DE19524486A1

DE19524486A1 - Schweißeinrichtung

Info

Publication number: DE19524486A1
Application number: DE1995124486
Authority: DE
Inventors: Wulf Prof Dr Beslein; Michael Drasch
Original assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Current assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißeinrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 oder 3.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schweißeinrichtung, insbesondere in Form einer Schweiß zange aufzuzeigen, bei der die beim Schweißen auftretenden Bewegungen zwischen den Elek trodenelementen zuverlässig erfaßt und auch die Möglichkeit besteht, diese Bewegungen zu deuten, insbesondere auch hinsichtlich einer relativen Verschiebung der Schweißelektroden in der Schweißebene, die (Verschiebung) beispielsweise aus Alterungserscheinungen der Elektro denelemente und/oder aus Verschleißerscheinungen von Funktionselementen, beispielsweise Lager der Schweißzange usw. resultiert und eine Verschlechterung der Qualität des jeweils her gestellten Schweißpunktes bedeutet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schweißeinrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 oder 3 ausgebildet.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur, die in vereinfachter schematischer Darstel lung eine Schweißeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt, näher erläutert.

In der Figur ist 1 eine Schweißzange, die zwei über ein Gelenk 2 gelenkig miteinander verbun dene Arme 3 und 4 aufweist, an denen jeweils das eine Ende einer Pinole 5 bzw. 6 befestigt ist, die an ihrem anderen Ende bei 5′ bzw. 6′ abgewinkelt und an dem dortigen, freien Ende die eigentliche, von einer Polkappe 7 bzw. 8 gebildete Elektrode aufweist. Zum Öffnen und Schlie ßen der Schweißzange 1 dient eine pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder- Anordnung 9, deren Kolbenstange bei der dargestellten Ausführungsform dem oberen Arm 3 und deren Zylinder an dem unteren Arm 4 angreifen. Beim Schließen der Schweißzange 1 wer den die beiden Polkappen 7 und 8 von unten bzw. von oben her gegen das beispielsweise von den miteinander zu verschweißenden Blechen 10 und 11 gebildete Schweißgut angedrückt, und zwar mit einer durch die Kolben-Zylinder-Anordnung 9 bestimmten Kraft.

Mit 12 sind zwei bei der dargestellten Ausführungsform identische Sensoren bezeichnet, mit denen die elastische Biegung bzw. Verformung der beiden Pinolen 5 und 6 bei geschlossener Schweißzange 1, d. h. bei gegen die Bleche 10 und 11 angepreßten Polkappen 7 und 8 erfaßt wird, und zwar als Maß für die an den Polkappen 7 und 8 wirkende Elektrodenkraft. Die beiden Sensoren 12 sind dabei so orientiert, daß sie zumindest im wesentlichen solche Verformungen der Pinolen 5 und 6 erfassen, die in der gemeinsamen Ebene der Längserstreckungen dieser Pinolen erfolgen.

Die Sensoren 12 sind bei der dargestellten Ausführungsform Lichtsensoren, d. h. Sensoren, die jeweils über wenigstens zwei Lichtleiter 13 und 14 mit einer Meß- und Auswerteinrichtung 15 verbunden sind. Über die Lichtleiter 13 wird jedem Sensor 12 Licht zugeführt. Über den Licht leiter 14 wird Licht von den jeweiligen Sensor an die Meß- und Auswerteinrichtung bzw. an einen dortigen opto-elektrischen Empfänger zurückgeleitet, der ein der rückgeführten Licht menge proportionales elektrisches Signal erzeugt. Die über den jeweiligen Lichtleiter 14 rück geführte Lichtmenge ist weiterhin abhängig von der Größe der elastischen Verformung der je weiligen Pinole 5 und 6. Die Sensoren 12 sind an diesen Pinolen vorgesehen.

Ein weiterer, ebenfalls optischen Sensor 16, der über wenigstens zwei Lichtleiter 17 und 18 mit der Meß- und Auswerteinrichtung 15 verbunden ist, ist an der Kolben-Zylinder-Anordnung 9 vorgesehen. Dieser Sensor 16, dem Licht über den Lichtleiter 17 zugeführt wird, liefert am Lichtleiter 18 ein Lichtsignal, bei dem die Lichtmenge abhängig ist von der Stellbewegung der Kolben-Zylinder-Einheit 9, und zwar insbesondere auch nach dem Schließen der Schweißzange 1 aufgrund des Schweißprozesses.

Unter Berücksichtigung der von den Sensoren 12 und 16 gelieferten Signalen erzeugt die Meß- und Auswerteinrichtung 15 ein Ausgangssignal, mit welchem der jeweilige Schweißvorgang gesteuert und/oder kontrolliert und der erzeugte Schweißpunkt hinsichtlich seiner Qualität beur teilt werden kann.

Durch die beiden Sensoren 12 bzw. durch Vergleich der von diesen Sensoren gelieferten Signa le werden nicht nur die Elektrodenkraft ermittelt, sondern zugleich auch Verschleißerscheinun gen, beispielsweise Alterungen der Pinolen 5 und 6, Verschleiß im Gelenk bzw. Lager 2, Ver schleiß an den die Kolben-Zylinder-Einheit mit den Armen 3 und 4 verbindenden Gelenken erfaßt, und zwar insbesondere bei einer deutlichen Differenz der von den beiden Sensoren 12 gelieferten Signale. Mit Hilfe der beiden Sensoren 12 werden insbesondere auch Verschiebun gen der Polkappen 7 und 8 relativ zueinander in der Schweißebene, d. h. in der Ebene der Bleche 10 und 11 ermittelt, die in der Figur mit dem Doppelpfeil V angedeutet sind und die beispiels weise aus einer stärkeren Alterung einer der beiden Pinolen 5 oder 6 und/oder aus einem Ver schleiß des Gelenkes bzw. Lagers 2 resultieren und die bedeuten, daß der gewünschte möglichst runde Schweißpunkt nicht erhalten wird.

Mit dem Sensor 16 werden Bewegungen erfaßt, die die Kolben-Zylinder-Einheit 9 und damit auch die Elektroden bzw. Polkappen 7 und 8 noch nach dem Schließen der Schweißzange 1 und insbesondere auch nach dem Einschalten des Schweißstromes ausführen und die für die Beurtei lung der Größe und/oder Qualität des jeweils hergestellten Schweißpunktes von Bedeutung sind.

Der Meß- und Auswerteinrichtung 15, die beispielsweise eine von einem Mikroprozessor ge stützte Elektronik mit entsprechendem Programm- und Datenspeicher aufweist, werden weitere Signale zugeführt, beispielsweise über die Leitung 19 ein das Ein- und Ausschalten des Schweißstromes dokumentierendes Signal.

Der optische Sensor 16 kann auch ein digitaler Weggeber sein, der beim Bewegen der Kolben- Zylinder-Einheit 9 über den Lichtleiter 18 Lichtimpulse liefert, wobei die Anzahl dieser Impul se dann proportional zur jeweiligen Wegstrecke ist. Weiterhin kann dieser Sensors 16 auch ein induktiver Weggeber sein.

Bezugszeichenliste

1 Schweißzange
2 Gelenk
3, 4 Arm
5, 6 Pinole
5′, 6′ Ende
7, 8 Polkappe
9 Kolben-Zylinder-Einheit
10, 11 Blech
12 Sensor
13, 14 Lichtleiter
15 Meß- und Auswerteinrichtung
16 Sensor
17, 18 Lichtleiter
19 Signalleitung

Claims

1. Schweißeinrichtung für das Punkt- oder Widerstandsschweißen, mit wenigstens zwei jeweils eine Elektrode (7, 8) aufweisenden Elektrodenelementen (3, 5; 4, 6), die durch wenigstens ein Betätigungselement (9) zum Anpressen und Entfernen der Elektroden (7, 8) an ein Schweißgut (10, 11) aufeinander zu und voneinander wegbewegbar sind, gekennzeichnet durch wenigstens einen an jedem Elektrodenelement (5, 6) vorgesehenen Sensor (12) zum Erfassen der beim Anpressen der Elektroden (7, 8) gegen das Schweißgut (10, 11) auftreten den elastischen Verformung des jeweiligen Elektrodenelementes (5, 6) sowie durch eine Meß- und Auswerteinrichtung (15), der die Signale beider Sensoren (12) zugeführt werden.

2. Schweißeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren die Bewegung der Betätigungseinrichtung (9) erfassenden Sensor (16), dessen Signal ebenfalls der Meß- und Auswerteinrichtung (15) zugeführt wird.

3. Schweißeinrichtung für das Punkt- oder Widerstandsschweißen, mit wenigstens zwei jeweils eine Elektrode (7, 8) aufweisenden Elektrodenelementen (3, 5; 4, 6), die durch wenigstens ein Betätigungselement (9) zum Anpressen und Entfernen der Elektroden (7, 8) an ein Schweißgut (10, 11) aufeinander zu und voneinander wegbewegbar sind, gekennzeichnet durch wenigstens einen die Bewegung der Betätigungseinrichtung (9) erfassenden Sensor (16), dessen Signal einer Meß- und Auswerteinrichtung (15) zugeführt wird.

4. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch wenigstens einen an je dem Elektrodenelement (5, 6) vorgesehenen Sensor (12) zum Erfassen der beim Anpressen der Elektroden (7, 8) gegen das Schweißgut (10, 11) auftretenden elastischen Verformung des jeweiligen Elektrodenelementes (5, 6), wobei der Meß- und Auswerteinrichtung (15) die Signale beider Sensoren (12) zugeführt werden.

5. Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sen soren optische Sensoren sind, die an wenigstens einem, den Ausgang des Sensors bildenden Lichtleiter (14, 18) ein von der Verformung des Elektrodenelementes (5, 6) und/oder von dem Weg des Betätigungselementes (9) in seiner Lichtstärke abhängiges Licht-Signal lie fern.

6. Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Betätigungselement (9) vorgesehene Sensor (16) ein induktiver Sensor ist.

7. Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Betätigungseinrichtung (9) zusammenwirkende Sensor (16) ein optischer Sensor zur Er zeugung eines optischen digitalen Wegsignales ist.

8. Schweißeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenelemente (5, 6) Bestandteil einer Schweißzange sind.