DE102017129409A1

DE102017129409A1 - Kühlwassermanagementvorrichtung und diese aufweisende kühlwassermanagementeinheit

Info

Publication number: DE102017129409A1
Application number: DE102017129409.0A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Wada; Takahiro Shinozaki; Ryota Inukai; Atsushi Asai
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-06-14
Also published as: JP7029580B2; JP2018094630A

Abstract

Eine Kühlwassermanagementvorrichtung (10) umfasst: eine Signaleingabeeinheit (24a), die dazu ausgestaltet ist, den Signalinput für eine stromaufwärtsseitige Durchflussrate und eine stromabwärtsseitige Durchflussrate von Kühlwasser von einem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18) und einem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser (22) zu empfangen; eine Spitzenabtrenndetektionseinheit (24c), die dazu ausgestaltet ist, Änderungswerte pro einer festgelegten Zeit der jeweiligen Durchflussraten zu berechnen und das Abtrennen einer Elektrodenspitze (14a, 14b) zu detektieren, wenn die Änderungswerte pro der festgelegten Zeit gleichzeitig voreingestellte Detektionsbedingungen erfüllen; und eine Signalausgabeeinheit (24f), die dazu ausgestaltet ist, ein Steuersignal zum Schließen des Ventils (20) auszugeben, wenn das Abtrennen der Elektrodenspitze (14a, 14b) detektiert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlwassermanagementvorrichtung, welche das einer Schweißpistole zugeführte Kühlwasser managet, und auf eine Kühlwassermanagementeinheit, welche die Kühlwassermanagementvorrichtung enthält.
Beschreibung des Standes der Technik:
Im Allgemeinen wird ein Abschnitt, der in einer Schweißmaschine, die zum Punktschweißen verwendet wird, den Schweißvorgang tatsächlich durchführt, als eine Schweißpistole bezeichnet. Diese Schweißpistole weist Elektrodenspitzen (beispielsweise ein Elektrodenstab) und Wasserdurchlassdurchgänge für die Zufuhr/Abfuhr von Kühlwasser auf. In einem Schweißprozess wird die Schweißpistole zu einem Schweißabschnitt bewegt, bringt die Elektrodenspitzen in Kontakt mit einem zu schweißenden Element, bringt in einem Kontaktzustand einen Strom auf und schmelzt ein Basismaterial durch die Hitze, die durch einen Kontaktwiderstand erzeugt wird, um dadurch das Schweißen durchzuführen. Wenn ein bestimmter Abschnitt geschweißt ist, wird die Schweißpistole unmittelbar zu einem nachfolgenden Schweißabschnitt bewegt und der Prozess wird wiederholt.
Wenn das Schweißen wiederholt wird, speichern somit die Schweißpistole und die Elektrodenspitzen Wärme und werden in einen Hochtemperaturzustand versetzt. Dadurch ist es notwendig, die Schweißpistole und die Elektrodenspitzen zu kühlen. Das Kühlen wird durchgeführt, indem Kühlwasser von einem Kühlwassertank oder dergleichen über ein Ventil (Schaltventil) mit Hilfe einer Leistungsquelle, wie einer Pumpe, zu der Schweißpistole geführt wird.
In einem Fall eines Schweißfehlers und insbesondere bei einem exzessiven Schweißfehler werden aber die Elektrodenspitzen an dem geschweißten Element fixiert. Wenn sich die Schweißpistole zu einem nächsten Prozess bewegt, werden die Elektrodenspitzen abgetrennt. Das Abtrennen der Elektrodenspitzen, die auch eine Rolle als Abdeckung (Stopfen) des Wasserdurchflussdurchgangs spielen, bewirkt eine Leckage von Kühlwasser aus dem Wasserdurchflussdurchgang, was zu einer Beschädigung von benachbarten Vorrichtungen und einer Kontamination der Umgebung führt. Bekannt sind beispielsweise eine Gestaltung, bei welcher Deckel mechanisch schließen, um einen Wasserdurchflussdurchgang zu blockieren, wenn eine Elektrodenspitze abgetrennt wird, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 09-057464 (nachfolgend als JP 1997-057464 A bezeichnet), und ein Verfahren zum Messen einer Durchflussrate von Kühlwasser durch einen Durchflussmesser, zum Vergleichen dieser Durchflussrate mit einem konstanten Durchflussratenwert (Schwellenwert) und zum Detektieren des Abtrennens der Elektrodenspitzen, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 06-071459 (nachfolgend als JP 1994-071459 A bezeichnet).
Zusammenfassung der Erfindung
Die Verwendung der Gestaltung, welche die Deckel mechanisch schließt, wenn die Elektrodenspitze abgetrennt wird, wie bei der JP 1997-057464 A , macht die Gestaltung der Elektrodenspitzen und des Wasserdurchflussdurchgangs kompliziert. Die Verwendung der Gestaltung, welche die Deckel mechanisch schließt, wenn die Elektrodenspitze abgetrennt wird, ermöglicht es, die Leckage des Kühlwassers zu verhindern, die Gestaltung hat aber nicht die Funktion der Ausgabe eines Signals, welches einen Zustand anzeigt, in dem das Abtrennen der Elektrodenspitzen auftritt.
Wenn die Elektrodenspitzen abgetrennt werden, ist es notwendig, eine Schweißmaschine vor der Bewegung zu einem nächsten Schweißabschnitt schnell anzuhalten und die Elektrodenspitzen zu befestigen. Es ist aber notwendig, außerdem einen Sensor anzubringen, der einen abgetrennten Zustand der Elektrodenspitzen detektiert.
Wenn mehrere Schweißmaschinen in einer Fabrik installiert sind, verzweigt die Kühlwasserzufuhr von einer Zufuhrquelle (dem Tank oder dergleichen) zu jeder Schweißmaschine und jede Schweißmaschine führt den Schweißvorgang üblicherweise unabhängig durch. Daher ist jede abgezweigte Schweißmaschine in verschiedenen Zuständen, wie einem Wasserdurchflusszustand und einem Wasserstoppzustand, und in einem Zustand, in dem sich die effektiven Querschnittsflächen der Wasserdurchflussdurchgänge von Moment zu Moment als Ganzes ändern.
Wenn das Abtrennen von Elektrodenspitzen in einer Schweißpistole auftritt, sinkt der Widerstand an dem abgetrennten Abschnitt und die Leckage von Kühlwasser beginnt. Hierdurch steigt eine stromaufwärtsseitige Strömungsrate und eine stromabwärtsseitige Strömungsrate sinkt ab. Wenn in diesem Fall der Durchflussmesser lediglich stromaufwärtsseitig oder lediglich stromabwärtsseitig installiert ist, wie bei der JP 1994-071459 A , um das Abtrennen der Elektrodenspitzen zu detektieren, wenn eine Durchflussrate einen bestimmten Schwellenwert überschreitet (oder unterschreitet), so tritt in einer Situation, wenn die effektive Querschnittsfläche des gesamten Wasserdurchflussdurchgangs in der oben beschriebenen Weise von Moment zu Moment variiert, das Problem einer fehlerhaften Detektion oder Nichtdetektion auf.
Eine Kühlwasserzufuhrquelle ist im Allgemeinen eine Pumpe, die Leistung der Pumpe ist aber nicht notwendigerweise immer konstant. Eine Ablassdurchflussrate der Pumpe variiert in Abhängigkeit von Änderungen der Viskosität, die durch die Umgebungstemperatur oder eine Verschlechterung des Kühlwassers bewirkt werden. Daher bewirkt das Verfahren zur Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitzen auf der Basis eines konstanten Durchflussratenwerts (Schwellenwerts) eine fehlerhafte Detektion oder Nichtdetektion, was zu einer geringen Detektionsgenauigkeit führt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlwassermanagementvorrichtung vorzuschlagen, welche mit hoher Genauigkeit das Abtrennen einer Elektrodenspitze einer Schweißpistole detektiert und die Leckage von Kühlwasser minimiert, und eine Kühlwassermanagementeinheit, welche die Kühlwassermanagementvorrichtung aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kühlwassermanagementvorrichtung vorgeschlagen, die an einen stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser angeschlossen ist, der in einem stromaufwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang vorgesehen ist, welcher dazu ausgestaltet ist, Kühlwasser zu einer Schweißpistole mit einer Elektrodenspitze zuzuführen, ein Ventil, das zwischen einer Zufuhrquelle des Kühlwassers und dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser vorgesehen und dazu ausgestaltet ist, zwischen der Zufuhr und dem Zufuhrstopp des Kühlwassers umzuschalten, und ein stromabwärtsseitiger Durchflussmesser, der in einem stromabwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang vorgesehen und dazu ausgestaltet ist, das Kühlwasser von der Schweißpistole abzuführen, wobei die Kühlwassermanagementvorrichtung folgendes aufweist: Signaleingabemittel, die dazu ausgestaltet sind, Eingangssignale von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser und stromabwärtsseitigen Durchflussmesser zu empfangen, wobei die Signale sich auf eine stromaufwärtsseitige Durchflussrate und eine stromabwärtsseitige Durchflussrate des Kühlwassers beziehen; Spitzenabtrenndetektionsmittel, die dazu ausgestaltet sind, die Größe einer Änderung pro festgelegter Zeit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate zu berechnen und das Abtrennen der Elektrodenspitze zu detektieren, wenn die Größe der Änderung pro festgelegter Zeit gleichzeitig einen Detektionszustand erfüllt, der für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate vorab eingestellt wurde; und Signalausgabemittel, die dazu ausgestaltet sind, ein Steuersignal zum Schließen des Ventils auszugeben, wenn die Spitzenabtrenndetektionsmittel das Abtrennen der Elektrodenspitze detektieren.
Die vorliegende Erfindung nutzt eine Gestaltung zum Erkennen des Abtrennens der Elektrodenspitzen, wenn die Größe der Änderung pro festgelegter Zeiteinheit der stromaufwärtsseitigen und stromabwärtsseitigen Durchflussraten der Schweißpistole gleichzeitig vorab bestimmte Detektionsbedingen erfüllt, anstatt wie im Stand der Technik eine stromaufwärtsseitige oder stromabwärtsseitige Durchflussrate der Schweißpistole mit einem festgelegten Schwellenwert zu vergleichen. Auch wenn sich die effektiven Querschnittsflächen der Wasserdurchflussdurchgänge in einer gesamten Schweißprozesslinie mit mehreren Schweißpistolen, die verteilt angeordnet sind, von Moment zu Moment ändern und die gesamte Durchflussrate ansteigt oder absinkt, ist es möglich, das Abtrennen der Elektrodenspitzen mit hoher Genauigkeit zu erkennen und die Leckage des Kühlwassers zu minimieren.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann außerdem aufweisen: Detektionszustandsspeichermittel, die dazu ausgestaltet sind, den Detektionszustand zu speichern; und Detektionszustandseinstellmittel, die dazu ausgestaltet sind, den Detektionszustand auf der Basis eines von außen eingegebenen Einstellwertes einzustellen, und die Spitzenabtrenndetektionsmittel können dazu ausgestaltet sein, auf den in den Detektionszustandsspeichermitteln gespeicherten Detektionszustand Bezug zu nehmen.
Dementsprechend ist es möglich, einen Einstellwert, der durch einen Nutzer als Detektionsbedingung optional eingegeben wird, einzustellen und die Detektionsbedingungen einfach zu ändern.
Bei der Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Detektionszustand festlegen, dass ein Zustand, in dem die Größe der Änderung pro festgelegter Zeit der stromaufwärtsseitigen Strömungsrate und der stromabwärtsseitigen Strömungsrate jeweils gleich oder größer ist als ein Änderungswerteinstellwert, der jeweils für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate eingestellt wurde, für einen Fortbestandszeiteinstellwert oder länger weiterbesteht, wobei der Fortbestandszeiteinstellwert so voreingestellt ist, dass er länger ist als die festgelegte Zeit. Hierdurch ist es möglich, eine plötzliche Erhöhung der Größe der Änderung pro festgelegter Zeit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate oder der stromabwärtsseitigen Durchflussrate als Rauschen zu eliminieren und dadurch eine fehlerhafte Detektion zu verhindern.
Bei der Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Fortbestandszeiteinstellwert separat als ein stromaufwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert und ein stromabwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert eingestellt werden. Durch dieses Merkmal ist es auch dann, wenn eine Zeitverzögerung zwischen der Änderung der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der Änderung der stromabwärtsseitigen Durchflussrate auftritt, möglich, das Abtrennen der Elektrodenspitzen mit hoher Genauigkeit zu erkennen.
Bei der Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können die Spitzenabtrenndetektionsmittel so konfiguriert sein, dass sie Daten, die sich auf die Größe der Änderung der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate, welche zur Zeit der Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitze erhalten werden, als eine Größe der Änderung zur Zeit der Detektion in einem festgelegten Speicherbereich speichern. Durch Speichern der Größe der Änderung der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate, wenn das Abtrennen der Elektrodenspitzen tatsächlich detektiert wird, ist es hierdurch möglich, die gespeicherten Änderungswerte als Anleitung zur Bestimmung optimaler Einstellwerte für die Detektionsbedingungen zu verwenden.
Bei der Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Detektionszustand einen Standbyzeiteinstellwert enthalten, der eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt der Ausgabe eines anderen Steuersignals zum Öffnen des Ventils durch die Signalausgabemittel bis zu einem Zeitpunkt des Starts der Detektionsverarbeitung der Elektrodenspitze durch die Spitzenabtrenndetektionsmittel repräsentiert. Auch wenn die Durchflussrate des Kühlwassers in dem Wasserdurchflussdurchgang unmittelbar nach der Öffnung des Ventils instabil wird, wird hierdurch eine Periode eines solchen instabilen Zustands als Zieldetektionsperiode ausgeschlossen, so dass es möglich ist, die Detektionsgenauigkeit für das Abtrennen der Elektrodenspitze zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kühlwassermanagementeinheit vorgesehen, die folgendes aufweist: einen stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser, der in einem stromaufwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang vorgesehen ist, welcher dazu ausgestaltet ist, Kühlwasser einer Schweißpistole mit einer Elektrodenspitze zuzuführen; ein Ventil, das zwischen einer Zufuhrquelle des Kühlwassers und dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser vorgesehen und dazu ausgestaltet ist, zwischen der Zufuhr und der Nichtzufuhr des Kühlwassers umzuschalten; einen stromabwärtsseitigen Durchflussmesser, der in einem stromabwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang vorgesehen ist, welcher dazu ausgestaltet ist, das Kühlwasser von der Schweißpistole abzuführen, und eine Kühlwassermanagementvorrichtung, welche mit dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser, dem Ventil und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser verbunden ist, und wobei die Kühlwassermanagementvorrichtung folgendes umfasst: Signaleingabemittel, die dazu ausgestaltet sind, Signaleingaben von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser zu empfangen, wobei sich die Signale auf eine stromaufwärtsseitige Durchflussrate und eine stromabwärtsseitige Durchflussrate des Kühlwassers beziehen; Spitzenabtrenndetektionsmittel, die dazu ausgestaltet sind, die Größe der Änderung pro festgelegter Zeit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate zu berechnen und das Abtrennen der Elektrodenspitze detektiert, wenn die Größe der Änderung pro festgelegter Zeit gleichzeitig einen Detektionszustand, der sowohl für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate als auch die stromabwärtsseitige Durchflussrate voreingestellt wurde, erfüllt; und Signalausgabemittel, die dazu ausgestaltet sind, ein Steuersignal zum Schließen des Ventils auszugeben, wenn die Spitzenabtrenndetektionsmittel das Abtrennen der Elektrodenspitze detektieren.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine Gestaltung zur Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitzen, wenn die Größen der Änderungen pro festgelegter Zeit der stromaufwärtsseitigen und stromabwärtsseitigen Durchflussraten der Schweißpistole gleichzeitig die voreingestellten Detektionsbedingungen erfüllen, anstatt wie beim Stand der Technik eine stromaufwärtsseitige oder stromabwärtsseitige Durchflussrate der Schweißpistole mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen. Auch wenn die effektiven Querschnittsflächen der Wasserdurchflussdurchgänge sich in der gesamten Schweißprozesslinie mit mehreren Schweißpistolen, die verteilt angeordnet sind, von Moment zu Moment ändern und die gesamte Durchflussrate ansteigt oder absinkt, ist es möglich, das Abtrennen der Elektrodenspitzen mit hoher Genauigkeit zu detektieren und die Leckage von Kühlwasser zu minimieren.
Die Kühlwassermanagementeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann außerdem aufweisen: Detektionszustandsspeichermittel, die dazu ausgestaltet sind, den Detektionszustand zu speichern; und Detektionszustandseinstellmittel, die dazu ausgestaltet sind, den Detektionszustand auf der Basis eines von außen eingegebenen Einstellwertes einzustellen, und die Spitzenabtrenndetektionsmittel können dazu ausgestaltet sein, auf den Detektionszustand Bezug zu nehmen, der in den Detektionszustandsspeichermitteln gespeichert ist. Dementsprechend ist es möglich, einen Einstellwert, der von einem Nutzer als Detektionszustand optional eingegeben wurde, einzustellen und die Detektionsbedingungen einfach zu ändern.
Bei der Kühlwassermanagementeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Detektionsbedingung einen Zustand festlegen, in dem die Größe der Änderung pro festgelegter Zeit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate jeweils gleich oder größer ist als ein voreingestellter Änderungseinstellwert, der sowohl für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate als auch die stromabwärtsseitige Durchflussrate voreingestellt wurde, für einen Fortbestandszeiteinstellwert oder länger fortbesteht, wobei der Fortbestandszeiteinstellwert so voreingestellt ist, dass er länger ist als die vorbestimmte Zeit. Durch dieses Merkmal ist es möglich, eine plötzliche Erhöhung des Änderungswertes pro festgelegter Zeit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate oder der stromabwärtsseitigen Durchflussrate als Rauschen zu eliminieren und dadurch eine fehlerhafte Detektion zu verhindern.
Bei der Kühlwassermanagementeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Fortbestandszeiteinstellwert separat als ein stromaufwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert und ein stromabwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert eingestellt werden. Auch wenn zwischen der Änderung der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der Änderung der stromabwärtsseitigen Durchflussrate eine Zeitverzögerung auftritt, ist es somit möglich, das Abtrennen von Elektrodenspitzen mit hoher Genauigkeit zu erkennen.
Bei der Kühlwassermanagementeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung können die Spitzenabtrenndetektionsmittel so konfiguriert sein, dass sie Daten, die sich auf die Größe der Änderung der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate beziehen, welche zum Zeitpunkt der Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitze erhalten werden, als einen Änderungswert zum Zeitpunkt der Detektion in einem festgelegten Speicherbereich speichern. Durch Speichern der Größe der Änderung der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate, wenn das Abtrennen der Elektrodenspitzen tatsächlich detektiert wird, ist es somit möglich, die gespeicherten Änderungswerte als eine Anleitung zur Festlegung optimaler Einstellwerte für die Detektionsbedingungen zu verwenden.
Bei der Kühlwassermanagementeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Detektionsbedingung einen Standbyzeiteinstellwert umfassen, der eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt der Ausgabe eines anderen Steuersignals zum Öffnen des Ventils durch die Signalausgabemittel bis zu einem Zeitpunkt des Beginns der Detektionsverarbeitung der Elektrodenspitze durch die Spitzenabtrenndetektionsmittel repräsentiert. Auch wenn die Durchflussrate des Kühlwassers in dem Wasserdurchflussdurchgang unmittelbar nach Öffnen des Ventils instabil wird, wird somit eine Periode eines solchen instabilen Zustands als Zieldetektionsperiode ausgeschlossen, so dass es möglich ist, die Detektionsgenauigkeit für das Abtrennen der Elektrodenspitze zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Kühlwassermanagementvorrichtung vorzuschlagen, welche das Abtrennen einer Elektrodenspitze der Schweißpistole detektiert und die Leckage von Kühlwasser minimiert, sowie eine Kühlwassermanagementeinheit, welche die Kühlwassermanagementvorrichtung enthält.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtkonfiguration einer Kühlwassermanagementeinheit mit einer Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine perspektivische Außenansicht der Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß 1;
3 ist ein funktionales Blockdiagramm einer Steuereinheit, die in 1 gezeigt ist;
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Schweißprozesslinie zeigt, in welcher mehrere in 1 gezeigte Schweißpistolen vorgesehen sind;
5 ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel zeigt, in dem eine herkömmliche Vorrichtung das Abtrennen der Spitze detektiert;
6 ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel einer fehlerhaften Detektion des Abtrennens der Spitze bei der herkömmlichen Vorrichtung zeigt;
7 ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel einer Nichtdetektion des Abtrennens der Spitze bei der herkömmlichen Vorrichtung zeigt;
8 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Verarbeitung der Spitzenabtrenndetektion bei der Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform;
9A ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel einer Zeitserienänderung der Durchflussrate zeigt, welche durch einen in 1 gezeigten stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser gemessen wird, wobei die Durchflussrate schrittweise ansteigt;
9B ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel einer Zeitserienänderung der Durchflussrate zeigt, die durch den in 1 gezeigten stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser gemessen wird, wobei die Durchflussrate mit einer bestimmten Steigung variiert;
10 ist ein Fließdiagramm, das ein besonderes Beispiel der Spitzenabtrenndetektionsverarbeitung durch die Steuereinheit gemäß 1 zeigt;
11 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Zeitserienänderung bei einem Signal und einer Durchflussrate von der Zufuhr eines Ventilöffnungs-/ schließbefehls bis zum Schließen eines Ventils;
12 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Verarbeitung der Spitzenabtrenndetektion durch die Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
13 ist ein Fließdiagramm, das ein besonderes Beispiel der Verarbeitung der Spitzenabtrenndetektion durch die Steuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen einer Kühlwassermanagementvorrichtung und einer Kühlwassermanagementeinheit mit dieser Kühlwassermanagementvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtkonfiguration einer Kühlwassermanagementeinheit 12 mit einer Kühlwassermanagementvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Kühlwassermanagementeinheit 12 umfasst die Kühlwassermanagementvorrichtung 10, eine Schweißpistole 14, einen stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18, ein Ventil 20, einen stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 und eine Pumpe 16, die einen Kühlwasserzirkulationsweg bilden.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die die Zufuhr und den Stopp der Zufuhr (Nichtzufuhr) von Kühlwasser zu der Schweißpistole 14 in der Kühlwassermanagementeinheit 12 managet.
Die Schweißpistole 14 ist ein Abschnitt, der ein zu schweißendes Element W in der Kühlwassermanagementeinheit 12 tatsächlich schweißt. Die Schweißpistole 14 umfasst Elektrodenspitzen (beispielsweise Elektrodenstäbe) 14a, 14b, die durch Stromzufuhr Wärme generieren, und Wasserdurchflussdurchgänge für die Zufuhr/Abfuhr von Kühlwasser (nicht gezeigt).
Die Pumpe 16 ist eine Kühlwasserzufuhrquelle, die mit einem nicht dargestellten Kühlwassertank oder dergleichen in Verbindung steht. Die Pumpe 16 ist mit den Wasserdurchflussdurchgängen (nicht dargestellt) innerhalb der Schweißpistole 14 über einen Wasserdurchflussdurchgang R1 (als ein stromaufwärtsseitiger Wasserdurchflussdurchgang bezeichnet), der stromaufwärts der Schweißpistole 14 vorgesehen ist, und einen Wasserdurchflussdurchgang R2 (nachfolgend als ein stromabwärtsseitiger Wasserdurchflussdurchgang bezeichnet), der stromabwärtsseitig vorgesehen ist, verbunden.
Der stromaufwärtsseitige Wasserdurchflussdurchgang R1 umfasst den stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18, welcher eine Durchflussrate des Kühlwassers stromaufwärts der Schweißpistole 14 detektiert, und das Ventil 20, das stromaufwärts des stromaufwärtsseitigen Durchflussmessers 18 angeordnet ist und zwischen der Zufuhr und Nichtzufuhr des Kühlwassers zu der Schweißpistole 14 umschaltet.
Der stromabwärtsseitige Wasserdurchflussdurchgang R2 umfasst den stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22, welcher die Durchflussrate des Kühlwassers stromabwärts der Schweißpistole 14 detektiert.
Der stromaufwärtsseitige Durchflussmesser 18 und der stromabwärtsseitige Durchflussmesser 22 sind Sensoren, welche Signale entsprechend den Durchflussraten des Kühlwassers ausgeben (in 1 als „stromaufwärtsseitiger Durchflussrateninput“ und „stromabwärtsseitiger Durchflussrateninput“ bezeichnet). Die Signale werden in Spannungswerte in einem Bereich von 1,0 bis 5,0 V umgewandelt, so dass sie proportional beispielsweise zu einer Größe der Durchflussrate sind, und ausgegeben. Das Signalkonvertierungsverfahren ist nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Pulssignal mit einer der Größe der Durchflussrate proportionalen Frequenz ausgegeben werden.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung 10 umfasst eine Steuereinheit 24, ein erstes Verbindungsstück (Konnektor) 26, ein zweites Verbindungsstück 28, ein drittes Verbindungsstück 30, ein viertes Verbindungsstück 32 und ein fünftes Verbindungsstück 34.
Die Steuereinheit 24 ist eine kleine Steuervorrichtung, beispielsweise ein Mikrocomputer, und mit dem ersten Verbindungsstück 26, dem zweiten Verbindungsstück 28, dem dritten Verbindungsstück 30, dem vierten Verbindungsstück 32 und dem fünften Verbindungsstück 34 verbunden.
Die Steuereinheit 24 umfasst verschiedene Programme, die sich auf eine Funktion zur Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitzen 14a, 14b, eine Funktion der Eingabe und Ausgabe von Signalen, eine Funktion der Steuerung der Bildschirmanzeige etc. beziehen.
Das erste Verbindungsstück 26 ist ein Verbindungsstück, über welches ein Ventilöffnungs-/schließstrom mit beispielsweise 24 V Gleichstrom zwischen dem Verbindungsstück und einem Erdungsanschluss (GND) von einer externen Vorrichtung (nicht dargestellt) eingegeben wird (in 1 als „Ventilöffnungs-/ schließstrominput“ bezeichnet), und verschiedene Parameter (Einstellwerte), die durch einen Nutzer an der externen Vorrichtung optional eingegeben werden (in 1 als „Parameterinput“ bezeichnet). In dieser Hinsicht bedeutet der Ventilöffnungs-/ schließstrominput auch die Eingabe (Input) eines Startsignals zum Aktivieren der Steuereinheit 24.
Das zweite Verbindungsstück 28 ist ein Verbindungsstück, über welches externer Strom (24 V Gleichstrom) eingegeben wird, und ein Zustandssignal, welches einen Zustand der Schweißpistole 14 anzeigt, wird auf der Basis der durch die Steuereinheit 24 durchgeführten Steuerung an die externe Vorrichtung ausgegeben (in 1 als „Zustandssignaloutput“ bezeichnet). In diesem Zustandssignal bezeichnet „ein“, dass das Schweißen gestattet ist, und „aus“ bezeichnet, dass kein Schweißen gestattet ist.
Das dritte Verbindungsstück 30 ist ein Verbindungsstück, der über die Steuereinheit 24 mit dem ersten Verbindungsstück 26 verbunden ist und ein Spannungswertsignal des Ventilöffnungs-/schließstroms als ein Ventilsteuersignal zum Schalten zwischen dem Öffnen und Schließen des Ventils 20 auf der Basis der durch die Steuereinheit 24 durchgeführten Steuerung ausgibt (in 1 als „Ventilöffnungs-/schließstromoutput“ bezeichnet). Wenn beispielsweise der Ventilöffnungs-/schließstromoutput an ist, um dadurch eine Spannung von 24 V auf das Ventil 20 aufzubringen, wird das Ventil 20 geöffnet. Wenn dagegen der Ventilöffnungs-/schließstromoutput aus ist, ist die Spannung bei 0 V so dass das Ventil 20 geschlossen ist.
Das vierte Verbindungsstück 32 ist ein Verbindungsstück, über welches ein Signal eingegeben wird, das eine Kühlwassertemperatur von einem Temperatursensor (nicht dargestellt), der nahe oder in dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 angeordnet ist, anzeigt (in 1 als „Temperaturinput“ bezeichnet). Ein Signal, welches eine stromaufwärtsseitige Durchflussrate des Kühlwassers in dem stromaufwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang R1 anzeigt, wird von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 eingegeben (in 1 als „stromaufwärtsseitiger Durchflussrateninput“ bezeichnet).
Das fünfte Verbindungsstück 34 ist ein Verbindungsstück, über welches ein Signal von dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 eingegeben wird, welches die stromabwärtsseitige Durchflussrate des Kühlwassers in dem stromabwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang R2 anzeigt (in 1 als „stromabwärtsseitiger Durchflussrateninput“ bezeichnet).
2 ist eine perspektivische Außenansicht der in 1 gezeigten Kühlwassermanagementvorrichtung 10. Das oben beschriebene erste Verbindungsstück 26, zweite Verbindungsstück 28, dritte Verbindungsstück 30, vierte Verbindungsstück 32 und fünfte Verbindungsstück 34 sind an einer Seitenfläche an einer Vorderseite in 2 angeordnet.
Ein Durchflussratenanzeigemonitor 36, welcher die von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 erhaltenen Durchflussratenwerte anzeigt, und ein Eingabeschalter 38, der eine Anzeigeeinstellung des Durchflussratenanzeigemonitors 36 schaltet, sind an einer linken Seite einer oberen Fläche der Kühlwassermanagementvorrichtung 10 angeordnet.
Ein Temperaturanzeigemonitor 40, der Temperaturdaten des Kühlwassers in dem stromaufwärtsseitigen Durchflussdurchgang R1 anzeigt, die von dem Temperatursensor (nicht dargestellt) erhalten werden, und ein Eingabeschalter 42, der eine Anzeigeeinstellung des Temperaturanzeigemonitors 40 schaltet, sind an einer rechten Seite der oberen Fläche angeordnet.
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm der in 1 gezeigten Steuereinheit 24. Die Steuereinheit 24 umfasst eine Signaleingabeeinheit (Signaleingabemittel) 24a, eine Kühlwasserüberwachungseinheit 24b, eine Spitzenabtrenndetektionseinheit (Spitzenabtrenndetektionsmittel) 24c, eine Speichereinheit (Detektionsbedingungsspeichermittel) 24d, eine Einstelleinheit (Detektionsbedingungseinstellmittel) 24e, eine Signalausgabeeinheit (Signalausgabemittel) 24f und eine Anzeigesteuereinheit 24g.
Die Signaleingabeeinheit 24a empfängt die Eingabe von Signalen (der stromaufwärtsseitige Input und der stromabwärtsseitige Input), die sich auf die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate des Kühlwassers beziehen, von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 und gibt die Signale an die Kühlwasserüberwachungseinheit 24b aus. Außerdem empfängt die Signaleingabeeinheit 24a von dem Temperatursensor (nicht dargestellt) die Eingabe eines Signals (Temperatureingabe), das sich auf eine Kühlwassertemperatur in dem stromaufwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang R1 bezieht, und gibt das Signal an die Kühlwasserüberwachungseinheit 24b aus.
Außerdem empfängt die Signaleingabeeinheit 24a die Eingabe eines Ventilöffnungs-/schließstroms von der externen Vorrichtung und gibt den Ventilöffnungs-/schließstrom an die Signalausgabeeinheit 24f aus.
Die Kühlwasserüberwachungseinheit 24b wandelt die Signale (den stromaufwärtsseitigen Input und den stromabwärtsseitigen Input), die sich auf die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate beziehen, welche von der Signaleingabeeinheit 24a eingegeben wurden, in Durchflussratendaten des Kühlwassers um und gibt die Durchflussratendaten an die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c und die Anzeigesteuereinheit 24g aus.
Außerdem wandelt die Kühlwasserüberwachungseinheit 24b das Signal (Temperaturinput), das sich auf die Kühlwassertemperatur bezieht und von der Signaleingabeeinheit 24a eingegeben wurde, in Temperaturdaten um und gibt die Temperaturdaten an die Anzeigesteuereinheit 24g aus.
Die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c berechnet die Größe der Änderung pro festgelegter Zeiteinheit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate und detektiert das Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b, wenn diese Änderungswerte gleichzeitig Detektionsbedingungen erfüllen, die vorab für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate eingestellt wurden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c eine Detektionsverarbeitung durch, indem sie auf die Detektionsbedingungen Bezug nimmt, die in der später beschriebenen Speichereinheit 24d gespeichert sind. Alternativ können die Detektionsbedingungen in einem Programm definiert sein.
Die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c umfasst einen Speicher 24h, der eine Historie der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate ab einer festgelegten verstrichenen Zeit speichert, und einen Zähler 24i, der eine verstrichene Zeit misst.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate in einem bestimmten Zyklus erhalten und somit wird auch der Speicher 24h in dem gleichen Zyklus aktualisiert. Der Speicher 24h hält eine Historie der Durchflussraten über den bestimmten Zyklus.
Die Speichereinheit 24d speichert die Detektionsbedingungen, auf welche sich die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c während der Verarbeitung der Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitzen 14a, 14b bezieht. Die Detektionsbedingungen gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfassen einen Fortbestandszeiteinstellwert, einen Standbyzeiteinstellwert (Einstellwert für die Stabilisierungswartezeit) und einen Änderungswerteinstellwert für die Größe der Änderung für eine bestimmte festgelegte Zeit sowohl für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate als auch die stromabwärtsseitige Durchflussrate. Jeder Einstellwert wird optional eingestellt.
Die Einstelleinheit 24e stellt (registriert/aktualisiert) die Detektionsbedingungen für die Speichereinheit 24d auf der Basis eines von außen eingegebenen Einstellwertes (Parameterinput) ein. Der Einstellwert kann eingegeben werden, wenn der Durchflussratenanzeigemonitor 36 und der Eingabeschalter 38, die in 2 gezeigt sind, verwendet werden.
Es gibt verschiedene Verfahren zur Eingabe der Einstellwerte. Beispielsweise werden die Änderungswerteinstellwerte für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate, die durch den Nutzer eingestellt werden, durch Werte angezeigt, die von dem Nutzer auf einem Bildschirm einfach erfasst und überprüft werden können. Die Werte werden entsprechend einer Skala des Messwertes konvertiert, um dadurch die Änderungswerteinstellwerte einzustellen.
Es dauert eine Weile, bevor die Durchflussrate stabil wird und daher wird ein Einstellwert für eine Standbyzeit (Stabilisierungswartezeit) als eine Nutzereinstellung eingegeben. Der Fortbestandszeiteinstellwert kann in Millisekunden (ms) eingestellt werden, und der Fortbestandszeiteinstellwert wird auf der Basis einer Zeitdauer eines Messzyklus in einen Messzähler konvertiert, und die Verarbeitung wird durchgeführt.
Wenn die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c das Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b erkennt, gibt die Signalausgabeeinheit 24f ein Steuersignal (Zustandssignaloutput) zum Schließen des Ventils 20 aus. Die Signalausgabeeinheit 24f gibt ein Steuersignal (Ventilöffnungs-/schließstromoutput) zum Öffnen des Ventils 20 auf der Basis des Ventilöffnungs-/schließstrominputs aus.
Die Anzeigesteuereinheit 24g steuert den Anzeigeinhalt des Durchflussratenanzeigemonitors 36 und des Temperaturanzeigemonitors 40 auf der Basis von Ausgaben von der Kühlwassermonitoreinheit 24b und der Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c. Wenn beispielsweise die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c das Abtrennen der Elektrodenspitzen 24a, 24b erkennt, zeigt der Durchflussratenanzeigemonitor 36 vorzugsweise eine Warnung an.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Schweißprozesslinie zeigt, in welcher mehrere Schweißpistolen 14, die in 1 gezeigt sind, vorgesehen sind. Außerdem zeigt 4, dass der abgezweigte stromaufwärtsseitige Wasserdurchflussdurchgang R1 und der abgezweigte stromabwärtsseitige Wasserdurchflussdurchgang R2 zwischen der gemeinsamen Pumpe 16 und den mehreren Schweißpistolen 14 ausgebildet sind. Das Ventil 20, der stromaufwärtsseitige Durchflussmesser 18 und der stromabwärtsseitige Durchflussmesser 22 sind für jede der mehreren Schweißpistolen 14 vorgesehen. Somit wird die Kühlwassermanagementeinheit 12 durch die Schweißpistole 14 gebildet. Somit werden bei den mehreren Kühlwassermanagementeinheiten 12 die Ventile 20 unabhängig gesteuert. Daher sind die Ventile 20 in unterschiedlichen Zuständen, beispielsweise einem Wasserdurchflusszustand und einem Wasserstoppzustand, und die wirksame Gesamtquerschnittsfläche der Wasserdurchflussdurchgänge variiert von Moment zu Moment.
Als nächstes werden die Verarbeitung der Spitzenabtrenndetektion der Elektrodenspitzen 14a, 14b bei einer herkömmlichen Vorrichtung und die Verarbeitung der Spitzenabtrenndetektion bei der Kühlwassermanagementvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen und beschrieben.
5 ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel zeigt, bei dem die herkömmliche Vorrichtung das Abtrennen der Spitze detektiert. In dem Diagramm zeigt ein oberer Teil eine Beziehung zwischen der Zeit und der Durchflussrate, und ein unterer Teil zeigt eine Beziehung zwischen der Zeit und einem Steuersignal zum Öffnen und Schließen des Ventils 20 in der gleichen chronologischen Reihenfolge. Wenn das Ventil 20 zur Zeit t0 geöffnet wird (Ventilöffnungs-/ schließstromoutput: an), so bleibt die Durchflussrate bis zur Zeit t1 auf einem konstanten Niveau. Nach der Zeit t1 steigt die Durchflussrate an und erreicht dann zum Zeitpunkt t2 einen festgelegten Schwellenwert Q1 oder mehr. Zum Zeitpunkt t2 wird dann das Ventil 20 so gesteuert, dass es geschlossen wird (Ventilöffnungs-/schließpoweroutput: aus). Somit zeigt 5, dass dann, wenn zum Zeitpunkt t1 das Abtrennen einer Spitze auftritt, eine Steuerung durchgeführt wird, um das Abtrennen der Spitze zum Zeitpunkt t2 zu detektieren und die Zufuhr von Kühlwasser zu unterbrechen.
6 ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel einer fehlerhaften Detektion des Abtrennens der Spitze bei der herkömmlichen Vorrichtung zeigt. Wenn das Ventil 20 zur Zeit t0 geöffnet wird (Ventilöffnungs-/schließstromoutput: an), bleibt die Durchflussrate bis zur Zeit t1 auf einem konstanten Niveau. Nach der Zeit t1 steigt die Durchflussrate an. Die Durchflussrate ist aber geringer als der festgelegte Schwellenwert Q1. In einem solchen Fall kann die herkömmliche Vorrichtung das Abtrennen der Spitze nicht erkennen bis die Durchflussrate den Schwellenwert Q1 erreicht oder größer wird, auch wenn das Abtrennen der Spitze tatsächlich zur Zeit t1 erfolgt.
7 ist ein Diagramm, das ein besonderes Beispiel der Nichtdetektion des Abtrennens der Spitze bei der herkömmlichen Vorrichtung zeigt. Während die Durchflussrate zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 konstant ist, ist die Durchflussrate zur Zeit t0 auf dem festgelegten Schwellenwert Q1 oder höher und daher ist das Ventil 20 zur Zeit t0 geschlossen (Ventilöffnungs-/ schließpoweroutput: aus). Auch wenn das Abtrennen der Spitze tatsächlich zur Zeit t1 erfolgt, erreicht somit die Durchflussrate bereits zur Zeit t0 den Schwellenwert Q1 oder übersteigt diesen aufgrund der Steigerung der Durchflussrate durch einen anderen Faktor als das Abtrennen der Spitze. In einem solchen Fall wird das Abtrennen der Spitze nicht erkannt. Wenn beispielsweise ein Ventil 20 in einer Einheit der Schweißprozesslinie mit den verzweigten Wasserdurchflussdurchgängen geschlossen ist, wird angenommen, dass die Durchflussrate in den anderen Einheiten ansteigt.
8 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Verarbeitung der Spitzenabtrenndetektion bei der Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c der Steuereinheit 24 gemäß der ersten Ausführungsform. Stromaufwärtsseitig berechnet ein Subtraktor 24j einen Differenzwert dA zwischen einer stromaufwärtsseitigen Durchflussrate A, die aktuell durch den stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 gemessen wird, und einem Durchflussratenwert, der vor einer vorbestimmten Zeit (einer bestimmten Zeit) gemessen werden und in dem Speicher 24h gespeichert ist. Ein Vergleicher 24k (COMPARATOR) vergleicht diesen Differenzwert dA mit einem Änderungswerteinstellwert THa für den stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwert A, der vorab durch den Nutzer eingestellt wurde. Wenn der Differenzwert dA gleich oder größer ist als der Änderungswerteinstellwert THa (dA ≥ THa), so gibt der Vergleicher 24k ein Bestimmungsergebnis „H“ aus.
In ähnlicher Weise berechnet ein Subtraktor 24I stromabwärtsseitig einen Differenzwert dB zwischen einem stromabwärtsseitigen Durchflussratenwert B, der aktuell durch den stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 gemessen wird, und einem Durchflussratenwert, der zu einer vergangenen vorbestimmten Zeit gemessen und in dem Speicher 24h gespeichert wurde. Ein Vergleicher 24m vergleicht diesen Differenzwert dB mit einem Änderungswerteinstellwert THb für den stromabwärtsseitigen Durchflussratenwert B, der vorab durch den Nutzer eingestellt wurde. Wenn der Differenzwert dB gleich oder kleiner ist als ein Änderungswerteinstellwert THb (dB ≤ THb), so gibt der Vergleicher 24m das Bestimmungsergebnis „H“ aus.
Wenn die Bestimmungsergebnisse auf der stromaufwärtsseitigen und der stromabwärtsseitigen Seite, die in eine UND-Schaltung 24p eingegeben wurden, jeweils „H“ sind, beginnt der Zähler 24i die Messung einer Fortbestehenszeit (Dauer) der beiden „H“-Zustände. Wenn beide „H“-Zustände für einen Zeitraum, der gleich oder größer ist als ein Fortbestehenszeiteinstellwert Tc, welcher durch den Nutzer eingestellt wurde, fortbestehen, wird das Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b erkannt (detektiert).
Wenn dagegen einer oder beide der Bestimmungsergebnisse der Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite auf „L“ umschalten, bevor der Zählwert des Zählers 24i den Fortbestandszeiteinstellwert Tc erreicht, wird das Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b nicht erkannt.
Die 9A und 9B sind Diagramme, welche besondere Beispiele der Zeitserienänderungen der durch den in 1 gezeigten stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 gemessenen Durchflussrate zeigen. 9A ist ein Diagramm für einen Fall, bei welchem die Durchflussrate schrittweise ansteigt. 9B ist ein Diagramm für einen Fall, bei welchem sich die Durchflussrate mit einer bestimmten Steigung ändert.
In einem Fall gemäß 9A steigt die Durchflussrate plötzlich zur Zeit t1 und wird anschließend auf einem konstanten Niveau gehalten. Dementsprechend wurde ein Änderungswert (Größe der Änderung) zwischen einer aktuellen Durchflussrate und einer Durchflussrate, die zu einem vergangenen vorbestimmten Zeitpunkt erhalten wurde, zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 berechnet. Nach der Zeit t2 ist der Änderungswert gleich null.
Wenn die Durchflussrate zur Zeit t1 ansteigt, ist es daher wahrscheinlich, dass das Abtrennen der Spitze irrtümlich detektiert wurde.
In dem Fall von 9B ändert sich (steigt) die Durchflussrate mit einer bestimmten Steigung von der Zeit t1 bis zu der Zeit t3 und bleibt dann nach der Zeit t3 konstant. Wenn der Änderungswert der Durchflussrate in einer kurzen Zeitperiode bestimmt wird, ist es daher wahrscheinlich, dass das Abtrennen der Spitze irrtümlich detektiert wurde.
Im Gegensatz dazu weisen die Detektionsbedingungen bei der vorliegenden Ausführungsform den Fortbestandszeiteinstellwert auf. Dementsprechend ist es möglich, die irrtümliche Detektion des Abtrennens der Spitze in beiden Fällen der 9A und 9B zu vermeiden.
Die Betriebsweise und Funktion der Kühlwassermanagementvorrichtung 10, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird mit Bezug auf die 10 und 11 beschrieben.
10 ist ein Fließdiagramm, das ein besonderes Beispiel der Spitzendetektionsverarbeitung in der Steuereinheit 24 zeigt. Diese Verarbeitung wird in einem vorbestimmten Zyklus durchgeführt, nachdem der Ventilöffnungs-/schließstrom (Startsignal) in die Steuereinheit 24 eingegeben wurde. In dieser Hinsicht zeigen eine Variable A, eine Variable B, eine Variable mA und eine Variable mB die stromaufwärtsseitige Durchflussrate A, die stromabwärtsseitige Durchflussrate B, einen stromaufwärtsseitigen Speicherwert mA bzw. einen stromabwärtsseitigen Speicherwert mB an.
Wenn in Schritt S1 der stromaufwärtsseitige Durchflussmesser 18 und der stromabwärtsseitige Durchflussmesser 22 die Signale proportional zu den Größen des gemessenen stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwertes A und des stromabwärtsseitigen Durchflussratenwertes B ausgeben, empfängt die Steuereinheit 24 (Signaleingabeeinheit 24a) die Eingabe der Signale.
In Schritt S2 wandelt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c) die Signale des letzten stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwerts A und des stromabwärtsseitigen Durchflussratenwerts B, die von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 eingegeben wurden, um und speichert dann die konvertierten Signale als den stromaufwärtsseitigen Speicherwert mA und den stromabwärtsseitigen Speicherwert mB in dem Speicher 24h.
Im Schritt S3 berechnet die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), die Differenzwerte dA, dB zwischen den letzten Strömungsratenwerten, die in dem Speicher 24h gespeichert wurden, und Messwerten, die zu einer bestimmten, vergangenen Zeit (beispielsweise einer einstellbaren Zeit n in der Größenordnung von Millisekunden) gemessen wurden. Wenn die Messwerte, die zu der vergangenen Zeit n erhalten wurden, durch mA(n), mB(n) bezeichnet werden, werden die Differenzwerte dA, dB auf der stromaufwärtsseitigen Seite und der stromabwärtsseitigen Seite als dA = A - mA(n) und dB = B - mB(n) berechnet. Diese Differenzwerte dA, dB entsprechen Änderungswerten pro festgelegter Zeit der Durchflussraten (Steigungen).
In Schritt S4 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), ob der Unterschiedswert dA, der in Schritt S3 berechnet wurde, gleich oder größer ist als der Änderungswerteinstellwert THa für den stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwert A, der vorab als ein positiver Wert (> 0) eingestellt wurde, oder nicht, und ob der Differenzwert dB gleich oder kleiner ist als der Änderungswerteinstellwert THb für den stromabwärtsseitigen Durchflussratenwert B, der vorab als ein negativer Wert (< 0) eingestellt wurde, oder nicht.
Wenn in Schritt S4 bestimmt wird, dass die Festlegungsbedingung erfüllt ist (Schritt S4: JA), so geht die Steuerung weiter zu Schritt S5. Wenn bestimmt wird, dass die Festlegungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S4: NEIN), so geht die Steuerung zu Schritt S8.
In Schritt S5 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), ob eine Fortbestandszeit T, für welche ein Zustand, bei dem der Differenzwert dA gleich oder größer ist als der Änderungswerteinstellwert THa und der Differenzwert dB gleich oder kleiner ist als der Änderungswerteinstellwert THb, fortbesteht, gleich oder größer bleibt als der voreingestellte Fortbestandseinstellwert Tc oder nicht.
Wenn in Schritt S5 festgestellt wird, dass der Bestimmungszustand erfüllt ist (Schritt S5: JA), so geht die Steuerung zu Schritt S6 weiter. Wenn festgestellt wird, dass der Bestimmungszustand nicht erfüllt ist (Schritt S5: NEIN), geht die Steuerung zu Schritt S8.
In Schritt S6 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), dass die Änderungswerte der Durchflussraten des Kühlwassers auf der stromaufwärtsseitigen Seite und der stromabwärtsseitigen Seite der Schweißpistole 14 abnormal sind, das heißt, dass ein Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b an der Schweißpistole 14 aufgetreten ist.
In Schritt S7 steuert die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c) den Ventilöffnungs-/schließstromoutput von der Signaloutputeinheit 24f auf der Basis des Bestimmungsergebnisses in Schritt S6 so, dass er in einem AUS-Zustand ist, um dadurch das Ventil 20 zu schließen. Dann wird die Verarbeitung beendet.
In der Zwischenzeit bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c) in Schritt S8, dass die Änderungswerte der Durchflussraten des Kühlwassers auf der stromaufwärtsseitigen Seite und der stromabwärtsseitigen Seite der Schweißpistole 14 nicht abnormal sind, und dann wird die Verarbeitung beendet.
11 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Eingabe/Ausgabe eines Signals und der Änderung der Durchflussrate von der Zeit der Eingabe des Ventilöffnungs-/schließstroms bis zu der Zeit des Schließens des Ventils 20. 11 zeigt die Beziehungen des ein/aus des Ventilöffnungs-/schließstrominputs (Startsignal), des ein/aus des Ventilöffnungs-/schließstromoutputs zu dem Ventil 20, der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate, der stromabwärtsseitigen Durchflussrate und des ein/aus des Zustandssignaloutputs auf einer vertikalen Achse relativ zu der Zeit auf einer horizontalen Achse.
Von der Zeit t0 bis zu der Zeit t1 sind der Ventilöffnungs-/schließstrominput und -output in einem AUS-Zustand und daher wird das Ventil 20 so gesteuert, dass es in einem AUS-Zustand ist (geschlossen). Zu dieser Zeit sind sowohl die stromaufwärtsseitige Durchflussrate als auch die stromabwärtsseitige Durchflussrate weiter gleich null und der Zustandssignaloutput ist ebenfalls in einem AUS-Zustand (das heißt ein Schweißen ist nicht möglich).
Zur Zeit t1 werden der Ventilöffnungs-/schließstrominput und -output zu einem EIN-Zustand umgeschaltet und dementsprechend wird das Ventil 20 so gesteuert, dass es in einem EIN-Zustand ist (offen). Dann steigen die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate und die Strömungsraten sind zur Zeit t2 in einem stabilen Zustand. Zwischen der Zeit t1 und der Zeit t2 bleibt aber der Zustandssignaloutput in einem AUS-Zustand (Schweißen ist nicht erlaubt). Dies zeigt an, dass unmittelbar nach dem Öffnen des Ventils 20 die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate noch nicht stabil sind und dass die Verarbeitung der Detektion des Abtrennens des Elektrodenspitzen 14a, 14b bis zum Verstreichen eines Standbyzeiteinstellwertes (Stabilisierungswartezeiteinstellwert) Ts nicht begonnen wird.
Zwischen der Zeit t2 und der Zeit t3 bleiben die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate auf konstanten Niveaus und daher ist der Zustandssignaloutput in einem EIN-Zustand (Schweißen ist erlaubt). Von der Zeit t3 an steigt aber die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate sinkt.
Zwischen der Zeit t3 und der Zeit t4 werden die Änderungswerte pro festgelegter Zeiteinheit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate berechnet. Abhängig davon, ob ein Zustand, bei welchem der Änderungswert pro festgelegter Zeiteinheit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate gleich oder größer ist als der stromaufwärtsseitige Durchflussrateneinstellwert und der Änderungswert pro eingestellter Zeiteinheit der stromabwärtsseitigen Durchflussrate gleich oder kleiner ist als der stromabwärtsseitige Durchflussrateneinstellwert, für den Fortsetzungszeiteinstellwert Tc oder länger fortdauert oder nicht, wird bestimmt, ob bei der Schweißpistole 14 ein Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b aufgetreten ist oder nicht.
Zur Zeit t4 wird das Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b detektiert (erkannt) und dann wird der Ventilöffnungs-/schließstromoutput in einen AUS-Zustand umgeschaltet (geschlossen), der Zustandssignaloutput wird ebenfalls in einen AUS-Zustand umgeschaltet (Schweißen ist nicht erlaubt) und die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate sinken mit der Zeit.
Somit nutzt die Kühlwassermanagementvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren zum Erkennen des Abtrennens der Elektrodenspitzen 14a, 14b, wenn der Änderungswert pro festgelegter Zeiteinheit der stromaufwärtsseitigen und der stromabwärtsseitigen Durchflussraten der Schweißpistole 14 gleichzeitig festgelegte Detektionsbedingungen erfüllen, anstatt wie beim Stand der Technik die stromaufwärtsseitigen oder stromabwärtsseitigen Durchflussraten der Schweißpistole 14 mit einem festgelegten Schwellenwert zu vergleichen. Auch wenn die effektiven Querschnittsflächen der Wasserdurchflussdurchgänge sich in der gesamten Schweißverarbeitungslinie, in welcher mehrere Schweißpistolen 14 verteilt vorgesehen sind, von Moment zu Moment ändern und die Durchflussmenge insgesamt zunimmt oder absinkt, ist es dementsprechend möglich, das Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b mit hoher Genauigkeit zu erkennen und die Leckage von Kühlwasser zu minimieren.
Indem in der Steuereinheit 24 das Programm zur Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitzen 14a, 14b vorab implementiert wird, ist es möglich, ein Ventilsteuersignal zum Stoppen der Zufuhr des Kühlwassers auszugeben, wenn die vorbestimmten Detektionsbedingungen erfüllt sind. Dementsprechend ist es nicht notwendig, einen Sensor vorzusehen, der das Spitzenabtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b der Schweißpistole 14 detektiert, und es ist möglich, den Aufbau zu vereinfachen.
<Zweite Ausführungsform>
12 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Verarbeitung der Detektion der Spitzenabtrennung durch die Steuereinheit 24 gemäß der zweiten Ausführungsform. In dieser Hinsicht bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie die Bezugszeichen, die bei der ersten Ausführungsform verwendet wurden, die gleichen Objekte und daher wird auf deren Beschreibung hier verzichtet. Abweichende Abschnitte werden im Detail beschrieben.
Auf der stromaufwärtsseitigen Seite in 12 berechnet der Subtraktor 24j den Differenzwert dA zwischen dem stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwert A, der aktuell durch den stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 gemessen wird, und dem Durchflussratenwert, der zu einer vergangenen, vorbestimmten Zeit gemessen und in dem Speicher 24h gespeichert wurde. Der Comparator 24k vergleicht diesen Differenzwert dA mit dem Änderungswerteinstellwert THa für den stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwert A, der vorab durch den Nutzer eingestellt wurde. Wenn der Differenzwert dA gleich oder größer ist als der Änderungswertenstellwert THa (dA ≥ THa), so gibt der Comparator 24k das Bestimmungsergebnis „H“ aus.
Wenn der Comparator 24k das Bestimmungsergebnis „H“ ausgibt, beginnt der Zähler 24i das Messen einer Fortbestandszeit des Zustands „H“. Wenn die Fortbestandszeit gleich oder größer wird als der stromaufwärtsseitige Fortbestandszeiteinstellwert Ta, der durch den Nutzer eingestellt wurde, bestimmt der Zähler 24i, dass auf der stromaufwärtsseitigen Seite eine Abnormalität vorliegt, und gibt das Bestimmungsergebnis „H“ aus.
In ähnlicher Weise berechnet der Subtraktor 24I auf der stromabwärtsseitigen Seite den Differenzwert dB zwischen dem stromabwärtsseitigen Durchflussratenwert B, der aktuell durch den stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 gemessen wird, und einem Durchflussratenwert, der zu einer vergangenen, vorbestimmten Zeit gemessen und in dem Speicher 24h gespeichert wurde. Der Vergleicher 24m vergleicht diesen Differenzwert dB mit dem Änderungswerteinstellwert THb des stromabwärtsseitigen Durchflussratenwertes B, der vorab durch den Nutzer eingestellt wurde. Wenn der Differenzwert dB gleich oder kleiner ist als der Änderungswerteinstellwert THb (dB ≤ THb), gibt der Vergleicher 24m das Bestimmungsergebnis „H“ aus.
Wenn der Vergleicher 24m das Bestimmungsergebnis „H“ ausgibt, beginnt der Zähler 24i das Messen einer Fortbestandszeit des Zustands „H“. Wenn die Fortbestandszeit gleich oder größer wird als der stromabwärtsseitige Fortbestandszeiteinstellwert, der durch den Nutzer eingestellt wurde, bestimmt der Zähler 24i, dass auf der stromabwärtsseitigen Seite eine Abnormalität vorliegt, und gibt das Bestimmungsergebnis „H“ aus. Wenn beide Bestimmungsergebnisse auf der stromaufwärtsseitigen Seite und der stromabwärtsseitigen Seite, die in die UND-Schaltung 24b eingegeben werden, gleich „H“ sind, so wird ein Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b erkannt.
Somit wird bei der ersten Ausführungsform der Fortbestandseinstellwert Tc, der eine der Detektionsbedingungen ist, gemeinsam sowohl für die stromaufwärtsseitige Seite als auch die stromabwärtsseitige Seite definiert. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Fortbestandszeiteinstellwerte Ta, Tb individuell und separat auf der stromaufwärtsseitigen Seite und der stromabwärtsseiteigen Seite definiert werden.
13 ist ein Fließdiagramm, welches ein besonderes Beispiel der Spitzenabtrenndetektionsverarbeitung bei der Steuereinheit 24 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Diese Verarbeitung wird in einem festgelegten Zyklus durchgeführt, nachdem der Ventilöffnungs-/schließstrom (Startsignal) in die Steuereinheit 24 eingegeben wurde. In dieser Hinsicht bezeichnen die Variable A, die Variable B, die Variable mA und die Variable mB den stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwert A, den stromabwärtsseitigen Durchflussratenwert B, einen stromaufwärtsseitigen Speicherwert mA bzw. einen stromabwärtsseitigen Speicherwert mB.
Wenn der stromaufwärtsseitige Durchflussmesser 18 und der stromabwärtsseitige Durchflussmesser 22 Signale proportional zu den Größen des gemessenen stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwertes A und stromabwärtsseitigen Durchflussratenwertes B ausgibt, empfängt die Steuereinheit 24 (Signalinputeinheit 24a) in Schritt S11 den Input dieser Signale.
In Schritt S12 konvertiert die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c) die Signale des letzten stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwertes A und stromabwärtsseitigen Durchflussratenwertes B, die von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser 18 und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser 22 eingegeben werden, und speichert die konvertierten Signale als den stromaufwärtsseitigen Speicherwert mA und den stromabwärtsseitigen Speicherwert mB in dem Speicher 24h.
In Schritt S13 berechnet die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c) die Differenzwerte zwischen den letzten Durchflussratenwerten, die in dem Speicher 24h gespeichert sind, und Messwerten, die zu einer vergangenen vorbestimmten Zeit (beispielsweise einer einstellbaren Zeit n in der Größenordnung von Millisekunden) gemessen wurden. Wenn die zu der vergangenen Zeit n gemessenen Messwerte durch mA(n), mB(n) repräsentiert werden, werden die Differenzwerte dA, dB der Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite als dA = A - mA(n) und dB = B - mB(n) berechnet. Diese Differenzwerte dA, dB entsprechen der Größe der Änderung (Änderungswerte) pro festgelegter Zeiteinheit der Durchflussraten (Steigung). Wenn der Schritt S13 abgeschlossen ist, werden die Verarbeitung in Schritt S14 und die Verarbeitung in Schritt S18 parallel gestartet.
In Schritt S14 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), ob der Differenzwert dA, der in Schritt S13 berechnet wurde, gleich oder größer ist als der Änderungseinstellwert THa für den stromaufwärtsseitigen Durchflussratenwert A, der vorab als ein positiver Wert (> 0) eingestellt wurde.
Wenn in Schritt S14 bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung erfüllt ist (Schritt S14: JA), so geht die Steuerung weiter zu Schritt S15. Wenn bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S15: NEIN), geht die Steuerung weiter zu Schritt S17.
In Schritt S15 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), ob eine Fortbestandszeit T1, bei welcher ein Zustand, in dem der Differenzwert dA gleich oder größer ist als der Änderungseinstellwert THa, weiter gleich oder größer bleibt als der voreingestellte Fortbestandszeiteinstellwert Ta für die stromaufwärtsseitige Seite oder nicht.
Wenn in Schritt S15 bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung erfüllt ist (Schritt S15: JA), so geht die Steuerung weiter zu Schritt S16. Wenn bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S15: NEIN), geht die Steuerung weiter zu Schritt S17.
In Schritt S16 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), dass der Änderungswert der Durchflussrate des Kühlwassers stromaufwärts der Schweißpistole 14 abnormal ist. Dann geht die Steuerung weiter zu S22.
In Schritt S17 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), dass der Änderungswert der Durchflussrate des Kühlwassers stromaufwärts der Schweißpistole 14 nicht abnormal ist, und die Verarbeitung wird beendet.
In Schritt S18 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), ob der Differenzwert dB, der in Schritt S13 berechnet wurde, gleich oder kleiner ist als der Änderungswerteinstellwert THb für den stromabwärtsseitigen Durchflussratenwert B, der vorab als ein negativer Wert (< 0) eingestellt wurde, oder nicht.
Wenn in Schritt S18 bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung erfüllt ist (Schritt S18: JA), so geht die Steuerung weiter zu Schritt S19. Wenn bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S18: NEIN), so geht die Steuerung weiter zu Schritt S21.
Im Schritt S19 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), ob eine Fortbestandszeit T2, bei welcher ein Zustand, in dem der Differenzwert dB gleich oder kleiner ist als der Änderungswerteinstellwert THb, gleich oder größer bleibt als der voreingestellte Fortbestandseinstellwert Tb für die stromabwärtsseitige Seite, oder nicht.
Wenn in Schritt S19 bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung erfüllt ist (Schritt S19: JA), geht die Steuerung weiter zu Schritt S20. Wenn bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S19: NEIN), so geht die Steuerung weiter zu Schritt S21.
In Schritt S20 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), dass der Änderungswert der Durchflussrate des Kühlwassers stromabwärts der Schweißpistole 14 abnormal ist. Dann geht die Steuerung weiter zu Schritt S22.
In Schritt S21 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), dass der Änderungswert der Durchflussrate des Kühlwassers stromabwärts der Schweißpistole 14 nicht abnormal ist, und die Verarbeitung wird beendet.
In Schritt S22 bestimmt die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c), dass die Änderungswerte der Durchflussraten des Kühlwassers sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der Schweißpistole 14 abnormal sind. Wenn in Schritt S22 bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung erfüllt ist (Schritt S22: JA), so geht die Steuerung weiter zu Schritt S23. Wenn bestimmt wird, dass die Bestimmungsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S22: NEIN), so wird die Verarbeitung beendet.
In Schritt S23 steuert die Steuereinheit 24 (Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c) den Ventilöffnungs-/schließstromoutput von der Signalausgabeeinheit 24f so, dass sie in einem AUS-Zustand ist, auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses in Schritt S22, wonach der Änderungswert der Durchflussrate in der Schweißpistole 14 abnormal ist, das heißt, dass ein Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b auftritt, und schließt das Ventil 20 und dann wird die Verarbeitung beendet.
Somit stellt die Kühlwassermanagementvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform den Fortbestandszeiteinstellwert, der eine der Detektionsbedingungen ist, als zwei Arten eines stromaufwärtsseitigen Fortbestandszeiteinstellwertes Ta und eines stromabwärtsseitigen Fortbestandszeiteinstellwertes Tb separat ein. Hierdurch ist es auch dann, wenn bei der Änderung der Durchflussrate auf der stromaufwärtsseitigen Seite und der stromabwärtsseitigen Seite eine Zeitverzögerung auftritt, möglich, das Abtrennen der Elektrodenspitzen mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
[Modifikation]
Die oben beschriebenen Ausführungsformen setzen eine Gestaltung ein, bei der dann, wenn ein Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b detektiert wird, ein Steuersignal zum Schließen des Ventils 20 ausgegeben wird, und der Durchflussratenanzeigemonitor 36 zeigt ein Detektionsergebnis an. Es kann aber auch eine Funktion geben zur Speicherung eines Maximalwertes eines stromaufwärtsseitigen Durchflussratenänderungswertes und eines Minimalwertes des stromaufwärtsseitigen Durchflussratenänderungswertes nachdem die Durchflussraten stabil wurden.
Beispielsweise kann die Spitzenabtrenndetektionseinheit 24c Daten speichern, die sich auf die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate beziehen, die zur Zeit der Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitzen 14a, 14b erhalten werden, als Durchflussraten zur Zeit der Detektion in entsprechenden vorbestimmten Speicherbereichen (beispielsweise der Speichereinheit 24d, dem Speicher 24h etc.).
Durch Speichern der Daten, die sich auf die Durchflussraten beziehen, wenn das Abtrennen der Elektrodenspitzen 14a, 14b tatsächlich detektiert wird, ist es möglich, einen optimalen Einstellwert für die Detektionsbedingungen einzustellen. Ein Programm zum statistischen Analysieren der gespeicherten Durchflussraten bei der Detektion und zum automatischen Einstellen eines optimalen Einstellwertes kann in der Steuereinheit 24 enthalten sein.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung 10 und die Kühlwassermanagementeinheit 12 mit der Kühlwassermanagementvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt und können verschiedene Gestaltungen einsetzen, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 9057464 A [0004, 0005]
JP 06071459 [0004]
JP 1994071459 A [0004]
JP 6071459 A [0008]

Claims

Eine Kühlwassermanagementvorrichtung (10), die an einen stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18), der in einem stromaufwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang (R1) für die Zufuhr von Kühlwasser zu einer Schweißpistole (14) mit einer Elektrodenspitze (14a, 14b) vorgesehen ist, an ein Ventil (20), das zwischen einer Zufuhrquelle (16) des Kühlwassers und dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18) vorgesehen ist und das dazu ausgestaltet ist, zwischen der Zufuhr und der Nichtzufuhr des Kühlwassers umzuschalten, und an einen stromabwärtsseitigen Durchflussmesser (22) angeschlossen ist, der in einem stromabwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang (R2) zum Abführen des Kühlwassers von der Schweißpistole (14) vorgesehen ist, wobei die Kühlwassermanagementvorrichtung (10) folgende Elemente aufweist: Signaleingabemittel (24a), die dazu ausgestaltet sind, den Input von Signalen von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18) und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser (22) zu empfangen, wobei sich die Signale auf eine stromaufwärtsseitige Durchflussrate und eine stromabwärtsseitige Durchflussrate des Kühlwassers beziehen; Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c), die dazu ausgestaltet sind, Änderungswerte pro einer festgelegten Zeiteinheit für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate zu berechnen und das Abtrennen der Elektrodenspitze (14a, 14b) zu detektieren, wenn die Änderungswerte pro der festgelegten Zeiteinheit gleichzeitig eine Detektionsbedingung erfüllen, die für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate voreingestellt wurden; und Signalausgabemittel (24f), die dazu ausgestaltet sind, ein Steuersignal zum Schließen des Ventils (20) auszugeben, wenn die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) das Abtrennen der Elektrodenspitze (14a, 14b) detektieren.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung (10) nach Anspruch 1 außerdem umfassend: Detektionsbedingungsspeichermittel (24d), die dazu ausgestaltet sind, die Detektionsbedingungen zu speichern; und Detektionsbedingungseinstellmittel (24e), die dazu ausgestaltet sind, die Detektionsbedingung auf der Basis eines von außen eingegebenen Einstellwertes einzustellen, wobei die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) so gestaltet sind, dass sie sich auf die Detektionsbedingung, die in den Detektionsbedingungsspeichermitteln (24d) gespeichert ist, beziehen.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Detektionsbedingung bestimmt, dass ein Zustand vorliegt, in dem die Änderungswerte pro der festgelegten Zeiteinheit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate gleich oder größer sind als ein Änderungswerteinstellwert, der sowohl für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate als auch die stromabwärtsseitige Durchflussrate für einen Fortbestandszeiteinstellwert oder mehr fortbesteht, wobei der Fortbestandswerteinstellwert so voreingestellt ist, dass er länger ist als die festgelegte Zeit.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei der Fortbestandswerteinstellwert separat als ein stromaufwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert und ein stromabwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert eingestellt wird.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) so gestaltet sind, dass sie Daten, die sich auf die Änderungswerte der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate beziehen, die zu einem Zeitpunkt der Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitze (14a, 14b) erhalten werden, als einen Änderungswert zu einer Detektionszeit in einem festgelegten Speicherbereich speichern.
Die Kühlwassermanagementvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Detektionsbedingung einen Standbyzeiteinstellwert enthält, der eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt der Ausgabe eines anderen Steuersignals zum Öffnen des Ventils (20) von den Signalausgabemitteln (24f) bis zu einem Zeitpunkt des Beginns der Detektionsverarbeitung der Elektrodenspitze (14a, 14b) durch die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) repräsentiert.
Eine Kühlwassermanagementeinheit (12) mit: einem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18), der in einem stromaufwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang (R1) für die Zufuhr von Kühlwasser zu einer Schweißpistole (14) mit einer Elektrodenspitze (14a, 14b) vorgesehen ist; einem Ventil (20), das zwischen einer Zufuhrquelle (16) des Kühlwassers und dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18) vorgesehen und dazu ausgestaltet ist, zwischen der Zufuhr und der Nichtzufuhr des Kühlwassers umzuschalten; einem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser (22), der in einem stromabwärtsseitigen Wasserdurchflussdurchgang (R2) für die Abfuhr des Kühlwassers von der Schweißpistole (14) vorgesehen ist; und einer Kühlwassermanagementvorrichtung (10), die an den stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18), das Ventil (20) und den stromabwärtsseitigen Durchflussmesser (22) angeschlossen ist, wobei die Kühlwassermanagementvorrichtung (10) folgendes umfasst: Signaleingabemittel (24a), die dazu ausgestaltet sind, einen Signalinput von dem stromaufwärtsseitigen Durchflussmesser (18) und dem stromabwärtsseitigen Durchflussmesser (22) zu empfangen, wobei sich die Signale auf eine stromaufwärtsseitige Durchflussrate und eine stromabwärtsseitige Durchflussrate des Kühlwassers beziehen; Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c), die dazu ausgestaltet sind, Änderungswerte pro einer festgelegten Zeit der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate zu berechnen und das Abtrennen der Elektrodenspitzen (14a, 14b) zu detektieren, wenn die Änderungswerte pro der festgelegten Zeit gleichzeitig eine Detektionsbedingung, die sowohl für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate als auch die stromabwärtsseitige Durchflussrate voreingestellt wurde, erfüllen; und Signalausgabemittel (24f), die dazu ausgestaltet sind, ein Steuersignal zum Schließen des Ventils (20) auszugeben, wenn die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) das Abtrennen der Elektrodenspitzen (14a, 14b) detektieren.
Die Kühlwassermanagementeinheit (12) nach Anspruch 7, außerdem umfassend: Detektionsbedingungsspeichermittel (24d), die dazu ausgestaltet sind, die Detektionsbedingung zu speichern; und Detektionsbedingungseinstellmittel (24e), die dazu ausgestaltet sind, die Detektionsbedingung auf der Basis eines von außen eingegebenen Einstellwertes einzustellen, wobei die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) so ausgestattet sind, dass sie sich auf die in den Detektionsbedingungsspeichermitteln (24d) gespeicherte Detektionsbedingung beziehen.
Die Kühlwassermanagementeinheit (12) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Detektionsbedingung bestimmt, dass ein Zustand, in welchem die Änderungswerte pro der festgelegten Zeit sowohl der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate als auch der stromabwärtsseitigen Durchflussrate gleich oder größer sind als ein Änderungswerteinstellwert, der vorab für die stromaufwärtsseitige Durchflussrate und die stromabwärtsseitige Durchflussrate eingestellt wurde, für einen Fortbestandszeiteinstellwert oder länger fortbesteht, wobei der Fortbestandszeiteinstellwert so voreingestellt wurde, dass er länger ist als die festgelegte Zeit.
Die Kühlwassermanagementeinheit (12) nach Anspruch 9, wobei der Fortbestandszeiteinstellwert separat als ein stromaufwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert und ein stromabwärtsseitiger Fortbestandszeiteinstellwert eingestellt wird.
Die Kühlwassermanagementeinheit (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) so ausgestaltet sind, dass sie Daten, die sich auf die Änderungswerte der stromaufwärtsseitigen Durchflussrate und der stromabwärtsseitigen Durchflussrate beziehen, die zu einem Zeitpunkt der Detektion des Abtrennens der Elektrodenspitze (14a, 14b) erhalten werden, als einen Änderungswert zur Zeit der Detektion in einem festgelegten Speicherbereich speichern.
Die Kühlwassermanagementeinheit (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Detektionsbedingung einen Standbyzeiteinstellwert enthält, der eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt der Ausgabe eines anderen Steuersignals zum Öffnen des Ventils (20) durch die Signalausgabemittel (24f) bis zu einem Zeitpunkt des Beginns der Detektionsverarbeitung der Elektrodenspitze (14a, 14b) durch die Spitzenabtrenndetektionsmittel (24c) repräsentiert.