DD142518A1 - METHOD FOR DETERMINING AND MONITORING ELECTRICAL WELDING PARAMETERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Messen, überwachen und Regeln elektrischer Schweißparameter. Ziel ist, die in bekannten Meßeinrichtungen vorkommenden Fehler in der Größenordnung von 10% des Skalenendwertes beträchtlich zu reduzieren. Zur Lösung der Aufgabe, durch entsprechende Maßnahmen die bisher ausschließlich auf analogem Wege durchgeführte Aufbereitung des von dem Geber kommenden Meßsignals und die damit verbundenen großen Streuungen der angezeigten Werte su vermeiden und verfälschende Einflüsse von Kurvenform und Deiner des Schweißstromes auszuschließen, wird erfindungsgemäß der von einem Meßwertaufnehmer und einem Betragsbildungsglied gewonnene Wert unmittelbar über einen schnellen analog-digita.1 Wandler in eine serielle Folge von en Vierten umgesetzt, aus denen mit Hilfe, vorzugsweise eines entsprechend programmierten Mikroprozessors, die elektrischen Schweißparaneter errechnet» automatisch ausgewertet und einer Anzeige zugeführt werden» - Fig.1 -The invention relates to measuring, monitoring and regulating electrical welding parameters. The goal is, in known Measuring errors occurring on the order of 10% of Considerably reduce the full scale. To solve the task, by appropriate measures the previously exclusively on analog Paths carried out conditioning of coming from the encoder measurement signal and the associated large variations of the displayed values see below avoid and distorting influences of waveform and yours Exclude welding current, according to the invention of a Measured value and an amount forming element gained value immediately via a fast analog-digita.1 converter into one series of fourths implemented, with the help of, preferably a suitably programmed microprocessor, the electrical welding parameters calculated »automatically evaluated and a display to be supplied »- Fig.1 -

Description

-λ- 2 117 -λ- 2 117

Anmelder; Norbert Winkler Growers; Norbert Winkler

- 402 Halle, Paracelsusstr, 2 b- 402 Hall, Paracelsusstr, 2 b

Manfred BahrManfred Bahr

40 Halle, Götzstr· 3240 Halle, Götzstr · 32

gujstellungjsipevollmaphti^terj; gujstellungjsipevollma phti ^ terj;

Leit-BfN"Schweißtechnik» im Zentralinstitut für Schweißtechnik der DDR 403 Halle, PSF 16Leit-BfN "Welding Technology" in the central institute for welding technology of the GDR 403 Halle, PSF 16

Verfahren zur Ermittlung und Überwachung elektrischer Schweißparameter . ......Method for determining and monitoring electrical welding parameters. ......

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Überwachung elektrischer Schweißparameter, insbesondere des Schweißströmes in Verbindung mit der Schweißzeit und dem Spannungsabfall über der Schweißstelle, vorzugsweise zur Erhöhung der Qualität widerstandsgeschweißter Erzeug· nisse«The invention relates to a method for determining and monitoring electrical welding parameters, in particular the welding flow in connection with the welding time and the voltage drop over the welding point, preferably for increasing the quality of resistance-welded products.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind eine Keihe Verfahren bekannt, die verschiedene Geräte zur Messung und Überwachung elektrischer Schweißparameter beim Widerstandsschweißen verwenden· Dasu zählt beispielsweise ein Strom- und- Spannungsmeß- und Überwachungsgerät, mit welchem von dem Schweißstrom oder der Schweißspannung entweder der Effektivwert, derThere are known a method using various devices for measuring and monitoring electrical welding parameters in resistance welding. This includes, for example, a current and voltage measuring and monitoring device, with which of the welding current or the welding voltage either the rms value, the

~ 2 »~ 2 »

Scheitelwert oder das Zeitintegral dieser Vierte angezeigt oder überwacht werden kann. Ein anderes bekanntes Leistungsmeßund überwachungsgerät gestattet zusätzlich die Messung der elektrischen Wirkleistung und der elektrischen Arbeit, die beim Schweißprozeß oder einem, wählbaren Zeitabschnitt davon umgesetzt wird« Die Verarbeitung der Meßsignale und die Inzeige erfolgen analog.Peak or the time integral of this fourth can be displayed or monitored. Another known Leistungsmeßund monitoring device also allows the measurement of the active electrical power and the electrical work that is implemented during the welding process or a selectable period of time «The processing of the measured signals and the display are analogous.

Nach einem bekannten Effektivwertmesser wird der Effektivwert, Spitzenwert und Ladung analog gemessen, aufbereitet und digital angezeigt·According to a known rms meter, the rms value, peak value and charge are measured analogously, processed and displayed digitally.

Nach der DE-OS 17 65 035 und US-OS 19 51 989 sowie DB-PS 113 814 erfassen spezielle Meßwertgeber eine dem Schweißstrom proportionale Größe, wobei über einen Verstärker und Integrationsschaltung eine Ladungsmessung erfolgt· In der DB-AS 10 06 550 wird anstelle der Ladungsmessung der Effektivwert des Schweißstromes bzw, die verstärkteAccording to DE-OS 17 65 035 and US-OS 19 51 989 and DB-PS 113 814 detect special transducers a proportional to the welding current size, wherein via an amplifier and integration circuit, a charge measurement is carried out in the DB-AS 10 06 550 instead the charge measurement the rms value of the welding current or the amplified

und integrierte zweite Potenz einer dem Sohweißstrom proportionalen Größe gemessen und verglichen. Die CH-PS 490 155 beschreibt ein Verfahren zur betriebsgemäßen Überwachung von Widerstandspunkt-, naht- oder -buckelschweißmaschinen mittels Meßwertaufnahme, Integration mit gleichzeitiger Verstärkung, Vollweggleichrichtung, nochmaliger Integration und anschließender ana~ log-digital Wandlung für die digitale Anzeige» In der DD-PS 72 081 wird eine Einrichtung zum Messen und Eegeln des effektiven Schweißstromes beim Widerstandspunktschweißen beschrieben, wobei eine Fotodiode (Foto-Y/iderstand) den Lichtstrom einer Glühlampe empfängt, der dem Effektivwert des von einem Meßwandler kommenden Speisestromes proportional ist_? und damit Schwellwertschalter für digitale Meßwertanzeige ansteuert· Allen vorgenannten Verfahren zur Ermittlung und Überwachung elektrischer Schweißparameter haftet der gemeinsame Fehler an, daß infolge der bisher üblichenand integrated second power of a size proportional to the Sohweißstrom measured and compared. The CH-PS 490 155 describes a method for operational monitoring of resistance point, seam or hunchback welding machines by means of measured value recording, integration with simultaneous amplification, full-wave rectification, re-integration and subsequent ana ~ log-digital conversion for the digital display »In the DD PS 72 081 describes a device for measuring and leveling the effective welding current in resistance spot welding, wherein a photodiode (photo-Y / iderstand) receives the luminous flux of an incandescent lamp, which is proportional to the RMS value of the supply current coming from a transducer _. and thus activates threshold value switch for digital measured value indication. All the above-mentioned methods for the determination and monitoring of electrical welding parameters are subject to the common error that, as a result of the hitherto customary

_ ₃ _ 2 ί t 728_ ₃ _ 2 ί t 728

analogen Aufbereitung und der teilweise noch analogen Anzeige der zur Zeit "bekannten Meßgeräte die erzielten Meßwerte mit einem recht hohen Fehler behaftet sind· In einigen bekannten, hier nicht aufgeführten Geräten fehlen auch einige Baugruppen für die analoge Meßwertbildung, so daß bei diesen noch größere Fehler entstehen.analogous preparation and the partly still analogue display of the currently known measuring devices the measured values obtained are subject to a very high error · In some known, not listed here devices also lack some modules for the analog measurement, so that even larger errors occur in these ,

Ziel ,4er ErfindungGoal, 4er invention

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zur Ermittlung und überwachung elektrischer Schweißparameter zu schaffen, bei welchem die in den bisher vorhandenen Heßeinrichtungen vorkommenden Fehler in der Größenordnung von 10 # des Skalenendwertes beträchtlich zu reduzieren sind und damit die Genauigkeit der Messung und letztendlich die Qualität widerstandsgeschweißter Erzeugnisse erhöht wird.The invention provides a method of detecting and monitoring electrical welding parameters, in which the errors of the order of magnitude of 10 # of the full scale value occurring in hitherto existing hoses are considerably reduced, thus increasing the accuracy of the measurement and ultimately the quality of resistance welded products becomes.

Das Wesen der ErfindungThe essence of the invention

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln und Maßnahmen vorzusehen, durch welche die bisher ausschließlich auf analogem Wege durchgeführte Aufbereitung des von dem Geber kommenden Meßsignals und die damit verbundenen großen Streuungen der angezeigten Werte vermieden und verfälschende Einflüsse von Kurvenform und Dauer des Schweißstromes aufgeschlossen 7/erden.The object of the invention is therefore to develop a method and to provide measures by which the processing of the measuring signal coming from the encoder and the large variations of the displayed values, which hitherto had been carried out exclusively in an analogous manner, avoids distorting influences of the shape and duration of the signal Welding current open 7 / earth.

Erfindungsgemäß wird öle Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem unmittelbar nach dem Meßgeber eine Betragsbildung des Meßsignals erfolgt und dieser BetragAccording to the invention, this object is achieved by a method in which an amount formation of the measuring signal takes place immediately after the measuring transmitter and this amount

sofort einem schnellen analog-digital Wandler zugeführt wird, der die für die weitere fehlerfreie Verarbeitung benötigten digitalen Werte liefert. Diese digitalen Signale werden vorzugsweise einem geeigneten Mikroprozessor zugeführt» Dieser errechnet dann aus den seriell anfallenden digitalen Signalen unter Berücksichtigung der Periodenlänge bei Wechselstrom bzw. der Stromflußzeit bei Gleichstrom solche Größen wie Effektivstromstärke, Spitsenstromstärke der positiven bzw. negativen Halbwellen, Ladungsmenge, Leistung und umgesetzte elektrische Energie, wobei für die Produktenbildung aus Strom und Spannung zwei Meßzweige mit je einem Geber, einem Betragsbildungsglied und einem schnellen analogsdigital Wandler ausgerüstet sind« Bei entsprechender Programmeinstellung können in Verbindung mit einem parallel zum Strommeßzjweig angeordneten Zähler die Periodenzahl, die Stromfrequenz oder aus einer Vielzahl von Stromhalbwellen eine oder mehrere herausgegriffen und entsprechend der obigen Angaben ausgemessen werden.immediately supplied to a fast analog-to-digital converter which provides the digital values needed for further error-free processing. These digital signals are preferably fed to a suitable microprocessor »This then calculated from the serial digital signals taking into account the period length at AC or the Stromflußzeit at DC such variables as RMS, Spitsenstromstärke the positive and negative half waves, charge amount, power and converted electrical Energy, being equipped for the product formation of current and voltage two measuring branches each with a donor, an absolute value forming member and a fast analog digital converter «With appropriate program setting in conjunction with a parallel to Strommeßzjweig arranged counter, the period number, the current frequency or from a variety of Half-waves one or more selected and measured according to the above information.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Variante A und B näher erläutert werden»The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to the variant A and B closer »

Zur Veranschaulichung dienen Figur 1 und Figur 2_e Variante A (Figur 1) ist zum Messen und Überwachen des Schweißstromes und daraus resultierender. Parameter be~ stimmt· Ein Meßwertgeber 1 (Rogowski-Gürtel) liefert ein der ersten Ableitung des Schweißstromes direkt proportionales Signals Durch, das folgende Betragsbildungsglied 2 wird gesichert, daß für den schnellen analog-digital Wandler 3 nur positive Werte bereitstehen» Der schnelle analog-digital Wandler 3 und die Recheneinheit 4 bildenFIG. 1 and FIG. 2 _e serve to illustrate this. Variant A (FIG. 1) is for measuring and monitoring the welding current and the result thereof. Parameters are correct · A transducer 1 (Rogowski belt) delivers a signal directly proportional to the first derivative of the welding current, the following absolute value determining element 2 ensures that only positive values are available for the fast analog-to-digital converter 3. digital converter 3 and the arithmetic unit 4 form

2 1 ί 7282 1 ί 728

das Kernstück der Einrichtung, Durch das Zusammenwirken dieser beiden Baugruppen werden die an dem Meßprogrammschalter 5 einstellbaren elektrischen Parameter errechnet und zur Anzeige 6 gebracht· Es ist weiterhin möglich, an die Recheneinheit 4 eine Ausgabe 7 auf Schnelldrucker oder Lichtschreiber anzubringen. Ein Grenzwertkomperator 8 vergleicht den ermittelten 7/ert von der Recheneinheit 4 mit dem über die Sollwerteingabe 9 extern einstellbaren Sollwert mit seinen zulässigen Toleranzen und gibt ein Signal für die Vergleichsanzeige 10 bzw, eine Stellgröße zum Eingriff in die Schweißmaschinensteuerung ab· Mit Hilfe des Zählers 11 ist es möglich, in Verbindung mit der Recheneinheit 4 die Periodenzahl festzustellen oder nur eine bestimmte, extern einstellbare Anzahl von Halbwellen auszumessen· um noch auftretende Fehler bei der Meß v/er tauf nähme zu reduzieren, kann der Meßwertgeber 1 zur Strommessung beispielsweise als Präzisionsshunt ausgeführt werden» Dazu muß die Recheneinheit 4 entsprechend anders programmiert werden. Ein an sich bekanntes und hier nicht mit gekennzeichnetes Netzteil vervollständigt die gesamte Einrichtung.the core of the device, By the interaction of these two modules adjustable at the Meßprogrammschalter 5 electrical parameters are calculated and brought to the display 6. It is also possible to attach to the arithmetic unit 4 an output 7 on high-speed printer or light writer. A limit value comparator 8 compares the determined value of the arithmetic unit 4 with the setpoint value input 9 externally adjustable setpoint value with its permissible tolerances and outputs a signal for the comparison display 10 or, a manipulated variable for intervention in the welding machine control · With the aid of the counter 11 It is possible to determine the period number in conjunction with the arithmetic unit 4 or to measure only a specific, externally adjustable number of half-waves. In order to reduce errors which still occur in the measurement, the transmitter 1 can measure the current, for example as a precision shunt For this purpose, the arithmetic unit 4 must be programmed differently. A known per se and not marked here power supply completes the entire device.

Zum Messen sowohl des Schweißstromes als auch des Spannungsabfalls über der Schweißstelle und den daraus resultierenden Parametern wird Variante B verwendet. Im Vergleich zu Variante A wird der Meßwertgeber 1 erweitert. Zusätzlich greifen zwei Elektroden den Spannungsabfall über der Schweißstelle ab. Dieses Signal wird über das Betragsbildungsglied 12 und den schnellen analogdigital Wandler 13 der Recheneinheit 4 zugeführt· Die Baugruppen 5 bis 11 bleiben in ihrer Bedeutung erhalten und werden lediglich auf die zusätzlichen Meßmöglichkeiten erweitert.Variant B is used to measure both the welding current and the voltage drop across the weld and the resulting parameters. Compared to variant A, the transmitter 1 is extended. In addition, two electrodes pick up the voltage drop across the weld. This signal is supplied to the arithmetic unit 4 via the magnitude-forming element 12 and the fast analog-to-digital converter 13. The subassemblies 5 to 11 are retained in their meaning and are only expanded to the additional measuring possibilities.

Figur 2 zeigt, an welcher Stelle das zweite Betragsbildungsglied 12 und der zweite schnelle analog-digital Wandler 13 eingefügt werden«FIG. 2 shows at which point the second magnitude-forming element 12 and the second fast analog-digital converter 13 are inserted. "

Claims (1)

'? 2 1 1 728 '? 2 1 1 728 Erfindungsanspruchinvention claim Verfahren zur Ermittlung und überwachung elektrischer Schweißparameter, insbesondere des Schweißstromes in Verbindung mit der Schweißzeit und dem Spannungsabfall über der Schweißstelle, vorzugsweise zur Erhöhung der Qualität widerstandsgeschweißter Erzeugnisse, gekennzeichnet dadurch , daß der von einem Meßwertaufnehmer und einem anschließenden Betragsbildungsglied (2 j 12) gewonnene Wert unmittelbar über einen schnellen analog-digital Wandler (3J 13) in eine serielle Folge von digitalen Werten umgesetzt wird, aus denen mit Hilfe, vorzugsweise eines entsprechend programmierten Mikroprozessors, die elektrischen Schweißparameter errechnet, automatisch ausgewertet und einer Anzeigefö)zugeführt werden· Method for determining and monitoring electrical welding parameters, in particular the welding current in connection with the welding time and the voltage drop over the welding point, preferably to increase the quality of resistance welded products, characterized in that the value obtained by a transducer and a subsequent absolute value forming element (2 j 12) directly via a fast analog-digital converter (3J 13) is converted into a serial sequence of digital values from which is calculated with the aid, preferably a suitably programmed microprocessor, the electrical welding parameters, automatically evaluated and a Anzeigefö) are fed · - Hierzu ein Blatt Zeichnungen -- For this a sheet of drawings -