DE7223324U

DE7223324U - Einrichtung zur Überwachung von elektrischen Widerstandsschweissungen

Info

Publication number: DE7223324U
Application number: DE19727223324
Authority: DE
Original assignee: BBC AG
Current assignee: BBC AG
Priority date: 1972-05-31
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1974-04-04
Also published as: CH545163A; DE2230485A1

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Verfahren und Einrichtung zur Ueberwachung von elektrischen Widerstandsschweissungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ueberwachung von elektrischen Widerstandsschweissungen, insbesondere von Punkt- und Rollschweissungen, sowie eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Zur Prüfung der Qualität von Schweissverbindungen stehen die üblichen, zerstörungsfreien Verfahren zur Verfügung wie Röntgenuntersuchung, Magnetpulververfahren und dergleichen. Diese Verfahren sind nicht nur aufwendig und schon aus diesem Grund vielfach nur für vergleichsweise grosse und hochwertige Werkstücke anwendbar, sie sind viel-

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mehr auch mit dem Nachteil behaftet, dass die Prüfung der Sehweissstellen erst nach Beendigung des SchweissVerfahrens möglich ist und daher eine .Laufende Ueberwachung mit sofortiger Behebung auftretender Fehler kaum in Betracht kömmt. Dies ist besonders für Punkt- und Rollsehweissungen wichtig, die in grosser Anzahl zeitlich aufeinanderfolgend bzw. in kontinuierlichem Ablauf durchgeführt werden. Es wäre hier eine unmittelbar mit dem Schweissvorgang anfallende und ohne wesentliche Verzögerung verfügbare Kenngrösse für die Beschaffenheit der Schweissstelle erwünscht.

Zur Qualitätsüberwachung von Punktschweissungen ist es bekannt, die Schweissstromimpulse zu erfassen und auszuwerten. Dieses Verfahren beruht darauf, dass die Qualität der Schweissung neben dem mechanischen Schweissdruck und der Wärmeableitung von der Schweissstelle vor allem vom zeitlichen Verlauf der in der Schweissstelle umgesetzten elektrischen Leistung abhängt, d.h. vom Strom durch die Schweissstelle und vom Spannungsabfall an dieser. Unter "Schweissstelle" ist dabei der im Verlauf der Schweissung auf Schweisstemperatur gelangende Raumbereich der zu verschweissenden Werkstücke zu verstehen.

Es sind nun der über die Elektroden zugeführte Schweissstron einerseits und die in der Schweissstelle umgesetzte Leistung

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andererseits einander» nicht eindeutig und reproduzierbar zugeordnex. Der zugeführte Schweissstrom kann sich nämlich je nach Ausbildung der Werkstücke zwischen der Schweissstelle einerseits und quantitativ nicht erfassbaren und überdies möglicherweise zeitlich veränderlichen Nebenschlüssen in Form von Berührungsstellen und bereits fertigen übrigen Schweissstellen andererseits verzweigen. Auch ist der Spannungsabfall an der Schweissstelle unter anderem durch die ebenfalls quantitativ nicht erfassbare und veränderliche Geometrie des erhitzten bzw. aufgeschmolzenen Raumbereiches der Schweissstelle bedingt» Andererseits gehen für den Schweissvorgang wesentliche Parameter wie die Wärmeableitung von der Schweissstelle über die Elektroden in den Schweissstrom nicht ein. Insgesamt stellt daher der Schweissstrom und sein Verlauf nur einen sehr groben und wenig genau reproduzierbaren Kennwert für die Qualität einer Schweissung dar. Ausserdem ist dieser Kennwert auch noch vergleichsweise unempfindlich gegenüber den zu erfassenden Eigenschaftsänderungen der Schweissstelle selbst, weil neben diesen und sogar mit überwiegender Wirkung die durch Auslegung und Einstellung bedingten Eigenschaften des Schweissstromkreises in die bei einem konkreten Schweissvcrgang auftretenden Stromwerte eingehen.

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Eine andere bekannte Möglichkeit der· uniuiffcelbareii Schweisssteilenprüfung ist diejenige mittels Ultraschall, der von einem Resonator über die am Werkstück angreifenden Elektroden und die Schweissstelle geleitet wird. Dieses Verfahren ist ebenfalls mit hohem Aufwand behaftet und in seiner Anwendbarkeit überdies durch die Art der Werkstücke begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist gegenüber diesem Stand der Technik die Schaffung eines UeberwachungsVerfahrens und einer zugehörigen Einrichtung, mittels deren eine rasche und wenig aufwendige Direktüberwachung von Schweissstellen möglich ist. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe insbesondere bei Punkt- und RollsGhweissungen sieht vor, dass von der von dem erhitzten Bereich des zu verschweissenden Materials ausgehenden Wärmestrahlung ein Ueberwachungssignal für die Schweissung abgeleitet wird. Insbesondere kann vorteilhaft wenigstens eine Wellenlänge der von der Schweissstelle ausgehenden Wärmestrahlung erfasst und hieraus ein von der Temperatur der Schweissstelle abhängiges Istwertsignal gebildet werden. Ein solches quantitatives Istwertsignal lässt sich mit vorgegebenen Grenzwerten in Form entsprechender Signale vergleichen, was die Möglichkeit einer automatischen Qualitätskontrolle innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches ergibt.

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Auch der zeitliche Verlauf der Schweissiemperatur und

die Dauer des Schweissvorganges lassen sich so quantitativ

erfassen und innerhalb vorgegebener Grenzen halren. Insbesondere lässt sich auf diese Weice ein Regelkreis bilden, der bei kontinuierlichen Arbeitsprozessen laufend die Einhaltung der vorgegebenen Grenzen nicht nur überwacht, sondern durch entsprechende Steuerungsinassnahmen auch

' selbsttätig sicherstellt.

Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung derartiger Ueberwachungsverfahren geht aus von einer Schweissvorrichtung, die wenigstens eine an einem zu verschweissenden Werkstück angreifende Elektrode aufweist, und kennzeichnet sich dadurch, dass ein wenigstens annähernd auf die Angriffsst>2lle mindestens einer Elektrode ausgerichteter Wärmestrahlungsdetektor, der einen einem vorgegebenen Schweisstemperaturbereich angepassten Ansprechbereich aufweist, und eine nachgeordnete Auswerteeinrichtung vorgesehen sind. Ein solcher Wärmestrahlungsdetektor lässt sich mit geringem Aufwand bei praktisch allen vorkommenden Werkstücken in Verbindung mit der Elektrodenanordnung vorsehen und liefert eindeutig reproduzierbare Ueberwachungssignale für die Auswerteeinrichtung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden. Hierin zeigt:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Ueberwachungseinrichxung für eir.e Punktschweissmaschine,

Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer Ueberwachungs- und Regeleinrichtung für eine Punktschweissmaschine,

Fig« 3a und 3b je ein Impuls-Zeitdiagramm für unterschiedliche Betriebsabläufe der Schaltung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Regeleinrichtung für eine Rollschweissmaschine und

Fig. 5 die statische Steuerkennlinie des aufgeschnittenen Regelkreises gemäss Fig. M-.

Fig. 1 zeigt eine Punktschweissmaschine M mit einer an einem Schwenkarm befestigten Elektrode E, und einer festen Elektrode E₂₎ zwischen denen die beispielsweise mit einer Ueberlappungsnaht zu versehenden Werkstücke W hindurch^geführt werden. Der Schwenkarm mit Elektrode E, ist gemäss Pfeil Pf aufwärts

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bzw. abwärts bewegbar und über eine Antriebsstange mit einem Hubmotor Mh gekuppelt. Im Beispielsfall ist als Hubmotor ein Elektromagnet angenommen, der von einer Impulsstrom-

Tm;

quelle(mit vorgegebener Einschaltdauer mit einem Stromimpuls versorgt wird und für das entsprechende Zeitintervall die Elektrode E.. aus ihrer angehobenen Ruhestellung in ihre abgesenkte Anpressstellung bezüglich der Werkstücke W und der Elektrode E- überführt. Die beiden Elektroden sind über die in Fig. 1 schematisch stärker angedeuteten Starkstromleitungen, die den Schweissstrom i führen, mit einer schaltbaren Schweissstromquelle Qss verbunden. Bei Beaufschlagung eines Schalteinganges mit einem Steuerstromimpuls wird die Schweissstromquelle für ein der Impulsdauer entsprechendes Zeitintervall eingeschaltet. Dieser Steuerstromimpuls vorgegebener Dauer wird von einem Zeitglied Tq geliefert. Letzteres und die Impulsstromquelle Tm werden über einen von Hand oder automatisch in Aufeinanderfolge betätigten Tastschalter Ss mit einem Anstossimpuls beaufschlagt, der jeweils einen Schweissvorgang mit einem entsprechenden Elektrodenhub und mit einem Schweissstromimpuls auslöst.

Messglied der Ueberwachungseinrichtung ist ein photoelektrischer Wandler Ph, beispielsweise eine Photozelle, auf

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deren Kathode die Schweissstelle über eine Optik Op und ein Farbfilter F abgebildet wird. Als photoelektrischer Wandler vorzugsweise geeignet sind jedoch schnelle, d.h. trägheitsarm reagierende Detektoren mit einem Empfindlichkeitsbereich im sichtbarkeitsnahen Infrarot, vor allem Halbleiter-Photodioden oder Phototransistoren. Insbesondere wird zweckmässig ein Infrarotfilter mit einem Durchlässigkeitsbereich zwischen den Wellenlängen 0,8 Mikron und 2,5 Mikron vorgesehen. Das Ausgangssignal des Wandlers wird einem Verstärker V zugeführt, der im Fall der Verwendung eines Photohalbleiters als Detektor vorteilhaft mit diesem zu einer integrierten Schaltung vereinigt sein kann.

Der Ausgang des durch den photoelektrischen Wandler mit zugehöriger Optik einerseits und Verstärker andererseits gebildeten Messgliedes ist: in Fig. 1 mit A bezeichnet« Eis zu diesem Punkt entspricht der Aufbau der Einrichtung einem weiter unten zu beschreibenden Ausführungsbeispiel, bei dem insoweit auf die Ausführung nach Fig. 1 3ezug genommen wird.

Vom Ausgang A gelangt ein der Temperatur der Schweissstelle eindeutig zugeordnetes Spannungssignal parallel an drei Spannungsteiler P-, P₂ und P₃₉ deren Abgriffe je an den Eingang einer zugehörigen Triggerschaltung Tr, bzw. Tr₂ bzw. Tr- angeschlossen sind. Diese Triggerschaltungen sind über-

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einstimmend aufgebaut und umfassen, wie dies für Tr₁ angedeutet ist, je einen Emitterfolger Em, der einen leistungsarmen Spannungsabgriff an dem zugehörigen Spannungsteiler ermöglicht, sowie eine nachgeordnete Trigger-Kippstufe Kt in Gestalt eines Schmitt-Triggers mit vorgegebener Schwellenspannung und vernachlässigbarer geringer Hysteresisbreite. Der Ausgang von Kt führt über ein Differenzierglied D, und einen Gleichrichter G. an den Ausgang der Triggerschaltung.

Je nach der Einstellung des zugehörigen Spannungsteilers kippt jede der Triggerschaltungen bei einem bestimmten Wert des temperaturabhängigen Detektorsignals, d.h. bei einer bestimmten Temperatur der Schweissstelle, und liefert am Ausgang infolge der Differenzierung einen entsprechenden Nadelimpuls mit einer durch den zugehörigen Gleichrichter bestimmten Polarität. Der Impuls beim Zurückkippen des Triggers wird durch letzteren unterdrückt. Der Spannungsteiler P. ist so eingestellt, dass Tr, bereits bei Erreichen einer vergleichsweise geringen Schweissstellentemperatur kippt, d.h. in jedem Fall kurz nach Einschalten des Schweissstromes. P_ und P sind entsprechend auf einen vorgegebenen Höchstwert bzw. Mindestwert der Schweissstellentemperatur eingestellt, so dass die zugehörigen Triggerschaltungen jeweils beim Ueberschreiten dieser Temperaturwerte einen Nadelimpuls liefern.

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Mit den Ausgängen der Triggerschaltungen sind zwei Kippstufen K₀ und K_ mit zugehörigen Signallampen L„ bzw. L. angeschlossen. Die Eingänge und Ausgänge der oberen Felder der beiden Kippstufen werden im folgenden als Setzeingänge bzw. Setzausgänge, die Eingänge der unteren Felder als Rücksetzeingänge bezeichnet. Demgemäss ergibt sich die Wirkungsweise der Schaltung wie¹folgt:

Nach Einleiten eines Schweissvorganges durch den Tastschalter Ss wird die Schwexssstromquelle Qss über das Zeitglied Tq eingeschaltet j während gleichzeitig der Hubmotor Mh den erforderlichen Anpressdruck der Elektroden einstellt. Der nun fliessende Schweissstrom i lässt die Schweissstellen-

temperatur ansteigen, so dass Tr, anspricht und mit einen: entsprechenden Impuls K₀ zurücksetzt sowie K_ setzt, sofern die Kippstufen nicht bereits im Ausgangszustand die entsprechenden Schaltzustände einnahmen. L₉ ist damit zunächst ausgeschaltet und L_ eingeschaltet. Wenn die ansteigende Schwexssstellentemperatur den vorgegebenen Mindestwert überschreitet, was im Normalfall nach wenigen Millisekunden der Fall ist, so wird K_ durch einen Impuls von Tr₀ zurückgesetzt und L₃ ausgeschaltet. Die letztgenannte Signallampe liefert dann also nur einen sehr kurzen Lichtblitz, der von einem Beobachter nicht wahrgenommen werden kann. Wenn die

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Schweissstellentemperatur im weiteren Verlauf des Schweissvorganges die vorgesehene Höchsttemperatur nicht überschreitet j so bleiben beide Signallampen dunkel und zeigen damit einen einwandfreien SchweissVorgang an. Mit dem Ausschalten der Schweissstromquelle Qss und des Hubmotors Mh sowie dem Abheben der Elektrode E.. ist dieser beendet.

Wird dagegen die Mindesttemperatur nicht erreicht, so bleibt der Rücksetzimpuls von Tr aus und K₃ gesetzt, d.h.

L eingeschaltet, so dass L eine infolge ungenügender 3 ο

Schweisstemperatur mangelhafte Schweissung anzeigt. Umgekehrt wird K bei Ueberschreiten der zulässigen Höchsttemperatur zurückgesetzt und L₃ zum Erlöschen gebracht; nun wird jedoch K₀ durch einen Impuls von Tr _ gesetzt und L₀ zum andauernden Aufleuchten gebracht. Damit ist eine infolge Ueberhitzung mangelhafte Schweissung angezeigt. Mittels eines Rückstellschalters Sr können nun die Kippstufen K₀ und K„ unabhängig von der Einleitung eines neuen Schweissvorganges in den Ausgangs zustand zurückgesetzt werden.

Die Einrichtung nach Fig. 2 stimmt hinsichtlich der Schwcissrnaschir.e und der zugehörigen Schweissstromquelle Qss sowie des Hubmotors Mh mit vorgeschaltetem Zeitglied Tm

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und hinsichtlich des Messgliedes, einschliesslich ρηοτο-elektrischem Wandler und nachfolgendem Verstärker bis zum Schaltungspunkt A mit der Einrichtung nach Fig. 1 überein. Bis auf die Schweissstromquelle und den Hubmotor mit zugehörigem Zeitglied, die zur Verdeutlichung des Ueberganges zu der restlichen Schaltung in Fig. 2 angedeutet sind, finden sich in letzterer nur die von Fig. 1 abweichenden Schaltungsteile. Es handelt sich hier um einen unstetigen Schweisstemperatur-Regelkreis mit der über das Messglied erfassten Schweissstellentemperatur als Regelgrösse und der Einschaltdauer des Schweissstromes als Stellgrösse.

Das der Schweissstellentemperatur zugeordnete Spannungssignal am Schaltungspunkt A speist zwei Spannungsteiler P und P , welche als solche in Uebereinstimmung mit Fig. an ihren Abgriffen ein dem vorgesehenen Mindestwert bzw. Höchstwert der Schweissstellentemperatur entsprechendes, einstellbares Spannungssignal an zwei Triggerschaltungen Tr₂ und Tr₃ liefern. Die letztgenannten Triggerschaltungen •stimmen in Aufbau und Funktion beispielsweise mit der in Fig. 1 angedeuteten Ausführung überein und sind daher ebenso wie die Spannungsteiler P₂ und P₃ übereinstimmend mit Fig. 1 bezeichnet.

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Die Einleitung eines SchweissVorganges erfolgt wie bei Fig. 1 mittels eines Tastschalters Ss, der einerseits das Zeitglied Tm anstösst und den Hubmotor Mh einschaltet sowie andererseits eine bistabile Kippstufe K₁. setzt und darüber auch die Schweissstromquelle Qss einschaltet. Im Beispielsfall ist der Einfachheit halber angenommen, dass die Einschaltdauer des Zeitgliedes Tm so gross bemessen ist, dass die Einschaltdauer der Schweissstromquelle in jedem Fall überdeckt wird und somit in jedem Fall eine ausreichend lange Anpresszeit der Elektroden gewährleistet ist. Gegebenenfalls kann jedoch auch in naheliegender Weise eine veränderliche, gegebenenfalls von der Einschaltdauer der Schweissstromquelle abhängige Einschaltung des Hubmotors vorgesehen werden. Ferner ist im Beispielsfall angenommen, dass der Schweissstrom so bemessen ist, dass durch entsprechend lange Einschaltzeit in jedem Fall der vorgesehene Mindestwert der Schweissstellentemperatur erreichbar ist. Wenn dies in der Praxis nicht gewährleistet sein sollte, so kann zusätzlich eine Ueberwachungs- und Anzeigeeinrichtung - etwa mit zusätzlicher Signallampe gemäss L₀ in Fig. 1 - vorgesehen werden.

Das Abschalten der Schweissstromquelle und damit die Dauer des Schweissvorganges werden bei der Ausführung nach Fig.

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über zwei Schaltungszweige überwacht und geregelt, von denen der eine im Anschluss an Tr der Mindesttemperatur und der andere im Anschluss an Tr der Höchsttemperatur zugeordnet ist. Es ist im Beispiels fall vorgesehen, dass der Schweissstrom nach Erreichen der Kindesttemperatur für eine vorgegebene, einstellbare Zeitdauer eingeschaltet bleibt, während bei Ueberschreiten der Höchsttemperaxur sofortiges Abschalten des Schweissstromes eintritt. Dazu ist der Triggerschaltung Tr- ein integrierendes Zeitglied I mit einstellbarem Widerstand zur Bestimmung der Integrationszeitkonstanten sowie ein Verstärker V₂ mit nachfolgendem Spannungsteiler P₅ - ebenfalls einstellbar und eine Triggerschaltung Tr , weiterhin ein Differenzierglied D- und ein Gleichrichter G, nachgeordnet. Dieser Schaltungszweig liefert nach Ablauf eines mit der Ueberschreitung der Mindesttemperatur beginnenden Zeitintervalls einen Rücksetzimpuls über eine Öder-Schaltung Or an die Kippstufe Kr₉ welch letztere somit die Funktion des Zeitgliedes Tq in Fig. 1 übernimmt und mit seinem Rücksetzen die Schweissstromquelle Qss abschaltet. Unabhängig davon bewirkt der die Triggerschaltung Tr₂ enthaltende Schaltungszweig mit Differenzierglied D. und Gleichrichter G₂ ebenfalls über die Oder-Schaltung Or bei Ueberschreiten der Höchsttemperatur unverzüglich das Abschalten der Schweissstromquelle.

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Die Wirkungsweise der Schaltung wird nun anhand eines normalen Betriebsfalles gemäss Fig. 3a und eines Ueberhitzungsfalles gemäss Fig. 3b erläutert. Dabei wird auf die in Fig. 2 jr.it den zugehörigen Zählpfeilen eingetragenen Eingangs- und Ausgangsspannungen Bezug genommen.

Im Normalfall steigt im Anschluss an das Einschalten des Schweissstromes i zum Zeitpunkt t die Schweissstellen-

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temperatur und damit die am Spannungsteiler P_ abgegriffene Eingangsspannung u , der Triggerschaltung Tr _ an, worauf zum Zeitpunkt t, die der Mindesttemperatur zugeordnete Spannung u , überschritten wird. Damit schaltet Tr um, was in der dritten Zeile von oben in Fig. 3a durch einen entsprechenden Sprung der Ausgangsspannung u , dieser

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Triggerschaltung angedeutet ist. Gleichzeitig beginnt der durch die Zeitkonstante des Integriergliedes I bestimmte Anstieg der am Spannungsteiler T₁. abgegriffenen Eingangsspannung u ~ der Triggerschaltung Tr_u. Wenn der Schwellwert u „ der letztgenannten Triggerschaltung erreicht ist, d.h. zum Zeitpunkt t , so schaltet Tr₄ ebenfalls um, wie dies in der letzten Zeile von Fig. 3a durch einen Sprung der Ausgangsspannung u „ angedeutet ist.

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Hier ist ausserdem der durch das Differenzierglied D__ gebildete Nadelimpuls u -, strichliert angedeutet, welcher über die Oder-Schaltung Or wie bereits erläutert die Kipp-, stufe Kr zurücksetzt und den Schweissstrom abschaltet.

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Das Einschaltintervall des Schweissstromes zwischen dem Ueberschreiten der Kindesttemperatur zum Zeitpunkt t. und dem Zeitpunkt t_? kann sowohl über die Zeitkonstante des Integriergliedes I mittels des Widerstandes P₄ wie auch bei vorgegebener Schwellspannung von Tr₄ durch Verstellen des Abgriffs von P₅ beeinflusst werden.

Nach dem Abschalten des Schweissstromes bei t_ sinkt die Schweissstellentemperatur nach kurzem Ueberschiessen

s infolge Wärmeträgheit rasch ab, wie dies im Verlauf von * u , zum Ausdruck kommt, bis zum Zeitpunkt t^ der Viert u , wieder unterschritten wird und Tr₀ wieder zurückkippt.

Nun entlädt sich das Integrierglied I, und es wird zum Zeitpunkt t die Schwellspannung u unterschritten, womit Ti· wieder zurückkippt. Damit ist der Ausgangszustand der Schaltung wieder hergestellt. Der negative Nadelimpuls entsprechend u _ wird durch den Gleichrichter G_ unterdrückt.

Bei Ueberschreiten der vorgegebenen Höchsttemperatur, z.B. infolge zu hoch eingestellten Schweissstromes oder ungewöhnlich niedrigen Üebergangswiäerstandes zwischen den Werkstücken bzw. den Werkstücken und den Elektroden, werde gemäss Fig. 3b Bach Ueberschreiten des Mindestwertes der

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Schweisstemperatur gemäss der Spannung u , zum Zeitpunkt ti auch die vorgegebene Höchsttemperatur entsprechend der Schwellspannung u überschritten, so dass die Trigger-

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schaltung Tr _ umschaltet (siehe Verlauf von U₄). Der über das Differenzierglied D_ erzeugte Nadelimpuls u ₅ schaltet nun sofort den Schweissstrom ab, wie in der ersten Zeile von Fig. 3b angedeutet. Der- folgende Abfall der Schweissstellentemperatur und der Spannung u ₃ führt zum Zeitpunkt t' zum Zurückkippen von Tr₂ > wie dies in der letzten Zeile von Fig. 3b angedeutet ist. Der entsprechende negative Nadelimpuls wird durch den Gleichrichter G₂ unterdrückt. Durch diese Sofortabschaltung wird eine Beschädigung der Schweisssteile vermieden, so dass eine erneute Schweissung mit korrigierten Parametern durchgeführt werden kann. Ohne diese Sofortabschaltung würde die Schweisstemperatur dagegen gemäss dein Verlauf von u _ «Ie in der zweiten Zeile

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von Fig. 3b strichliert angedeutet weiter ansteigen, bis zum Zeitpunkt t„ in entsprechender Weise wie gemäss Fig. 3a das Normalintervall des Schweissstromes im Anschluss an die Ueberschreitung der Kindesttemperatur abgelaufen ist. Ohne die Sofortabschaltung kann 'daher die Schweissstellentemperatur zufallsbedingt hohe Werte annehmen, beispielsweise den Wert u¹-. gemäss der zweiten Zeile von Fig. 3b. Tatsächlich wird dagegen die Abschaltung um das Intervall

At vorverlegt und dadurch wie erwähnt eine schädigende Ueberhitzung vermieden. Gleichzeitig wird eine weitere bistabile Kippstufe K. und eine damit verbundene Signallampe L₄ eingeschaltet, womit das Vorliegen eines zu korrigierenden Betriebszustandes bleibend angezeigt ist. Mit dem Einleiten eines neuen Schweissvorganges vom Tastschalter Ss aus werden die Kippstufen K_ü und K in ihren Ausgangszustand gebracht.

, Die Ausführung nach Fig. 4 verwirklicht eine stetige Schweisstemperaturregelung für eine kontinuierliche Rollschweissung. Von der Schweissmaschine sind lediglich schematisch die rollenförmigen Elektroden E und E_u angedeutet, die gegeneinander gepresst werden und zwischen denen die Werkstücke W zur Erzeugung einer lückenlosen Ueberlappungsnaht hindurchgeführt werden. Die Elektroden sind mit einer hier über einen Eingang q stetig steuerbaren Schweissstromquelle Qsc verbunden. Das nur scheinatisch angedeutete Hessglied mit photoelektrischem Wandler und Verstärker V entspricht der Ausführung nach Fig. 1. Die Ausgangsspannung u als temperaturabhängiges Regelgrössensignal wird parallel zwei zur Differenzbildung zwischen Sollwert und Istwert dienenden Operationsverstärkern Vd₁ und Vd_ über Summierwiderstände Rs zugeführt. Ein unterer

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Grenzwert u wird an einem Spannungsteiler P abgegriffen und ebenfalls über einen Sununierwiderstand Rs dem Operationsverstärker Vd, zugeführt. Entsprechendes gilt für einen oberen Grenzwert u . mit Bezug auf einen zugehörigen Spannungsteiler Ph und den zugehörigen Operationsverstärker Vd„. Beide Operationsverstärker sind über Widerstände Rg gegengekoppelt und über Nullwiderstände Ro ir.it Masse verbunden. Die Ausgänge der beiden Operationsverstärker sind über Dioden G und G₅ bzw. G₅ und G₇ für gegensinnige Polaritäten gesperrt und über Nachverstärker V_ und V_n voneinander entkoppelt sowie über einem gemeinsamen Inverter Vi an den Ausgang B der Regeleinrichtung geführt. Vor und nach diesem Inverter ergeben sich die in Fig. 5 ausgezogen bzw. strichliert wiedergegebenen statischen Kennlinien der Regeleinrichtung. Danach ist die Ausgangsspannung u gleich Null, wenn u

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zwischen den Grenzwerten u _. und u , liegt. Oberhalb

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bzw. unterhalb dieser Grenzwerte treten gegensinnig polare und mit dem Betrag von u dem Betrage nach zunehmende Werte von u auf. Nach Schliessen des Regelkreises zwischen den Schaltungspunkten B und q wird die Schweissstellentemperatur selbsttätig innerhalb der vorgesehenen, den Spannungen u und u , entsprechenden Grenzwerten gehalten-. Gegebenenfalls

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können in naheliegender Weise differentielle sowie gegebenenfalls auch integrale Zeitglieder und auch nichtlineare Glieder in den Segelkreis eingefügt werden, um eine ausreichend schnelle, jedoch stabile Regelung der Schweissstellentemperatur zu gewährleisten.

Claims

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Sch ut zansprüche

1. Einrichtung zur Ueberwachung von elektrischen Widerstandsschweissungen, insbesondere von Punkt- und Rollschweissungen, mit einer Schweissvorrichtung, die wenigstens eine an einem

zu verschweissenden Werkstück angreifende Elektrode aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens annähernd auf die Angriffsstelle mindestens einer Elektrode ausgerichteter Wärmestrahlungsdetektor und eine nachgeordnete Auswerteeinrichtung vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmestrahlungsdetektor ein Infrarotfilter (P) vorgeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Infrarotfilter mit einem Durchlassbereich innerhalb der
Grenzwellenlängen 0,8 und 2,5 Mikron vorgesehen ist.

¹J. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Schweisstelle auf das strahlungsempfindlithe Organ des Wärmestrahlungsdetektors abbildende
Optik (Op) vorgesehen ist.

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5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmestrahlungsdetektor einen photoelektrischen Wandler (Ph) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, dass der photoelektrische Wandler einen Photohalbleiter als strahlungsempfindliches Organ aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung wenigstens ein erstes VergleichsKlied (Tr,) aufweist, dem eingangsseitig ein der Schweissstellentetnperatur zugeordnetes Istwertsignal zugeführt wird und welches ein von der.. Erreichen einer vorgegebenen Mindesttemperatur der Schweissstelle abhängiges Ausgangssignal liefert.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung wenigstens ein zweites Vergleichsglied (Tr,) aufweist j dem eingangsseitig ein der Schweissstellentemperatur angeordnetes Istwertsignal zugeführt wird und welches ein von der Ueberschreitung einer vorgegebenen Höchsttemperatur abhängiges Ausgangssignal liefert.

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung wenigstens ein Anzeigeorgan aufweist, welches wenigstens einem von der Schweissstellentemperatur abhängigen Schaltkriterium zugeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 7 oder nach diesem und einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, 8 und 9 mit einer für ein bestimmbares Zeitintervall einschaltbaren Schweissstromquellej dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Ausgang des ersten Vergleichsgrliedes (Tr,) in Wirkverbindung stehendes und den Schweissstrom in Abhängigkeit vom Erreichen der Mindest-Schweissstellentemperatur abschaltendes Schaltglied (K₁-) aufweist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitglied (I) vorgesehen ist, welches ein Zeitintervall zwischen dem Erreichen der Mindest-Schweissstellentemperatur und dem Abschalten des Schweissstromes bestimmt.

12. Einrichtung nach Anspruch 8 oder nach diesem und einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 und 9 bis 11, mit einer schaltbaren Schweissstromquelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Ausgang des zweiten Vergleichsgliedes (Tr₂) in Wirkverbindung- stehendes und den Schweissstrom in Abhängigkeit

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vom Ueberschreiten der Höchst-Schweissstellentemperatur abschaltendes Schaltglied (K^) aufweist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung einer auf die Schweissstellentemperatur als Regelgrösse über den Schweissstrom als Stellgrösse einwirkenden Regelkreis aufweist.

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