Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine
Widerstandsschweißvorrichtung und insbesondere eine Steuervorrichtung für
eine Punktschweißvorrichtung.
2. Stand der Technik
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Bei einer Widerstandsschweißvorrichtung, die zum Verschweißen von
Stahlplatten oder dergleichen verwendet wird, sind drei Hauptparameter
maßgebend, um die Schweißqualität zu stabilisieren, nämlich ein
Schweißstrom, eine Anregungszeit und eine
Elektrodendruckbeaufschlagungskraft. Es ist allgemein bekannt, dass diese Parameter anstatt einer
wählbaren Einstellung empfehlenswerter Bedingungen oder jedes
Grundmetalls/Basismetalls aufgrund von Fachkenntnis und Erfahrungen über
eine Rückkopplung geregelt werden.
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Es ist dringend gewünscht worden, Verbesserungen der Schweißqualität
zu erreichen. Um eine derartige Anforderung zu erfüllen, offenbart die
ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 4-178275, die 1992
veröffentlicht wurde, eine Technologie zur Steuerung eines Schweißvorgangs durch
direktes Überwachen einer Schweißlinse (Nugget), da das
Schweißlinsenwachstum das Ergebnis des Schweißvorgangs widerspiegelt.
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Die Steuervorrichtung einer herkömmlichen
Widerstandsschweißvorrichtung, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 4-178275
offenbart ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitende
Zeichnung beschrieben.
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In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 21 eine
Energiequelleneinheit/Stromquelleneinheit für eine Widerstandsschweißvorrichtung, und
Bezugszeichen 22 stellt eine Steuerung für die Schweißenergiequelleneinheit
21 dar. Bezugszeichen 23 stellt eine Schweißstrom-Detektionsvorrichtung
dar. Bezugszeichen 24 zeigt einen Sekundärleiter. Bezugszeichen 25 stellt
einen unteren Arm dar. Bezugszeichen 26 stellt ein zu schweißendes
Grundmetall dar. Bezugszeichen 27 zeigt ein Paar Elektroden.
Bezugszeichen 28 zeigt einen Druckbeaufschlagungszylinder.
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Bezugszeichen 29 zeigt einen oberen Arm. Bezugszeichen 30 zeigt ein
elektropneumatisches Proportionalventil. Bezugszeichen 31 zeigt einen
Drucksensor. Bezugszeichen 32 zeigt eine Steuerung für das
elektropneumatische Proportionalventil 30. Bezugszeichen 33 zeigt ein Kabel, das
eine Zwischenelektrodenspannung (d. h. eine Spannung zwischen den
Elektroden 27) detektiert. Bezugszeichen 34 zeigt einen Distanzdetektor,
der eine Verstellgröße von Elektroden 27 detektiert.
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Bezugszeichen 35 zeigt einen Signalverarbeitungsabschnitt, der als eine
Hardwareschaltung zur Verarbeitung von Signalen wirkt, die die
Elektrodendruckbeaufschlagungskraft, die Elektrodenverstellgröße, die
Zwischenelektrodenspannung und den Schweißstrom darstellen.
Bezugszeichen 36 zeigt einen Schätzabschnitt, der eine Schweißlinsengröße und
eine Wärmezufuhrdichte/Wärmeeingangsdichte schätzt. Und
Bezugszeichen 37 zeigt einen Steuersignalerzeugungsabschnitt, der Steuersignale
für den Schweißstrom und die Elektrodendruckbeaufschlagungskraft
erzeugt.
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Die oben beschriebene Steuervorrichtung für die herkömmliche
Widerstandsschweißvorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein
Flussdiagramm, das in Fig. 2 gezeigt ist, erläutert. Zunächst werden
jeweils die Plattendicke des Grundmetalls 26, die Anzahl von
Metallplatten, die überlappt oder gestapelt werden sollen, und die
Materialinformation des Grundmetalls 26 eingegeben (Schritt 101). Anschließend wird ein
Schweißvorgang gestartet (Schritt 102). Vor einem Anregungsvorgang
werden Elektroden 27 mit Druck beaufschlagt, um die Gesamtdicke der
Metallplatten zu bestätigen. Anschließend wird eine Beziehung zwischen
der tatsächlichen Druckbeaufschlagungskraft und der Verstellgröße von
Elektroden 27 gemessen. Auf Grundlage des Messergebnisses wird ein
Wert für die Elektrodendruckbeaufschlagungskraft auf einen geeigneten
Wert eingestellt, um zu veranlassen, dass die Metallplatten ausreichend
zusammenpassen (Schritt 103).
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Bezüglich der Überlappungsanzahl von Metallplatten wird jeweils ein
Standardmuster für die Wärmezufuhrdichte und ein Standardmuster für
die Anregungsdurchmesserzunahme ausgewählt (Schritt 104). Das
Standardmuster für die Wärmezufuhrdichte und das Standardmuster für die
Anregungsdurchmesserzunahme werden beide im Voraus gemäß
numerischer Berechnungen und Experimente bestimmt. Die Auswahl dieser
beiden Standardmuster ist wesentlich zur Verwirklichung einer
wirksamen Steuerung der Variation der Wärmezufuhrdichte und der Zunahme
des Anregungsdurchmessers während des tatsächlichen
Schweißvorgangs. Genauer werden sowohl die Wärmezufuhrdichte als auch der
Anregungsdurchmesser so gesteuert, um an die Werte angeglichen zu
werden, die durch die gewählten Standardmuster bestimmt sind.
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Anschließend wird der Anregungsvorgang gestartet (Schritt 105). Dann
wird eine momentane Änderung eines Schweißlinsendurchmessers durch
eine Simulation numerischer Berechnungen überwacht, während eine
Steuerung der Wärmezufuhrdichte, die später beschrieben wird,
ausgeführt wird (Schritt 112). Wenn der geschätzte Schweißlinsendurchmesser
größer als ein erforderlicher Schweißlinsendurchmesser wird (Schritt 113),
wird der Anregungsvorgang beendet (Schritt 114). Durch diesen Vorgang
wird es möglich, einen ausgezeichneten Schweißabschnitt mit großer
Zuverlässigkeit zu verwirklichen.
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Nachfolgend wird die Simulation numerischer Berechnungen für das
Erhalten des Schweißlinsendurchmessers und die Steuerung der
Wärmezufuhrdichte erläutert. Eine Zwischenelektrodenspannung und ein
Schweißstromwert werden während des Schweißvorgangs nach dem
Beginn des Anregungsvorgangs (Schritt 106) detektiert. Die detektierten
Werte der Zwischenelektrodenspannung und des Schweißstroms werden
in die folgende Gleichung (1) eingesetzt, um den Anregungsdurchmesser
zu berechnen (Schritt 107).
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wobei "dc" ein repräsentativer Anregungsdurchmesser eines
Schweißabschnitts ist, "ρm" ein mittlerer spezifischer Widerstand des
Schweißabschnitts ist, "A" ein Korrekturkoeffizient bezüglich einer Stromspanne ist,
"Σhi" eine Gesamtplattendicke ist, "Rtip" ein
Zwischenelektrodenwiderstand ist (= Vtip/I, wenn "Vtip" eine Zwischenelektrodenspannung und "I"
ein Schweißstrom ist), und "R0" ein Elektrodenwiderstand ist.
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In der oben beschriebenen Gleichung (1) wird der mittlere spezifische
Widerstand "ρm" des Schweißabschnitts auf Grundlage einer mittleren
Temperatur in dem Schweißabschnitt bestimmt. Wenn der
Anregungsvorgang begonnen wird (t = 0), ist der mittlere spezifische Widerstand "ρm"
gleich einem spezifischen Widerstand "ρm0" bei Raumtemperatur. Eine
Temperaturänderung während eines winzigen Zeitintervalls At kann als
vernachlässigbar betrachtet werden. Anschließend wird der somit
berechnete Anregungsdurchmesser und der detektierte Schweißstromwert in die
folgende Gleichung (2) eingesetzt, um eine Temperaturverteilung zu
schätzen, die erhalten wird, nachdem eine Zeit Δt vergangen ist.
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cσ ∂T/∂t = ∂/∂x(K∂T/∂x) + ρδ²
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wobei "c" die spezifische Wärmekapazität ist, "σ" eine Dichte ist, "K" eine
Wärmeleitfähigkeit ist, "δ" eine Stromdichte ist ( AJ/(π·c²/4)), "T" eine
Temperatur ist, "t" eine Zeit ist, "x" eine Distanz in der Richtung der
Plattendicke ist und "∂" das Symbol für partielle Ableitung ist.
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Aus dieser Temperaturverteilung wird "ρm1" als ein mittlerer spezifischer
Widerstand erhalten, der erhalten wird, nachdem eine Zeit Δt vergangen
ist. Durch Einsetzen von "ρm1" in die Gleichung (1) kann ein
Anregungsdurchmesser berechnet werden, der erhalten wird, nachdem eine Zeit Δt
vergangen ist. Auf diese Art und Weise werden während einer Dauer von
einem Start des Anregungsvorgangs zu einer bestimmten Zeit
nacheinander momentane Werte des Anregungsdurchmessers, der
Temperaturverteilung und der Wärmezufuhrdichte erhalten. Ferner kann ein richtiger
Schweißlinsendurchmesser dadurch abgeschätzt werden, dass eine
Verzögerungszeit in der Erwärmungsstartphase an jeder radialen Position
berücksichtigt wird. Anschließend werden der Schweißstrom und die
Elektrodendruckbeaufschlagungskraft so gesteuert, um den
Anregungsdurchmesser und die Wärmeingangsdichte, die hier erhalten werden, an
das bevorzugte Standardwärmezufuhrmuster und das bevorzugte
Standardmuster für die Anregungsdurchmesserzunahme, die bei Schritt 104
gewählt wurde, anzugleichen (Schritt 111).
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Eine Detektion einer Elektrodenverstellgröße (Schritt 108) ist notwendig,
um einen Fehler des bei Schritt 107 berechneten Anregungsdurchmessers
zu bestätigen und zu korrigieren (Schritt 109), der möglicherweise an der
Anfangsstufe des Anregungsvorgangs bewirkt wurde. Die detektierte
Elektrodenverstellgröße wird in die folgende Gleichung (3) eingesetzt, um
eine mittlere Temperatur des Schweißabschnitts zu berechnen.
Anschließend wird die somit erhaltene mittlere Temperatur dazu verwendet, die
mittlere Temperaturverteilung, die vorher erhalten wurde, zum
gegenwärtigen Zeitpunkt zu korrigieren.
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Tm = B·Δ1/3·αm·Σhi (3)
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wobei "Tm" eine mittlere Temperatur des Schweißabschnitts ist, "Δ1" eine
Elektrodenverstellgröße ist, "αm" ein mittlerer Wert eines linearen
Ausdehnungskoeffizienten ist und "B" eine proportionale Konstante ist.
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Jedoch ist es gemäß der oben beschriebenen herkömmlichen Anordnung
notwendig, während des Schweißvorgangs nacheinander die mittlere
Temperatur und den Anregungsdurchmesser des Schweißabschnitts zu
identifizieren, und es ist kompliziert, das Standardmuster für die
Anregungsdurchmesserzunahme und das Standardmuster für die
Wärmezufuhrdichte zu bestimmen, um diese mit dem identifizierten
Anregungsdurchmesser und der aus diesem Anregungsdurchmesser erhaltenen
Wärmezufuhrdichte zu vergleichen. Ferner ist es notwendig, eine adaptive
Steuerung in Echtzeit zur Einstellung des Schweißstroms und der
Elektrodendruckbeaufschlagungskraft auf Grundlage des Vergleichsergebnisses
des Anregungsdurchmessers und der Wärmezufuhrdichte in Verbindung
mit dem Standardmuster der Anregungsdurchmesserzunahme und dem
Standardmuster der Wärmezufuhrdichte auszuführen. Daher wird die
Steuervorrichtung kompliziert und teuer.
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Ferner ist bei der Widerstandsschweißvorrichtung, die zum
Überlapptschweißen von Stahlplatten oder dergleichen verwendet wird, eine
Erhöhung einer Wärmezufuhrgröße zu einem Schweißabschnitt wichtig, um
die Schweißfestigkeit zu erhöhen. Die Faktoren, die die
Wärmezufuhrgröße bestimmen, sind ein Schweißstrom, ein Widerstand des
Anregungsabschnitts und eine Anregungszeit. Insbesondere wenn die Anzahl von
Schweißpunkten erhöht ist, wird die Spitze einer Elektrode abgenutzt und
verformt. Dies führt zu einer Verschlechterung der Schweißfestigkeit.
Somit wird es notwendig, die Wärmezufuhrgröße zu dem Schweißabschnitt
weiter zu erhöhen. Eine Erhöhung der Wärmezufuhrgröße
provoziert jedoch eine Ausstoß- und Oberflächengratbildung (generation of
expulsion & surface flash). Es ist gut bekannt, dass, wenn die Ausstoß-
und Oberflächengratbildung einmal hergestellt ist, die Schweißfestigkeit
extrem verringert ist und das Aussehen oder die Gestaltung des
Schweißabschnitts erheblich verschlechtert ist.
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Mit der Verbesserung der Schweißqualität macht es die jüngste
Entwicklung der Schweißtechnologie möglich, eine ausreichende Größe der
Schweißlinse zu erhalten, während die Ausstoß- und
Oberflächengratbildung auf ein minimales Niveau unterdrückt wird. Beispielsweise hat sie
zur Folge, dass der Schweißstrom während einer Startphasenperiode eines
Schweißvorgangs und auch während der Periode der zweiten Hälfte des
Schweißvorgangs beabsichtigt verringert wird, da in diesen festgelegten
Zeitabschnitten die Neigung zu einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung besteht. Dazwischen wird zugelassen, den Schweißstrom während
einer Zwischenperiode des Schweißvorgangs stark zu erhöhen, da die
Ausstoß- und Oberflächengratbildung in diesem dazwischenliegenden
Zeitabschnitt selten auftritt.
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Das Patent Abstracts of Japan der ungeprüften japanischen
Patentanmeldung JP-A-05 337 657, die den am nächsten liegenden Stand der Technik
darstellt, offenbart eine Widerstandschweißsteuerung, die zumindest eine
physikalische Größe an einem zu schweißenden Teil detektiert und eine
numerische Analyse des Anregungsdurchmessers und des
Schweißlinsendurchmessers durch Verwendung dieser physikalischen Größe ausführt.
Das Ergebnis wird mit einer Modellwellenform verglichen, und es wird
zumindest einer der Parameter Schweißstrom, Schweißzeit und Schweißkraft
abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs und der numerischen
Analyse variiert.
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Angesichts des vorhergehenden ist eine Musterschweißstromsteuerung
und ein Konstantenergieschweißverfahren bereits vorgeschlagen worden,
wie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 63-180384
offenbart ist, die 1988 veröffentlicht wurde. Ferner existiert ein Verfahren
zum Stoppen des Anregungsvorgangs, sobald die Ausstoß- und
Oberflächengratbildung durch die plötzliche Änderung einer
Druckbeaufschlagungskraft oder eines Schweißstromes detektiert wird, wie in der
ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 1-241385 offenbart, die 1989
veröffentlicht wurde.
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Überdies existiert für eine Vielzahl von Schweißpunkten, die
kontinuierlich geschweißt werden, ein Verfahren zur Änderung eines Schweißstroms
für den nächsten Schweißpunkt, wenn eine Ausstoß- und
Oberflächengratbildung während eines Schweißvorgangs für einen bestimmten
Schweißpunkt detektiert wird, wie in der ungeprüften japanischen
Patentanmeldung Nr. 5-337655 offenbart ist, die 1993 veröffentlicht wurde.
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Jedoch bestehen gemäß den oben beschriebenen herkömmlichen
Technologien die folgenden Probleme. Gemäß der Musterschweißstromsteuerung
oder des Konstantenergieschweißverfahrens kann die Rate der Ausstoß-
und Oberflächengratbildung im Vergleich zu dem
Konstantstromschweißverfahren auf einen bestimmten Grad verringert werden. Jedoch ist es
unmöglich, eine Schweißlinse mit einer maximalen Festigkeit zu erhalten,
ohne dass eine Ausstoß- und Oberflächengratbildung bewirkt wird.
Unterdessen wird gemäß des Verfahrens zum Unterbrechen des Anregungsvorganges
unmittelbar bei Detektion der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung notwendigerweise erlaubt, dass eine gewisse Ausstoß- und
Oberflächengratbildung erzeugt wird. Ferner ist es gemäß des Verfahrens zur
Änderung des Schweißstroms für den nächsten Schweißpunkt, wenn eine
Ausstoß- und Oberflächengratbildung in einem gegenwärtigen
Schweißvorgang detektiert wird, unmöglich, die Ausstoß- und
Oberflächengratbildung während des gegenwärtigen Schweißvorgangs zu verhindern. Kurz
gesagt existierte kein Verfahren, das in der Lage war, die Ausstoß- und
Oberflächengratbildung perfekt zu verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es angesichts der oben beschriebenen Probleme, auf die
beim Stand der Technik gestoßen wurde, eine Hauptaufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine einfache und kostengünstige Steuervorrichtung
für eine Widerstandsschweißvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist,
eine stabile und bevorzugte Schweißlinse sicher zu erhalten.
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Um diese und andere Aufgaben zu erfüllen, sieht die vorliegende
Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweißvorrichtung vor,
die umfasst:
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ein Schweißstromdetektionsmittel zur Detektion eines Schweißstromes;
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ein Detektionsmittel für eine Zwischenelektrodenspannung zur Detektion
einer Zwischenelektrodenspannung;
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ein Berechnungsmittel zum Schätzen einer Wahrscheinlichkeit einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung durch Schätzen der.
Energieverteilung auf Grundlage des Schweißstromes und der
Zwischenelektrodenspannung und zum Vergleichen der geschätzten Energieverteilung mit
einer vorgegebenen Tabelle der Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung; und
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ein Steuermittel zur Steuerung des Schweißstromes, so dass die
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung auf einen
vorbestimmten Wert eingestellt werden kann.
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Ferner hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Steuervorrichtung
für eine Widerstandsschweißvorrichtung vorzusehen, die die
Wärmezufuhrgröße genau steuert, um zu verhindern, dass die Wärmezufuhrgröße
einen kritischen Punkt in Bezug auf die Ausstoß- und
Oberflächengratbildung überschreitet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung
eine Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweißvorrichtung vor, die
umfasst: ein Schweißstromdetektionsmittel zur Detektion eines
Schweißstroms, ein Detektionsmittel für eine Zwischenelektrodenspannung zur
Detektion einer Zwischenelektrodenspannung, ein Mittel zum Schätzen
einer Energieverteilung zum Schätzen einer Energieverteilung in einem
angeregten Abschnitt auf Grundlage von Zeitvariationen des
Schweißstroms und der Zwischenelektrodenspannung, die durch das
Schweißstromdetektionsmittel und das Detektionsmittel für die
Zwischenelektrodenspannung detektiert werden, und ein Mittel zum Abschätzen der
Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung zum
Abschätzen der Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung auf Grundlage der Energieverteilung, die durch das Mittel zum
Schätzen der Energieverteilung erhalten wird.
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Gemäß dieser Anordnung schätzt das Mittel zum Schätzen der
Energieverteilung eine Energieverteilung in einem angeregten Abschnitt auf
Grundlage von Zeitvariationen des Schweißstroms und der
Zwischenelektrodenspannung, die durch das Schweißstromdetektionsmittel und das
Detektionsmittel für die Zwischenelektrodenspannung detektiert wurden. Das
Mittel zum Schätzen der Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächenerzeugung schätzt eine Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächenbildung basierend auf der Energieverteilung, die durch das Mittel
zum Schätzen der Energieverteilung erhalten wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
existiert zusätzlich zu der oben beschriebenen Anordnung ein
Wärmezufuhrsteuermittel zur Steuerung einer Schweißwärmezufuhrgröße, um die
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung auf einem
vorbestimmten Wert beizubehalten. Mit dieser Anordnung kann die
Wärmezufuhrgröße auf eine zulässige obere Grenze erhöht werden, während
die Ausstoß- und Oberflächengratbildung verhindert wird.
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Alternativ dazu ist es bevorzugt, dass das Mittel zum Schätzen der
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung ein Mittel zur
Vorhersage des Zeitpunkts einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung
umfasst, um einen Zeitpunkt einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung
vorherzusagen. Zudem steuert das Wärmezufuhrsteuermittel eine
Schweißwärmezufuhrgröße so, dass der Zeitpunkt der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung in einer vorbestimmten Zeitperiode nach einer
Beendigung eines Schweißvorganges liegt. Mit dieser Anordnung kann die
Wärmezufuhrgröße auf eine zulässige obere Grenze erhöht werden,
während die Ausstoß- und Oberflächengratbildung verhindert wird.
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Überdies ist es vorzuziehen, dass das Wärmezufuhrsteuermittel ein Mittel
zum Schätzen eines optimalen Schweißstroms zur Erzeugung eines
Steuersignals, das einen optimalen Schweißstromwert darstellt, und ein
Schweißstromsteuermittel zur Steuerung des Schweißstroms gemäß des
Steuersignals umfasst, das von dem Mittel zum Schätzen eines optimalen
Schweißstroms erzeugt wird.
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Ferner ist es bevorzugt, dass ein Displaymittel zur Anzeige zumindest
eines der folgenden Parameter vorgesehen ist: Wahrscheinlichkeit der
Ausstoß- und Oberflächengratbildung, die durch das Mittel zum Schätzen
der Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung
geschätzt ist, Zeitpunkt der Ausstoß- und Oberflächengratbildung, die durch
das Mittel zur Vorhersage des Zeitpunkts der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung vorhergesagt ist, und ein Verarbeitungsergebnis der Daten
bezüglich der Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung und dem Zeitpunkt der Ausstoß- und Oberflächengratbildung.
ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlicher, in
welchen:
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Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung einer
herkömmlichen Steuervorrichtung für eine
Widerstandsschweißvorrichtung zeigt;
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Fig. 2 ein Flussdiagramm ist, das einen Betrieb der
herkömmlichen Steuervorrichtung für eine
Widerstandsschweißvorrichtung zeigt;
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Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das eine Anordnung einer
Steuervorrichtung für eine Widerstandsschweißvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Fig. 4 ein Flussdiagramm ist, das einen Betrieb der
Steuervorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Fig. 5 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur zum Schätzen
einer Energieverteilung zeigt, die durch die
Steuervorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ausgeführt wird;
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Fig. 6A eine Ansicht ist, die Mikroabschnitte, die entlang einem
Querschnitt eines Schweißabschnitts präpariert sind,
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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Fig. 6B eine Ansicht ist, die einen ringförmigen 3-D-Abschnitt
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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Fig. 7 ein Diagramm ist, das eine Zeitvariation der
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung
gemäß eines herkömmlichen Schweißvorgangs zeigt;
und
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Fig. 8 ein Diagramm ist, das eine Zeitvariation der
Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen erläutert. Identische Teile sind in allen Ansichten mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
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In Fig. 3 zeigt Bezugszeichen 201 zu schweißende Grundmetalle, und
Bezugszeichen 202 zeigt ein Paar von Schweißelektroden, die die
Grundmetalle 201 halten oder klemmen und durch einen geeigneten
Druckbeaufschlagungsmechanismus (nicht gezeigt) mit Druck beaufschlagt
werden, um einen Schweißstrom an den Schweißabschnitt zu liefern.
Bezugszeichen 203 zeigt eine Schweißenergiequelleneinheit, die den
Schweißstrom erzeugt. Bezugszeichen 204 zeigt einen Sekundärleiter, der die
Schweißenergiequelleneinheit 203 mit den Elektroden 202 verbindet.
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Bezugszeichen 205 zeigt eine Schweißstromdetektionsvorrichtung, die
beispielsweise durch eine Ringspule oder einen Stromnebenschluss und
einen Detektionsdraht gebildet wird. Bezugszeichen 206 zeigt eine
Detektionsvorrichtung für die Zwischenelektrodenspannung, die einen
Detektionsdraht umfassen kann, der mit einer vorbestimmten Position der
Elektrode 202 oder einem Elektrodenhalter (nicht gezeigt) verbunden ist.
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Bezugszeichen 207 zeigt eine Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung
207 umfasst die folgenden Komponenten. Bezugszeichen 208 zeigt einen
Signalumwandlungsabschnitt, der die Ausgangssignale der
Schweißstromdetektionsvorrichtung 205 und der Detektionsvorrichtung 206 für die
Zwischenelektrodenspannung in Datensignale umwandelt, die in der
Steuervorrichtung 207 verarbeitbar sind. Bezugszeichen 209 zeigt eine
Eingabetastatur. Ein Berechnungsabschnitt 213 besteht aus einem
Abschnitt 210 zum Schätzen der Energieverteilung, einem Abschnitt 211
zum Schätzen der Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung und einem Abschnitt 212 zum Schätzen eines optimalen
Schweißstroms. Bezugszeichen 214 zeigt eine Tabelle für die
Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung, die auf Grundlage
von durch die Erfinder durchgeführten Experimenten erhalten wurde.
Bezugszeichen 215 zeigt einen Schweißstromsteuerabschnitt, und
Bezugszeichen 216 zeigt einen Displayabschnitt 216. Der Abschnitt 212 zum
Schätzen des optimalen Schweißstroms und der
Schweißstromsteuerabschnitt 215 bilden in Zusammenwirken den Wärmezufuhrsteuerabschnitt.
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Ferner umfasst die Steuervorrichtung 207 andere Komponenten, wie
beispielsweise einen Zeitgeber, der zum Einstellen eines Schweißzeitgebers
und zur Steuerung des Schweißvorgangs verwendet wird, einen Mustererzeugungsabschnitt
zur Ausführung einer Mustersteuerung für den
Schweißstrom und einen Abschnitt zur Steuerung einer
Druckbeaufschlagungskraft. Diese Komponenten stehen nicht direkt in Verbindung mit der
vorliegenden Erfindung, sondern sind herkömmlich gut bekannt und
daher in den Zeichnungen nicht gezeigt und in der folgenden
Beschreibung nicht erläutert.
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Ein Betrieb der oben beschriebenen Steuervorrichtung für eine
Widerstandsschweißvorrichtung gemäß der Ausführungsform wird unter
Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Zunächst wird Information (beispielsweise
Material, Plattendicke, Überlappungsanzahl, etc.) bezüglich des
Grundmetalls 201, die durch eine Designpackung/Verpackung oder Spezifikation
gegeben ist, durch die Eingabetastatur 209 eingegeben. Ferner wird
Information (Material, Spitzenkonfiguration, etc.) bezüglich der verwendeten
Schweißelektroden 202 ebenfalls durch die Eingabetastatur 209
eingegeben. Nachfolgend werden Schweißbedingungen (Schweißstrom,
Druckbeaufschlagungskraft, Schweißzeit, etc.) eingegeben (Schritte 21 und 22).
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Nach Beendigung der oben beschriebenen Vorbereitung werden die
Grundmetalle 201 zwischen ein Paar oberer und unterer Elektroden 202
schichtartig angeordnet oder geklemmt, um den Schweißvorgang zu
beginnen. Eine vorbestimmte Druckbeaufschlagungskraft wird zwischen die
Elektroden 202 angelegt. Anschließend wird ein Schweißstrom geliefert.
Der Schweißstromwert wird gemäß der Schweißbedingungen bestimmt,
die vorher eingestellt wurden (Schritt 23). Nach dem Beginn des
Anregungsvorgangs detektiert die Schweißstromdetektionsvorrichtung 205
einen momentanen Wert des Schweißstroms, und die
Detektionsvorrichtung 206 für die Zwischenelektrodenspannung detektiert einen momentanen
Wert der Zwischenelektrodenspannung (Schritt 24). Anschließend
wandelt der Signalumwandlungsabschnitt 208 diese detektierten Werte in
Datensignale um, die in der Steuervorrichtung 207 verarbeitet werden
können. Diese Datensignale werden an den Berechnungsabschnitt 213
geliefert.
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In dem Berechnungsabschnitt 213 schätzt der Abschnitt 210 zum
Schätzen der Energieverteilung eine Energieverteilung auf Grundlage der
detektierten momentanen Daten, die den Schweißstrom und die
Zwischenelektrodenspannung darstellen (Schritt 25).
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Ein Berechnungsmittel zum Schätzen einer Wahrscheinlichkeit einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung schätzt die Energieverteilung auf
Grundlage des Schweißstroms und der Zwischenelektrodenspannung und
schätzt unter Bezugnahme auf die Tabelle 214 für die Wahrscheinlichkeit
der Ausstoß- und Oberflächengratbildung eine Wahrscheinlichkeit einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung, wie nachfolgend beschrieben ist.
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Eine Schätzung der Energieverteilung (Schritt 25) wird auf die folgende Art
und Weise ausgeführt. Wie in Fig. 6A gezeigt ist, ist der Querschnitt des
Schweißabschnitts in eine Vielzahl von Mikrogitterabschnitten Aij (i = 1, 2,
---; j = 1, 2, ---) präpariert, von denen jeder eine Größe von Δr·Δz
aufweist. Fig. 6B zeigt einen ringförmigen 3-D-Abschnitt Mij, der durch
Drehen des obigen Mikrogitterabschnitts Aij um einen Winkel von 360º um
die Zentralachse der Elektrode 202 erhalten wird. Fig. 5 ist ein
Flussdiagramm, das zum Erhalten numerischer Werte verwendet wird, die den
spezifischen Widerstand, das elektrische Potential, die Temperatur und
Energie in jedem ringförmigen 3-D-Abschnitt Mij darstellen.
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Genauer wird der spezifische Widerstand jedes ringförmigen 3-D-
Abschnitts auf Grundlage der Temperaturverteilung in dem
Schweißabschnitt bestimmt (Schritt 201). Zu dem Zeitpunkt, wenn der
Anregungsvorgang gerade gestartet wird, ist der spezifische Widerstand gleich einem
spezifischen Widerstand bei Raumtemperatur in jedem ringförmigen 3-D-
Abschnitt. Bei der Berechnung wird angenommen, dass während eines
kleinen Zeitintervalls Δt keine signifikanten Änderungen in den Werten der
Temperatur und des spezifischen Widerstands auftreten.
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Anschließend wird ein mittlerer spezifischer Widerstand in dem
Anregungsabschnitt als ein zusammengesetzter spezifischer Widerstand aller
ringförmigen 3-D-Abschnitte erhalten. Alle Daten, die den mittleren
spezifischen Widerstand, der somit erhalten wird, den Schweißstrom und die
Zwischenelektrodenspannung, die vorher detektiert wurde, darstellen,
werden in die folgende Gleichung (4) eingegeben, um einen
Anregungsdurchmesser zu berechnen (Schritt 202). Der erhaltene
Anregungsdurchmesser bestimmt den Bereich von nachfolgenden Berechnungen, die in
diesem Anregungsdurchmesser ausgeführt werden.
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wobei "Dc" ein repräsentativer Anregungsdurchmesser eines
Schweißabschnitts (m) ist, "ρm" ein mittlerer spezifischer Widerstand des
Schweißabschnitts (Ωm) ist, "A" ein Korrekturkoeffizient bezüglich der
Stromspanne ist, "Σhi" eine Gesamtplattendicke (m) ist, "Rtip" ein
Zwischenelektrodenwiderstand (Ω) ist (= Vtip/I, wenn "Vtip" eine Zwischenelektrodenspannung
und "I" ein Schweißstrom ist), und "RO" ein
Elektrodenwiderstand (Ω) ist.
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Anschließend wird das elektrische Potential in jedem ringförmigen 3-D-
Abschnitt gemäß der folgenden Gleichung (5) berechnet. Dann wird unter
Verwendung des somit erhaltenen elektrischen Potentials die Stromdichte
in jedem ringförmigen 3-D-Abschnitt gemäß der folgenden Gleichung (6)
berechnet (Schritt 203). Ferner wird unter Verwendung der berechneten
Stromdichte und des spezifischen Widerstands die Temperaturverteilung
in jedem ringförmigen 3-D-Abschnitt gemäß der folgenden Gleichung (7)
berechnet (Schritt 204). Dann wird unter Bezugnahme auf diese
Temperaturverteilung die Energieverteilung in jedem ringförmigen 3-D-Abschnitt
berechnet (Schritt 205). Diese Berechnungen werden durch das S.O.R-
Verfahren wiederholt ausgeführt, bis die resultierenden Daten zu
spezifischen Werten konvergieren. Der Energieverteilungsschätzabschnitt 210
sendet diese Energieverteilung an den Abschnitt 211 zum Schätzen der
Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung und
bestimmt einen spezifischen Widerstand in jedem ringförmigen 3-D-
Abschnitt auf Grundlage der neu erhaltenen Temperaturverteilung (Schritt
201). Anschließend werden die oben beschriebenen Berechnungen unter
Verwendung des Schweißstroms und der Zwischenelektrodenspannung,
die neu detektiert sind, wiederholt.
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·(k V) = 0 (5)
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wobei "i" eine Gitterzahl in der Radialrichtung ist, "j" eine Gitterzahl in der
Axialrichtung ist, "k (i.j)" eine elektrische Leitfähigkeit in einem ringförmigen
Mikroabschnitt Mi,j ist (Ω/m), und "V(i,j) eine Spannung in dem
Mikroabschnitt Mi,j ist (V).
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δ² = 1/(ρx1)²· grad V ² (6)
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wobei δ eine Stromdichte ist (A/m²), p ein spezifischer Widerstand ist (m), 1
ein Gitterzwischenraum ist (m) und V eine Potentialdifferenz ist (V/m).
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cσ∂T/∂t = ( kT) + ρδ2 (7)
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wobei "c" eine spezifische Wärmekapazität ist (cal/kg), "σ" eine Dichte ist
(kg/m³), "k" eine Wärmeleitfähigkeit ist, "k" eine Wärmeleitfähigkeit ist, "δ"
eine Stromdichte ist ( AI/(π·Dc²/4)), "A" ein Korrekturkoefiizient
bezüglich der Stromspanne ist, "I" ein Schweißstrom ist (A), "T" eine Temperatur
ist, "t" eine Zeit ist und " " ein Symbol für partielle Ableitung ist.
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Der Abschnitt 211 zum Schätzen der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung schätzt eine Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung entsprechend der Energieverteilung, die durch den
Energieverteilungsschätzabschnitt 210 berechnet ist, unter Bezugnahme auf die
Tabelle 214 für die Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung (Schritt 26). Die Tabelle 214 für die Wahrscheinlichkeit einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung wurde experimentell von den
Erfindern auf Grundlage der Tatsache erhalten, dass die Wahrscheinlichkeit
der Ausstoß- und Oberflächengratbildung im wesentlichen durch eine
Menge nicht verfügbarer Energie bestimmt wird, die in einem
Kontaktbereich in der Umgebung einer Schweißlinse gespeichert ist.
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Die nicht verfügbare Energiemenge ist gleich einer Differenz zwischen der
Gesamtenergie, die von der Schweißenergieeinheit 203 an den
Schweißabschnitt geliefert wird, und der Summe einer wirksamen Energiemenge, die
zu dem Wachstum der Schweißlinse beiträgt, einem
Wärmeübergangsverlust in den Grundmetallen 201 und anderen Energieverlusten durch
Elektrodenkühlwasser oder in die Umgebung abgestrahlte Energie.
Genauer wird gemäß der Tabelle 214 für die Wahrscheinlichkeit der
Ausstoß- und Oberflächengratbildung die Wahrscheinlichkeit für die Ausstoß-
und Oberflächengratbildung als eine Funktion der nicht verfügbaren
Energie in verschiedenen Kombinationen von Grundmetallen 201 und
Elektroden 202 angegeben, um so irgendwo in dem Bereich von 0 bis 100
(%) zu liegen. Gewöhnlich steigt die Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung gemäß dem Fortschritt des Schweißvorgangs. Es
wird angenommen, dass die Ausstoß- und Oberflächengratbildung erzeugt
wird, wenn die Wahrscheinlichkeit 100 (%) erreicht.
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Der Abschnitt 211 zum Schätzen der Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß-
und Oberflächengratbildung extrapoliert die Kurve, die die
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung darstellt, die mit dem
Fortschritt des Schweißvorgangs zunimmt, und sagt einen Zeitpunkt einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung (d. h. einen Zeitpunkt, zu dem eine
Ausstoß- und Oberflächengratbildung das erste Mal auftritt) in einem Fall
vorher, wenn der Schweißvorgang kontinuierlich mit den anfänglich
eingestellten Schweißbedingungen ausgeführt wird (Schritt 27). Es ist
erwünscht, dass der Zeitpunkt einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung
unmittelbar nachdem die Einstellschweißzeit abgelaufen ist, auftritt.
Wenn der Zeitpunkt der Ausstoß- und Oberflächengratbildung vor dem
Ablauf der Einstellschweißzeit auftritt, wird davon ausgegangen, dass der
Schweißstrom übermäßig groß ist, und dass die Wahrscheinlichkeit
besteht, dass eine Ausstoß- und Oberflächengratbildung während des
vorliegenden Schweißvorgangs erzeugt werden kann. Wenn andererseits der
Zeitpunkt einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung erheblich nach der
Einstellschweißzeit auftritt, dann ist der Schweißstrom übermäßig klein,
und es kann keine Schweißlinse mit einer zufriedenstellenden Größe
erhalten werden.
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Angesichts des Vorhergehenden vergleicht der Abschnitt 212 zum
Schätzen eines optimalen Schweißstroms den vorhergesagten Zeitpunkt einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung mit der Schweißzeit, die anfänglich
auf eine vorbestimmte Zeit eingestellt wurde, und schätzt einen optimalen
Wert für den Schweißstrom, der während des nachfolgenden
Schweißvorgangs geliefert wird (Schritt 28). Der geschätzte optimale
Schweißstromwert wird an den Schweißstromsteuerabschnitt 215 gesandt. Der
Schweißstromsteuerabschnitt 215 ändert den Schweißstromwert gemäß
des optimalen Schweißstromwerts (Schritt 29). Während dessen wird die
Abschätzung des optimalen Schweißstroms durch den Abschnitt 212 zum
Schätzen des optimalen Schweißstroms dadurch forciert/erzwungen
gestartet, dass die verbleibende Zeit für den Schweißvorgang betrachtet
wird, sobald die Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung 80% erreicht. Anschließend wird das Anweisungssignal zur
Änderung des Schweißstroms zu einer Zeit erzeugt, die zwei Zyklen nach dem
Moment entspricht, bei dem die Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung 80% erreicht hat.
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Der Schweißstromsteuerabschnitt 215 stoppt den Anregungsvorgang,
wenn die Gesamtanregungszeit die anfänglich eingestellte Schweißzeit
erreicht hat (Schritt 30). Nach dem Stoppen des Anregungsvorgangs zeigt
der Displayabschnitt 216 den endgültig vorhergesagten Zeitpunkt für eine
Ausstoß- und Oberflächengratbildung des beendeten Schweißvorgangs an
(Schritt 31). Dieser Wert wird bei der Einstellung der nächsten
Schweißbedingungen berücksichtigt.
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Wie in der vorhergehenden Beschreibung erläutert ist, umfasst die oben
beschriebene zweite Ausführungsform die
Schweißstromdetektionsvorrichtung 205 zur Detektion des Schweißstroms, die Vorrichtung 206 zur
Detektion einer Zwischenelektrodenspannung, den
Signalumwandlungsabschnitt 208, der die Ausgänge der Schweißstromdetektionsvorrichtung
205 und der Detektionsvorrichtung 206 für die
Zwischenelektrodenspannung in Datensignale umwandelt, die in der Steuervorrichtung 207
verarbeitet werden können, die Eingabetastatur 209, den
Berechnungsabschnitt 213, der aus einem Energieverteilungsschätzabschnitt 210, einem
Abschnitt 211 zum Schätzen der Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung und einem Abschnitt 212 zum Schätzen des
optimalen Schweißstroms besteht, die Tabelle 214 für die
Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung und den
Schweißstromsteuerabschnitt 15. Die Energieverteilung wird auf Grundlage der
momentanen Werte des Schweißstroms und der
Zwischenelektrodenspannung geschätzt.
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Anschließend werden sowohl die Wahrscheinlichkeit für eine Ausstoß-
und Oberflächengratbildung als auch der Zeitpunkt einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung aus der somit erhaltenen Energieverteilung geschätzt.
Anschließend wird der Schweißstrom gesteuert, um eine
Einstellung zu erreichen, so dass der vorhergesagte Zeitpunkt einer Ausstoß-
und Oberflächengratbildung unmittelbar nach der Beendigung der
Einstellschweißzeit auftritt. Somit kann die Wärmezufuhrgröße bis auf das
maximale Niveau erhöht werden, ohne dass eine Ausstoß- und
Oberflächengratbildung bewirkt wird, wodurch eine erwünschte Schweißlinse
erhalten wird, die die maximale Festigkeit aufweist.
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Gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird die
Schweißstromsteuerung bei dem vorbestimmten Zeitpunkt oder bei der
Zeit, die zwei Zyklen nach dem Moment entspricht, ausgeführt, wenn die
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung 80%
erreicht. Jedoch kann der Zeitablauf für die Schweißsteuerung flexibel
geändert werden. Daher existiert kein Erfordernis zur Begrenzung des
Zeitablaufs einer Schweißstromsteuerung auf eine festgelegte Zeit, wie
beispielsweise die Zeit, die zwei Zyklen nach dem Moment, bei dem 80%
erreicht werden, entspricht.
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Ferner ist es anstelle einer Änderung der Schweißbedingungen während
des betreffenden Schweißvorgangs möglich, die Schweißbedingungen für
den nächsten Schweißbetrieb unter Bezugnahme auf den vorhergesagten
Zeitpunkt einer Ausstoß- und Oberflächengratbildung zu ändern, die auf
dem Displayabschnitt 216 angezeigt wird. Außerdem zeigt gemäß der oben
beschriebenen zweiten Ausführungsform der Displayabschnitt 216 den
endgültig vorhergesagten Zeitpunkt der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung an, wenn der betreffende Schweißvorgang beendet ist. Es sei
angemerkt, dass es vorzuziehen ist, eine Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß-
und Oberflächengratbildung zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor einem
Stopp des Anregungsvorgangs oder zu einem beliebigen Zeitpunkt
anzuzeigen, oder einen Wert anzuzeigen, der aus einer statistischen oder
vergleichenden Verarbeitung dieser Daten resultiert, oder eine
Hysteresekurve anzuzeigen, die einen Anstieg der Wahrscheinlichkeit einer Ausstoß-
und Oberflächengratbildung darstellt. Es ist auch vorzuziehen, diese
Daten als Referenzwerte zu verwenden.
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Ferner wird in Fig. 3 die Schweißstromdetektionsvorrichtung 205 durch
ein Ringspule oder einen Stromnebenschluss gebildet. Es ist jedoch
möglich, den Primärstrom eines Transformators der
Schweißenergiequelleneinheit 203 zu messen, um den Schweißstrom zu detektieren.
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Nachfolgend wird ein Demonstrationsergebnis der vorliegenden Erfindung
detaillierter erläutert.
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Gemäß einem Experiment, das von den Erfindern durchgeführt wurde,
wurden galvanisierte Eisenbleche mit 1, 2 mmt als die überlappten
Grundmetalle 201 verwendet. Eine Gesamtanregungszeit wurde auf 20
Zyklen festgelegt. Die Druckbeaufschlagungskraft wurde auf 320 kgf
eingestellt. Der Schweißstrom wurde zunächst auf 8 kA für eine Dauer
von sechs Zyklen eingestellt und anschließend, nachdem diese Zeitdauer
vergangen ist, auf 14 kA erhöht. Wenn die Wahrscheinlichkeit einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung 80% erreicht, wird der Schweißstrom
zu einer Zeit, die 2 Zyklen nach dem Moment entspricht, bei dem 80%
erreicht werden, verringert.
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Fig. 8 zeigt eine Kurve, die eine Zeitvariation der Wahrscheinlichkeit einer
Ausstoß- und Oberflächengratbildung in diesem Experiment im Vergleich
zu Kurven darstellt, die den Schweißstrom und den
Zwischenelektrodenwiderstand darstellen. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, erreicht die
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung zu einem Zeitpunkt
entsprechend 14 Zyklen 80%. Der Schweißstrom wird zu der Zeit, die 2
Zyklen nach dem Moment entspricht, bei dem 80% erreicht werden, (d. h.
der Zeit entsprechend 14 Zyklen) auf 10 kA verringert. Als Ergebnis dieser
genauen Schweißstromsteuerung wurde eine Erzeugung der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung sicher verhindert.
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Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Schweißvorgangs, das sich nicht auf die
genaue Schweißstromsteuerung der vorliegenden Erfindung verlässt, aber
unter denselben Schweißbedingungen wie denjenigen des
Schweißvorgangs von Fig. 8 ausgeführt wurde. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist die
Wahrscheinlichkeit der Ausstoß- und Oberflächengratbildung mit ablaufender
Anregungszeit angestiegen. Zu dem Zeitpunkt entsprechend 14 Zyklen
wurde eine Ausstoß- und Oberflächengratbildung bewirkt. Das Auftreten
dieser Ausstoß- und Oberflächengratbildung ist durch den steilen Abfall
des Zwischenelektrodenwiderstands ersichtlich.
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Ferner wurde gemäß des oben beschriebenen Schweißvorgangs, der sich
nicht auf die Schweißstromsteuerung der vorliegenden Erfindung verlässt,
eine Verringerung der Schweißfestigkeit um eine Größe von 90 bis 70%
an dem Schweißpunkt, der eine Ausstoß- und Oberflächengratbildung
bewirkt hatte, im Vergleich zu der Schweißfestigkeit eines normalen
Schweißpunkts gefunden, der frei von der Ausstoß- und
Oberflächengratbildung war. Im Gegensatz dazu war gemäß des Schweißvorgangs, der die
Schweißstromsteuerung der vorliegenden Erfindung umfasst, eine
Verteilung/Streuung der Schweißfestigkeit an jedem Schweißpunkt klein, und
der Schweißfestigkeitswert wurde bei einem höheren Niveau von 95%
oder darüber beibehalten.
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Wie in der vorhergehenden Beschreibung erläutert ist, macht es die
vorliegende Erfindung möglich, die Erzeugung einer Ausstoß- und
Oberflächengratbildung im Voraus vorherzusagen. Somit kann die Wärmezufuhrgröße
bis zu dem maximalen Niveau erhöht werden, ohne dass eine Ausstoß-
und Oberflächengratbildung erzeugt wird, wodurch eine ausgezeichnete
Schweißlinse erhalten wird, die die maximale Festigkeit aufweist.
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Da diese Erfindung in verschiedenen Formen ohne Abweichung vom
Schutzumfang ausgeführt werden kann, sind die vorliegenden
Ausführungsformen, die beschrieben wurden, daher nur veranschaulichend und
nicht begrenzend.