a hold time to ensure that the melt cools down while avoiding the formation of pores.

Aus der DE 44 32 573 C2 ist ein Verfahren zum Steuern der Kraft auf eine Widerstandsschweißklemme bekannt. Dabei ist ein pneumatischer Kraftzylinder vorgesehen, welchem über einen Verteilerdruck Luft zugeführt wird. Derartige Widerstandspunktschweißzangen, welche elektromechanisch angetrieben sind, weisen teilweise einen sehr hohen Energieverbrauch auf. Dabei ist insbesondere auch die Energie, die zum Heranführen oder Aneinanderführen der beiden Schweißelektroden nötig ist, erheblich.From the DE 44 32 573 C2 a method for controlling the force on a resistance welding clamp is known. A pneumatic power cylinder is provided, to which air is supplied via a distributor pressure. Such resistance spot welding guns, which are electromechanically driven, sometimes have very high energy consumption. In particular, the energy required to bring the two welding electrodes closer or together is significant.

Die Offenlegungsschrift EP 1 512 483 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Widerstandsschweißen umfassend ein Energieversorgungssystem, einen Schweißumrichter eine Schweißprozesssteuerung, eine Servoschweißzange und eine Servozangensteuerung wobei das Energieversorgungssystem, der Schweißumrichter, die Schweißprozesssteuerung, und die Servozangensteuerung eine bauliche Einheit bilden. Die WO 88/ 05 724 A1 offenbart einen Pressenantrieb, insbesondere für Hochfrequenzstanzpressen mit zumindest 400 Hüben. Zum Antrieb zweier Kniehebel sind zwei gesonderte miteinander synchronisierte Antriebe vorgesehen. Ein Energiespeicher sorgt für geringen Energiebedarf, da er Bremsenergie speichert und beim Beschleunigen wieder dem Antrieb zuführt. Die Druckschrift DE 692 05 429 T2 offenbart einen elektrischen Stellantrieb, umfassend wenigstens einen elektrischen Rotationsmotor und einen Wandler um rotative Bewegung in lineare Bewegung umzusetzen. Der Motor wird während der Verzögerungsphase angetrieben und funktioniert als Generator.The disclosure document EP 1 512 483 A1 discloses a device for resistance welding comprising a power supply system, a welding converter, a welding process control, a servo welding gun and a servo gun control, wherein the power supply system, the welding converter, the welding process control, and the servo gun control form a structural unit. The WO 88/05 724 A1 discloses a press drive, in particular for high-frequency punching presses with at least 400 strokes. Two separate drives synchronized with one another are provided to drive two toggle levers. An energy storage system ensures low energy requirements because it stores braking energy and feeds it back into the drive when accelerating. The publication DE 692 05 429 T2 discloses an electric actuator comprising at least one electric rotary motor and a converter to convert rotary motion into linear motion. The engine is driven during the deceleration phase and functions as a generator.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Energieverbrauch im Schweißzangenprozess zu vermindern und vorteilhaft auch das Antriebsregelgerät von Abwärme zu entlasten.The present invention is based on the object of reducing energy consumption in the welding gun process and advantageously also relieving the drive control device of waste heat.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Punktschweißzange nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 8 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This is achieved according to the invention by a spot welding gun according to claim 1 and a method according to claim 8. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Punktschweißzange weist eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf, welche in einem Schweißbetrieb mit der ersten Elektrode zusammenwirkt. Weiterhin ist eine Stromquelle vorgesehen, zum Erzeugen eines über die Elektroden fließenden Stroms. Insbesondere dient dabei dieser Strom zur Durchführung eines Schweißvorganges.A spot welding gun according to the invention has a first electrode and a second electrode, which interacts with the first electrode in a welding operation. Furthermore, a current source is provided for generating a current flowing over the electrodes. In particular, this current is used to carry out a welding process.

Weiterhin ist wenigstens eine Elektrode an einem Zangenelement bzw. einem Bewegungselement gekoppelt. Dieses Bewegungselement kann sich dabei auf die jeweils andere Elektrode zu- bzw. von dieser wegbewegen.Furthermore, at least one electrode is coupled to a forceps element or a movement element. This movement element can move towards or away from the other electrode.

Weiterhin weist die Antriebseinrichtung einen Elektromotor und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern dieses Elektromotors auf, wobei wenigstens zeitweise während eines Arbeitsbetriebs das Bewegungselement von dem Elektromotor angetrieben ist und wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Elektromotor von dem Zangenelement mechanisch angetrieben ist.Furthermore, the drive device has an electric motor and a control device for controlling this electric motor, the movement element being driven by the electric motor at least temporarily during working operation and the electric motor being mechanically driven by the pliers element at least temporarily during working operation.

Erfindungsgemäß weist die Punktschweißanlage ein Speichermittel zum Speichern von elektrischer Energie auf, welches mit dem Elektromotor derart in elektrischer Verbindung steht, dass wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Punktschweißzange elektrische Energie von dem Elektromotor an das Speichermittel abgegeben wird.According to the invention, the spot welding system has a storage means for storing electrical energy, which is in electrical connection with the electric motor in such a way that at least temporarily during operation of the Spot welding gun electrical energy is delivered from the electric motor to the storage medium.

In einem Schweißzangenprozess treten teilweise auch Bremsenergien auf, beispielsweise, wenn das bewegte Zangenelement verzögert wird oder eine Schweißzange entspannt wird. Diese Bremsenergie wird im Stand der Technik mittels Widerständen in Wärme umgesetzt. Bislang wurde davon ausgegangen, dass diese Bremsenergie nur einen sehr geringen Anteil der Gesamtenergie darstellt. Andererseits jedoch wurde durch die den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren diese Energie verschwendet und daneben auch ein Antriebsreglergerät, in welchem diese Widerstände angeordnet sind, mit erhöhter Temperatur belastet. Diese erhöhte Temperatur bewirkt wiederum, dass die Gerätelebensdauer sinkt.In a welding gun process, braking energy sometimes also occurs, for example when the moving gun element is decelerated or a welding gun is relaxed. In the prior art, this braking energy is converted into heat using resistors. Until now it was assumed that this braking energy only represented a very small proportion of the total energy. On the other hand, however, this energy was wasted due to the methods known from the prior art and a drive controller device in which these resistors are arranged was also exposed to increased temperature. This increased temperature in turn causes the device lifespan to decrease.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, wenigstens zeitweise die entstehende Energie nicht über einen Widerstand abzuführen, sondern über ein Speichermittel. Auf diese Weise kann einerseits eine erhöhte Wärmebildung verhindert werden und andererseits auch Energie zurückgewonnen werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Speichermittel einen Kondensator auf. Diese Kondensatoren bieten die Möglichkeit, ohne erheblich entstehende Wärme elektrische Energie vorübergehend aufzunehmen.According to the invention, it is therefore proposed that, at least temporarily, the resulting energy is not dissipated via a resistor, but rather via a storage medium. In this way, on the one hand, increased heat generation can be prevented and, on the other hand, energy can also be recovered. In an advantageous embodiment, the storage means has a capacitor. These capacitors offer the possibility of temporarily absorbing electrical energy without generating significant heat.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Punktschweißzange ein Versorgungsnetz auf, um den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen und dieses Versorgungsnetz wirkt wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs als Speichermittel. Bei dieser Ausführungsform wird die entstehende elektrische Energie nicht oder nur teilweise in einen Kondensator geladen, sondern direkt zurück in das Versorgungs- bzw. Stromnetz gespeist. Damit eignet sich die Erfindung, wie beschrieben, für elektromechanische Antriebe in Widerstandspunktschweißzangen. Wie erwähnt, belastet im Stand der Technik bei intensiven Schweißzyklen die Bremsenergie Regelgeräte und auch benachbarte Einheiten. Insbesondere kann diejenige Energie, die bei einem Verzögern des Zangenantriebs beim Entspannen der Zange oder nach dem Beschleunigen frei wird dann zwischengespeichert und erfindungsgemäß wieder verwendet werden.In a further advantageous embodiment, the spot welding gun has a supply network in order to supply the electric motor with electrical energy and this supply network acts as a storage medium at least temporarily during operation. In this embodiment, the resulting electrical energy is not or only partially charged into a capacitor, but is fed directly back into the supply or power network. The invention is therefore suitable, as described, for electromechanical drives in resistance spot welding guns. As mentioned, in the prior art, during intensive welding cycles, the braking energy puts a strain on control devices and also neighboring units. In particular, the energy that is released when the pliers drive is decelerated when the pliers are relaxed or after acceleration can then be temporarily stored and reused according to the invention.

Beim Beschleunigen des Antriebs und beim Spannen der Zange wird Energie in das System, d.h. den Elektromotor, eingebracht. Beim anschließenden Verzögern und beim Öffnen der Zange wird diese Energie bzw. ein Teil hiervon wieder frei. Diese freiwerdende Energie kann, wie erwähnt, für die weitere Verwendung gespeichert oder auch in ein Netz eingespeist werden.When accelerating the drive and clamping the pliers, energy is introduced into the system, i.e. the electric motor. When the pliers are subsequently decelerated and opened, this energy or part of it is released again. As mentioned, this released energy can be stored for further use or fed into a grid.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinrichtung derart gestaltet, dass sie die Abgabe elektrischer Energie von dem Elektromotor an das Speichermittel nur in solchen Betriebsphasen zulässt, in denen der Elektromotor von dem Zangenelement angetrieben ist. Bei diesen Betriebsphasen handelt es sich, wie oben erwähnt, um die besagten Verzögerungsphasen und Entspannungsphasen.In a further advantageous embodiment, the control device is designed in such a way that it only allows the delivery of electrical energy from the electric motor to the storage means in those operating phases in which the electric motor is driven by the pliers element. As mentioned above, these operating phases are the delay phases and relaxation phases.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Steuerungseinrichtung um eine Regelungseinrichtung, welche den Motor in Abhängigkeit von wenigstens einer Stellgröße regelt. Damit wird nicht nur eine Steuerung, sondern eine Regelung vorgeschlagen und diese Regelung ist auch bei der Rückspeisung von elektrischer Energie tätig.In a further advantageous embodiment, the control device is a control device which regulates the motor depending on at least one manipulated variable. This means that not only a control, but a regulation is proposed and this regulation is also active in the recovery of electrical energy.

Vorzugsweise ist die besagte Stellgröße aus einer Gruppe von Stellgrößen ausgewählt, welche einen Motorstrom des Elektromotors, einen Drehmoment des Elektromotors, eine Position des Bewegungselements, Kombinationen hieraus oder dergleichen enthält. Bevorzugt wird aus einer Vielzahl derartiger Stellgrößen die Punktschweißzange betrieben. So kann beispielsweise der Elektromotor in Abhängigkeit von einer Lage des Bewegungselements geregelt werden, wobei auch in Abhängigkeit von dieser Lageregelung entschieden wird, ob Energie rückgespeist wird oder nicht.Preferably, said manipulated variable is selected from a group of manipulated variables which contains a motor current of the electric motor, a torque of the electric motor, a position of the movement element, combinations thereof or the like. The spot welding gun is preferably operated from a large number of such manipulated variables. For example, the electric motor can be controlled depending on a position of the movement element, and a decision is also made depending on this position control as to whether energy is fed back or not.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Elektromotor um einen Synchronmotor. Allgemein können hier jedoch auch servoelektrische Antriebe Anwendung finden.In an advantageous embodiment, the electric motor is a synchronous motor. In general, however, servo-electric drives can also be used here.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Betreiben einer Punktschweißzange gerichtet, wobei die Punktschweißzange eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist, welche in einem Schweißbetrieb derart zusammenwirken, dass zum Schweißen ein über die beiden Elektroden fließender Strom erzeugt wird. Dabei ist wenigstens eine Elektrode an einem Bewegungselement angeordnet und dieses Bewegungselement bzw. Zangenelement wird gegenüber der anderen Elektrode bewegt. Weiterhin ist eine Antriebseinrichtung mit dem Bewegungselement zur Erzeugung dieser Bewegung gekoppelt, wobei dieses Antriebselement einen Elektromotor und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern dieses Elektromotors aufweist und wenigstens zeitweise während eines Arbeitsbetriebs das Bewegungselement von dem Elektromotor angetrieben wird und wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Punktschweißzange der Elektromotor von dem Zangenbetrieb angetrieben wird. Unter dem Arbeitsbetrieb wird dabei insbesondere ein Schweißbetrieb verstanden.The present invention is further directed to a method for operating a spot welding gun, wherein the spot welding gun has a first electrode and a second electrode, which interact in a welding operation in such a way that a current flowing over the two electrodes is generated for welding. At least one electrode is arranged on a movement element and this movement element or clamp element is moved relative to the other electrode. Furthermore, a drive device is coupled to the movement element to generate this movement, this drive element having an electric motor and a control device for controlling this electric motor and at least temporarily during a working operation the movement element is driven by the electric motor and at least temporarily during the working operation of the spot welding gun the electric motor is driven by is driven during gun operation. The work operation is understood to mean, in particular, a welding operation.

Erfindungsgemäß gibt der Elektromotor zumindest in denjenigen Phasen, in denen er von dem Bewegungselement angetrieben wird elektrische Energie an einem mit dem Elektromotor elektrisch gekoppeltes Speichermittel zum Speichern von elektrischer Energie ab.According to the invention, at least in those phases in which it is driven by the movement element, the electric motor releases electrical energy to a storage means for storing electrical energy that is electrically coupled to the electric motor.

Vorzugsweise ist damit auch hier kein Bremswiderstand vorgesehen, der entsprechende elektrische Energie aufnimmt. Bei einem vorteilhaften Verfahren gibt der Elektromotor wenigstens zeitweise während eines Öffnungsvorgangs der Punktschweißzange elektrische Energie an das Speichermittel ab. Unter einem Öffnungsvorgang wird dabei einerseits das Auseinanderbewegen der beiden Schweißelektroden verstanden, andererseits jedoch auch ein Entspannungsvorgang, in dem eine auf einem Werkstück lastende Spannung vermindert wird.Preferably, no braking resistor is provided here that absorbs the corresponding electrical energy. In an advantageous method, the electric motor releases electrical energy to the storage means at least temporarily during an opening process of the spot welding gun. An opening process means, on the one hand, the movement of the two welding electrodes apart, but on the other hand, it also means a relaxation process in which the tension on a workpiece is reduced.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren gibt der Elektromotor wenigstens zeitweise elektrische Energie an einen Kondensator ab. Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren gibt der Elektromotor wenigstens zeitweise elektrische Energie an ein Versorgungsnetz für den
Elektromotor ab. Dabei wäre es auch möglich, beide Maßnahmen zu kombinieren d.h. in diesem Falle würde der Elektromotor sowohl Energie an einen Kondensator als auch an ein Versorgungsnetz abgeben. Auch könnte die Steuerung derart ausgeführt werden, dass beispielsweise bei einem Entspannungsbetrieb die elektrische Energie an einen Kondensator abgegeben wird und bei einem Verzögerungsbetrieb während des Öffnens elektrische Energie an ein Stromnetz abgegeben wird.In a further advantageous method, the electric motor at least temporarily releases electrical energy to a capacitor. In a further advantageous method, the electric motor at least temporarily supplies electrical energy to a supply network for the
Electric motor off. It would also be possible to combine both measures, i.e. in this case the electric motor would release energy both to a capacitor and to a supply network. The control could also be carried out in such a way that, for example, in a relaxation mode, the electrical energy is delivered to a capacitor and in a delay mode, electrical energy is delivered to a power network during opening.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung:

  • Dabei zeigt:
    • 1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Punktschweißzange.
Further advantages and embodiments result from the attached drawing:
  • This shows:
    • 1 A schematic representation of a spot welding gun according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Punktschweißzange 1. Diese Punktschweißzange 1 weist eine erste Elektrode 2 und eine zweite Elektrode 4 auf. Diese Elektroden 2, 4 wirken zusammen, um zwei Werkstücke 22 aneinanderzuschweißen. 1 shows a schematic representation of a spot welding gun 1 according to the invention. This spot welding gun 1 has a first electrode 2 and a second electrode 4. These electrodes 2, 4 work together to weld two workpieces 22 together.

Das Bezugszeichen 24 bezieht sich auf eine untere Platte bzw. ein unteres Zangenelement, welches hier ortsfest angeordnet ist. Das Bezugszeichen 12 zeigt eine obere Platte, welche hier als bewegliches Bewegungselement bzw. Zangenelement ausgeführt wird, an dem die Elektrode 2 angeordnet ist. Dieses Bewegungselement 12 ist dabei in der Richtung Y bewegbar. Genauer kennzeichnet das Bezugszeichen 6 eine Antriebseinrichtung mit einem Elektromotor 8, um das Bewegungselement 12 in der Richtung Y zu bewegen.The reference number 24 refers to a lower plate or a lower pliers element, which is arranged in a stationary manner here. The reference number 12 shows an upper plate, which is designed here as a movable movement element or clamp element, on which the electrode 2 is arranged. This movement element 12 can be moved in the Y direction. More specifically, reference numeral 6 denotes a driving device including an electric motor 8 for moving the moving member 12 in the Y direction.

Der Schweißstrom wird über eine Stromquelle 32 erzeugt und über elektrische Leitungen 26 an die beiden Schweißelektroden 2, 4 übertragen. Eine elektrische Verbindungsleitung 28 ist dabei flexibel ausgestattet, um trotz einer Bewegung des Bewegungselementes 12 die elektrische Energie übertragen zu können.The welding current is generated via a power source 32 and transmitted to the two welding electrodes 2, 4 via electrical lines 26. An electrical connecting line 28 is equipped flexibly in order to be able to transmit the electrical energy despite a movement of the movement element 12.

Das Bezugszeichen 36 bezieht sich auf einen Thyristorschalter zum Speisen des Transformators 32. Der Dauer des Stromflusses wird von einem den Schalter 36 steuernden Zeitglied 34 überwacht.The reference number 36 refers to a thyristor switch for supplying the transformer 32. The duration of the current flow is monitored by a timer 34 controlling the switch 36.

Das Bezugszeichen 10 bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zum Steuern des Elektromotors 8 und damit auch des Antriebs 6. Diese Steuereinrichtung 10 steht dabei über Kommunikationsleitung 11 mit dem Elektromotor 8 in Verbindung. Weiterhin ist ein Speichermittel 20 vorgesehen, welches über eine elektrische Verbindungsleitung 21 mit dem Elektromotor in Verbindung steht. Falls in bestimmten Betriebsphasen der Elektromotor 8 von dem Bewegungselement angetrieben ist bzw. wird, erzeugt er elektrische Energie, welche an das Speichermittel 20 zugeführt wird.The reference number 10 refers to a control device for controlling the electric motor 8 and thus also the drive 6. This control device 10 is connected to the electric motor 8 via a communication line 11. Furthermore, a storage means 20 is provided, which is connected to the electric motor via an electrical connecting line 21. If the electric motor 8 is or is driven by the movement element in certain operating phases, it generates electrical energy which is supplied to the storage means 20.

Dieses Speichermittel 20 kann dabei in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch in der Steuereinrichtung 10 integriert oder mit dieser verbunden sein. Das Bezugszeichen 30 bezieht sich auf ein Versorgungsnetz zur Versorgung des Elektromotors 8, welche über eine elektrische Verbindungsleitung 31 mit dem Elektromotor 8 in Verbindung steht. Es wäre auch möglich, von dem Elektromotor erzeugte elektrische Energie direkt in das Versorgungsnetz 30 einzuspeisen. Eine elektrische Verbindungsleitung 15 stellt eine Verbindung zwischen dem Versorgungsnetz 30 und der Steuereinrichtung 10 her.In an advantageous embodiment, this storage means 20 can also be integrated into the control device 10 or connected to it. The reference number 30 refers to a supply network for supplying the electric motor 8, which is connected to the electric motor 8 via an electrical connecting line 31. It would also be possible to feed electrical energy generated by the electric motor directly into the supply network 30. An electrical connecting line 15 establishes a connection between the supply network 30 and the control device 10.

Das Bezugszeichen 25 kennzeichnet eine weitere Verbindungsleitung, über welche das Speichermittel 20 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden ist. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Sensoreinrichtung, welche eine Position der oberen Platte 12 bzw. der Elektrode 2 bestimmt. Daneben könnten auch andere Sensoreinrichtungen zum Bestimmen anderer Parameter, wie etwa eines Stroms, einer Temperatur oder dergleichen vorgesehen sein.The reference number 25 denotes a further connecting line via which the storage means 20 is connected to the control device 10. Reference numeral 14 denotes a sensor device which determines a position of the upper plate 12 or the electrode 2. In addition, other sensor devices for determining other parameters, such as a current, a temperature or the like, could also be provided.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All features disclosed in the application documents are claimed to be essential to the invention if, individually or in combination, they are new compared to the prior art.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
PunktschweißzangeSpot welding gun
2,42.4
Elektrodeelectrode
66
AntriebseinrichtungDrive device
88th
ElektromotorElectric motor
1010
SteuereinrichtungControl device
11, 1511, 15
Kommunikationsleitung und LeistungsleitungCommunication line and power line
1212
obere Plattetop plate
1414
SensoreinrichtungSensor device
2020
Speichermittelstorage means
2222
Werkstückeworkpieces
2424
untere Plattelower plate
2626
elektrische Leitungenelectric lines
25, 28,21,3125, 28,21,31
elektrische Verbindungsleitungenelectrical connecting cables
3030
Versorgungsnetzsupply network
3232
Transformator, StromquelleTransformer, power source
3434
Zeitgliedtime element
3636
SchalterSwitch
YY
RichtungDirection

Claims (12)

Punktschweißzange (1) mit einer ersten Elektrode (2) und einer zweiten Elektrode (4), welche in einem Schweißbetrieb mit der ersten Elektrode (2) zusammenwirkt, mit einer Stromquelle zum Erzeugen eines über die Elektroden fließenden Stromes, wobei wenigstens eine Elektrode (2) an einem Zangenelement (12) angeordnet ist und dieses Zangenelement (12) gegenüber der anderen Elektrode (4, 2) bewegbar ist, mit einer Antriebseinrichtung (6) welche mit dem Zangenelement (12) gekoppelt ist, wobei diese Antriebseinrichtung (6) einen Elektromotor (8) und eine Steuerungseinrichtung (10) zum Steuern dieses Elektromotors (8) aufweist, wobei wenigstens zeitweise während eines Arbeitsbetriebs das Zangenelement (12) von dem Elektromotor (8) angetrieben ist und wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Elektromotor (8) von dem Zangenelement (12) angetrieben ist dadurch gekennzeichnet, dass die Punktschweißzange ein Speichermittel (20) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, welches mit dem Elektromotor (8) derart in elektrischer Verbindung steht, dass wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Punktschweißzange elektrische Energie von dem Elektromotor (8) an das Speichermittel (20) abgegeben wird.Spot welding gun (1) with a first electrode (2) and a second electrode (4), which interacts with the first electrode (2) in a welding operation, with a power source for generating a current flowing over the electrodes, at least one electrode (2 ) is arranged on a pliers element (12) and this pliers element (12) is movable relative to the other electrode (4, 2), with a drive device (6) which is coupled to the pliers element (12), this drive device (6). Electric motor (8) and a control device (10) for controlling this electric motor (8), the pliers element (12) being driven by the electric motor (8) at least temporarily during working operation and the electric motor (8) being driven by the electric motor (8) at least temporarily during working operation the pliers element (12) is driven, characterized in that the spot welding gun has a storage means (20) for storing electrical energy, which is in electrical connection with the electric motor (8) in such a way that electrical energy is supplied from it at least temporarily during the working operation of the spot welding gun Electric motor (8) is delivered to the storage means (20). Punktschweißzange (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichermittel (20) einen Kondensator aufweist.Spot welding gun (1). Claim 1 , characterized in that the storage means (20) has a capacitor. Punktschweißzange (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Punktschweißzange ein Versorgungsnetz (30) aufweist, um den Elektromotor mit elektrischer Energie zu versorgen und dieses Versorgungsnetz (30) wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs als Speichermittel (20) wirkt.Spot welding gun (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spot welding gun has a supply network (30) in order to supply the electric motor with electrical energy and this supply network (30) acts as a storage means (20) at least temporarily during working operation. Punktschweißzange (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (10) derart gestaltet ist, dass sie die Abgabe elektrischer Energie von dem Elektromotor (8) an das Speichermittel (20) nur in solchen Betriebsphasen zulässt, in denen der Elektromotor (8) von dem Zangenelement (12) angetrieben ist.Spot welding gun (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control device (10) is designed such that it only allows the delivery of electrical energy from the electric motor (8) to the storage means (20) in those operating phases in which the electric motor (8) is driven by the pliers element (12). Punktschweißzange (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (10) eine Regelungseinrichtung (10) ist, welche den Elektromotor in Abhängigkeit von wenigstens einer Stellgröße regelt.Spot welding gun (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control device (10) is a control device (10) which regulates the electric motor as a function of at least one manipulated variable. Punktschweißzange (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße (S) aus einer Gruppe von Stellgrößen ausgewählt ist, welche einen Motorstrom des Elektromotors (8), ein Drehmoment des Elektromotors (8), eine Position des Zangenelements (12) oder von diesen Stellgrößen abgeleitete oder mit diesen Stellgrößen gekoppelte Größen enthält.Spot welding gun (1). Claim 5 , characterized in that the manipulated variable (S) is selected from a group of manipulated variables which are a motor current of the electric motor (8), a torque of the electric motor (8), a position of the pliers element (12) or derived from or with these manipulated variables Contains coupled variables. Punktschweißzange nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) ein Synchronmotor ist.Spot welding gun according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (8) is a synchronous motor. Verfahren zum Betreiben einer Punktschweißzange, wobei die Punktschweißzange eine erste Elektrode (2) und eine zweite Elektrode (4) aufweist, welche in einem Schweißbetrieb derart zusammenwirken, dass zum Schweißen ein über die beiden Elektroden (2,4) fließender Strom erzeugt wird, wobei wenigstens eine Elektrode an einem Zangenelement (12) angeordnet ist und dieses Zangenelement (12) gegenüber der anderen Elektrode (4, 2) bewegt wird, und eine Antriebseinrichtung (6) mit dem Zangenelement (12) zur Erzeugung dieser Bewegung gekoppelt ist, wobei diese Antriebseinrichtung (6) einen Elektromotor (8) und eine Steuerungseinrichtung (10) zum Steuern dieses Elektromotors (8) aufweist und wenigstens zeitweise während eines Arbeitsbetriebs das Zangenelement (12) von dem Elektromotor (8) angetrieben wird und wenigstens zeitweise während des Arbeitsbetriebs der Elektromotor (8) von dem Zangenelement (12) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) zumindest zeitweise in denjenigen Phasen, in denen er von dem Zangenelement (12) angetrieben wird, elektrische Energie an ein mit dem Elektromotor (8) elektrisch gekoppeltes Speichermittel (20) zum Speichern von elektrischer Energie abgibt.Method for operating a spot welding gun, wherein the spot welding gun has a first electrode (2) and a second electrode (4), which interact in a welding operation in such a way that a current flowing over the two electrodes (2,4) is generated for welding, wherein at least one electrode is arranged on a pliers element (12) and this pliers element (12) is moved relative to the other electrode (4, 2), and a drive device (6) is coupled to the pliers element (12) to generate this movement, this Drive device (6) has an electric motor (8) and a control device (10) for controlling this electric motor (8) and at least temporarily during working operation the pliers element (12) is driven by the electric motor (8). and at least temporarily during working operation the electric motor (8) is driven by the pliers element (12), characterized in that the electric motor (8) supplies electrical energy at least temporarily in those phases in which it is driven by the pliers element (12). emits a storage means (20) electrically coupled to the electric motor (8) for storing electrical energy. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) wenigstens zeitweise während eines Öffnungsvorgangs der Punktschweißzange elektrische Energie an das Speichermittel abgibt.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the electric motor (8) releases electrical energy to the storage means at least temporarily during an opening process of the spot welding gun. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) wenigstens zeitweise während eines Entspannungsvorgangs der Punktschweißzange elektrische Energie an das Speichermittel (20) abgibt.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the electric motor (8) releases electrical energy to the storage means (20) at least temporarily during a relaxation process of the spot welding gun. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) wenigstens zeitweise elektrische Energie an einen Kondensator abgibt.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the electric motor (8) at least temporarily releases electrical energy to a capacitor. Verfahren nach Anspruch 8, der Elektromotor (8) wenigstens zeitweise elektrische Energie an ein Versorgungsnetz für den Elektromotor (8) abgibt.Procedure according to Claim 8 , the electric motor (8) at least temporarily delivers electrical energy to a supply network for the electric motor (8).
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