DE2826986C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen und Steuern eines elektrischen Hochfrequenz-Widerstandsschweißvorganges - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen und Steuern eines elektrischen Hochfrequenz-Widerstandsschweißvorganges, bei dem die Änderung elektrischer Werte def Schweißkreises, die durch die periodische Bewegung des Schweißpunktes bezüglich des durch die zu verschweißenden Kanten gebildeten Konvergenzpunktes verursacht werden, zur Erzeugung von Signalen benutzt wird, die dazu dienen, die Änderung sichtbar anzuzeigen oder den Schweißvorgang zu steuern.

Früher wurden die Schweißbedingungen beim elektrischen Widerstandsschweißen üblicherweise durch die Bedienungsperson bestimmt, die visuell beobachtete, wie ein zu verschweißendes Teil verspritzte oder wie das äußere Aufleuchten der Schweißraupe aussah, und sowohl die Größe und die Art des zu verschweißenden Materials als auch die Anodenspannung und den Anodenstrom in Betracht zog, die Tendenzen des Schweißvorganges anzeigen. Hierfür sind jedoch hohe Fachkenntnis und Erfahrung notwendig, da bei verschiedenen Bedienungspersonen in den jeweiligen Betriebsverfahren Variationen auftreten, wodurch die Bedienungsperson auch ermüdet Es ist selbst für erfahrene Schweißer schwierig, elektrisches Widerstandsschweißen unter konstanten Schweißbedingungen durchzuführen.

Selbst die Methode, den Schweißstrom oder die Temperatur an der Schweißnaht zu messen und mit einem entsprechend vorherbestimmten Wert zu vergleichen und die Schweißenergiequelle oder die Schweißgeschwindigkeit aufgrund der Abweichung zwischen diesen Werten durchzuführen, ist nicht zufriedenstellend. Da verschiedene Faktoren wie der Stauchanteil, die V-Form, die Art der Kantenpassung, Größe und Eigenschaften des zu verschweißenden Materials sowie der SchweiPstrom und die Schweißgeschwindigkeit miteinander in Verbindung stehen, i' ein Verfahren unzulänglich, bei dem nur der SchweiBstr-m oder die Schweißnahttemperatur zum Bestimmen der Schweißbedingungen verwendet wird.

Zur Verbesserung der herkömmlichen Verfahren hat die Anmclderin grundlegende Untersuchungen über den Schweißvorgang beim elektrischen Widerstandsschweißen durchgeführt, wobei sie den aus Erhitzen, Schmelzen und Druckgebung an den Werkstoff- oder Bandkanten bestehenden Schweißablauf Ln Bereich von dem Hochfrequenzzuführungspunkt bis zu einem zentralen Teil einer Quetschwalze mittels Hochgeschwindigkeitsphotographie an einer Anzahl von Rohren mit verschiedenen Durchmessergrößen und Dicken unter verschiedenen Schweißbedingungen, z. B. der Schweißgeschwindigkeit des Schweißstroms, der Stelle des Zuführungspunktes, des Stauchbetrags und des Betrages des V-Winkels, beobachtete. Als Ergebnis wurde ein Effekt gefunden und untersucht der von dem üblichen herkömmlichen technischen Konzept verschieden ist Über diesen Schweißeffekt wurde auf einer Konf.renz, die von dem Eisen- und Stahl-Institut von Japan (Iron and Steel Institute of Japan) im Oktober 1977 abgehalten wurde (Lecture No. 232, 233)_; und vor der japanischen Schweißgesellschaft (Japan Welding Society) im November 1977 (Lecture No. 408, 409) in Japan berichtet.

Im folgenden wird dieser beim Schweißablauf auftretende Effekt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Die

Fig. IA, IB und IC sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Schweißvorganges, und Fig. IA zeigt eine Erscheinungsform des Effektes vom ersten Typ, Fig. IB eine Erscheinungsform des Effektes vom zweiten Typ und Fig. IC eine Erscheinungsform des Effektes vom dritten Typ. Dabei ist Pein Material oder ein Rohr, das geschweißt werden sol!, V ist der K-Konvergenzpunkt, Wist der Schweißpunkt, Mund N sind Bandkanten, X und Y sind Schweißkontakte und 5 ist eine Quetschwalze.

Bei jedem Typ der drei genannten Erscheinungsformen gibt es eine periodische Bewegung des Schweißpunktes Wbezüglich des V-Konvergen?.puiiktes V, der durch die Bandkanten M und N gebildet wird und dessen Lage konstant gehalten wird.

Bei jedem Typ der drei genannten Erscheinungsformen gibt es eine periodische Bewegung des Schweiß-

punktes W bezüglich des V-Konvergenzpunktes V, der durch die Bandkanten M und N gebildet wird und dessen Lage konstant gehalten wird.

Wenn ein Wechsel der Erscheinungsform von dem ersten Typ zu dem zweiten Typ und danach zu dem *> dritten Typ auftritt, vergrößern sich jeweils die Fluktuationsperiode der Lage des Schweißpunktes und die Fluktuationsbreite (der Sprung- oder Bewegungsabstand).

Beispielsweise ist die Fluktuationsperiode, die der i< > Erscheinungsform von Fig. IA₁ IB bzw. IC entspricht, kleiner als eine Millisekunde bzw. I Millisekunde bis 10 Millisekunden bzw. 10 Millisekunden bis 1000 Millisekunden (in gleicher Reihenfolge).

Es folgt eine detaillierte Erklärung für den beobachte- ^] > ten Schweißeffekt. Nach allgemein als gültig angesehener Theorie werden Bandkanten in V-förmiger Konfiguration, an die der Hochfrequenzstrom angelegt ist, an dem V-Konvergenzpunkt verschweißt, während sie eine wirksame Erhitzung und einen Stromverdrängungsef- -" fekt aufgrund des Skin-Effektes durch den Hochfrequenzstrom erfahren. Die Bandkanten stoßen sich gegenseitig elektromagnetisch ab, da der Hochfrequenzstrom in den beiden Bandkanten entgegengesetzt fließt und eine hohe Stromdichte besitzt, und die -'> abstoßende elektromagnetische Kraft bewirkt an den beiden Kanten, daß geschmolzenes Metall in Richtung auf die innere oder äußere Oberfläche des Bandes verdrängt wird, wodurch eine Schweißraupe nach dem Schmelzen der Kantenoberflächen gebildet wird. Wenn i» daher die Menge der zugeführten Wärme erhöht wird und eine gewisse Menge des geschmolzenen Metalles verdrängt ist. tritt eher die Bildung eines parallelen Schlitzspaltes, der sich von dem V-Konvergenzpunkt in Richtung auf das Mittelteil der Quetschwalze erstreckt, ^ als das Verschweißen des Schlitzspaltes an der V-Konvergenz ein, wie es in Fig. IB gezeigt ist. Unter diesen Umständen liegt der Schweißpunkt an dem Spitzenabschnitt des Schlitzspaltes und neigt dazu, sich mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die die gleiche -"> wie die Schweißgeschwindigkeit ist. während geschmolzenes Metall zum Überbrücken des parallelen Schlitzspaltes ständig an dem V-Konvergenzpunkt erzeugt wird und dieses geschmolzene Metall bewegt sich zu der Spitze des Schlitzspaltes mit einer hohen Bewegungsge- ⁴^ schwindigkeit aufgrund der elektromagnetischen Kraft. Somit tritt eine periodische Fluktuation des Schweißpunktes auf, die nach den Beobachtungen der Erscheinungsform des zweiten Typs entspricht.

Wenn die Wärmezufuhr erhöht wird, wird die ^$0 Schlitzbreite größer, die Spitze des Schlitzes bewegt sich um einen merklichen Abstand in Verbindung mit oer Bewegung des Rohres, aber die Bandkanten werden während dieser Zeit nicht verschweißt. Wenn der Abstand zwischen dem V-Konvergenzpunkt und dem Schweißpunkt einen merklichen Betrag erreicht hat, berühren sich die beiden Bandkanten plötzlich an dem V-Konvergenzpunkt, wo geschmolzenes Metall gebildet wird, das den Spalt überbrückt, und dieses geschmolzene Metall wird schnell aufgrund der elektromagnetischen Kraft zu dem Schweißpunkt bewegt Auf diese Weise wird das Verschweißen des Schlitzspaltes in einer sehr kurzen Zeit aufgrund der Bewegung des geschmolzenen Metalles und aufgrund des Ausfüllens des Schlitzspaltes mit der Schweißraupe bewirkt, wenn die elektromagnetische Kraft, die dort herrscht, als Folge der Überbrückung verschwindet Ais Folge davon kehrt die Spitze des Schlitzes nahe zu dem V-Konvergenzpunkt zurück.

Die periodische Wiederholung des vorstehend beschriebenen Effektes erzeugt den dritten Typ der Erscheinungsform. Es hat sich gezeigt, daß die periodische Fluktuation bei jeder dieser Erscheinungsformen durch Konstanthalten der Schweißbedingungen wie der Wärmezufuhr und der Schweißgeschwindigkeit oder durch Eliminieren von Vibration aufgrund einer exzentrischen Anordnung der Walzen und dergleichen nicht eliminiert werden kann, da eine solche periodische Fluktuation eine grundlegende Erscheinung bei dem Schweißvorgang darstellt.

Die Anmelderin nahm an, daß Fluktuation der Stelle des SchweißpunktL Wein primärer Faktor ist. der die Gestalt der Schweißraupe. das Verspritzen des Schweißgutes und die Stabilität der Qualität der geschweißten Gegenstände beeinflußt.

Die Lagefluktuation des Schweißpunktes W bewirkt eine periodische Fluktuation oder Modulation in dem Schweißstromkreis, der in dem zu verschweißenden Material entlang einer Schleife X-V-W-V-Y gebildet wird. Mit anderen Worten, die Lagefluktuation bewirkt elektrisch eine periodische Fluktuation der Belastungsimpedanz. Im allgemeinen wird bei der elektrischen Widerstandsschweißmaschine ein Selbstoszillationssystem verwendet, und daher wird in der Oszillationsfrequenz der für das Schweißen verwendeten Hochfrequenz und in der Phasendifferenz zwischen der Hochfreiuenzspannung und dem Hochfrequcnzstrom eine periodische Fluktuation im Zusammenhang mit der periodischen Fluktuation der Belastungsimpedanz erzeugt. Aus der Beziehung: Periode = l/Frequenz ergibt sich, daß die Hochfrequenz-Oszillationsperiode auch die periodische Fluktuation enthält.

Eine Messung wenigstens einer der Schweißcharakteristiken, die im folgenden als »Hochfrequenz-Schweißcharakteristiken« bezeichnet werden und aus der Periode, der Frequenz und der Phasendifferenz bestehen, gestattet einen Nachweis der Veränderung der Form des Schweißstromkreises und dadurch kann der Typ der jeweiligen Erscheinungsform des Effektes genau erfaßt werden.

Auf der Grundlage dieser Kenntnisse über die Fluktuation bzw. da?Springen des Schweißpunktes und der damit verbundenen Modulation von Hochfrequenz-Schweißspannung und -strom wurde in der JP-OS 52-1 11 851 beschrieben, daß das periodische Springen des Schweißpunktes zur Steuerung des Schweißvorganges ausgenutzt werden kann. Hierzu wird der amplitudenmodulierte Anteil des abgegriffenen Hochspannungssignals so verstärkt, daß die Impulse der Modulationswelle einen Zähler betätigen könner Der Zähler integriert diese Impulse, so daß die Sprungfrequenz des Schweißpunktes von dem V-Konvergenzpunkt zum eigentlichen Schweißpunkt direkt gezählt wird. Ein Komparator gibt an, ob die Sprungfrequenz innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt oder nicht, der vorher experimentell einem der drei Typen des Schweißeffektes zugeordnet worden ist Mittels eines Monitors kann die Bedienungsperson den Schweißablauf danach manuell steuern.

Detailliertere Untersuchungen und Experimente ergaben, daß der Betrag der Änderung der Hochfrequenz-Schweißcharakteristiken 0,01% bis 0,1% bei der Erscheinungsform vom zweiten Typ und 0,1 % bis 0,5% bei der Erscheinungsform vom dritten Typ beträgt

Der Anderungsbeirag ist im wesentlichen dem Abstand zwischen V und W, der in F i g. 1 gezeigt ist,

proportional. Und je kürzer die Periode der Wiederholungsfluktuation des Schweißpunktes W wird, desto niedriger wird der Betrag der Änderung in den Hochfrequenz-Schweißcharakteristiken.

Es wurde weiterhin gefunden, daß diese Beziehungen allgemein für eine Schweißmaschine gelten, bei der eine Oszillationsfrequenz oberhalb 100 kHz verwendet wird, unabhängig von der Art des Versorgungssystems wie direkter Zuführung oder Induktionszuführung, der Menge der zugeführten Energie oder Leistung und der Größe und der Art des zu schweißenden Rohres.

Ein Detektor, der für die Messung der beschriebenen Erscheinungsformen des Effektes verwendet wird, muß mit hoher Genauigkeit arbeiten, um sehr kleine Änderungen in der Größenordnung von 0,01 ^u/o nachzu- ι j weisen, und er muß Frequenzcharakteristiken besitzen, die gut genug sind, um die Fluktuationsperiode des Schweißpunktes Win der Größenordnung von I Millisekunde zu erfassen.

Wenn die Ausgangssignale des Detektors, die proportional zu der Änderung in den Eingangssignalen (den Hochfrequenz-Schweißcharakteristiken) sind, zur Steuerung einer Schweißmaschine verwendet werden, müssen das Auftreten von langdauernder Änderung oder Kurzzeitinstabilität in Parametern der Bauteile der Schweißmaschine und Änderung aufgrund der Unterschiede in den Rohrgrößen eliminiert werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß es sehr schwierig ist, die oben angegebenen Erfordernisse an Nachweisgenauigkeit, Frequenzcharakteristiken und Stabilität der Ver- jo Stärkung bei Verwendung eines Nachweissystems für die Amplitudenmodulation der Hochfrequenz oder eines in einer Niederfrequenzeinric'itung verwendeten Analog-Phasendiskriminators zu erfüllen. Außerdem erwies sich das bekannte Verfahren als zu langsam für 1-5 die Steuerung des Schweißvorganges, da immer mehrere Schweißpunktsprünge erfaßt und gezählt werden mußten, um mit Sicherheit den jeweils herrschenden Typ der Erscheinungsform des Effektes zu erfassen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Überwachen und Steuern eines elektrischen Hochfrequenz-WiderstanHsschweißvorganges auf der Grundlage des beschriebenen Sprungeffektes des Schweißpunktes bezüglich des V-Konvergenzpunktes der Bandkanten zu schaffen, das eine so kurze Ansprechzeit besitzt, daß praktisch kontinuierlich Steuersignale erzeugt werden, so daß die Gleichmäßigkeit und Güte der Schweißung wesentlich verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, dessen Merkmale in Anspruch 1 angegeben sind.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen. Eine Vorrichtung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist in Anspruch 4 angegeben.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 und in den Ansprüchen 5 bis 18 angegeben.

Durch die Erfindung ist es möglich, die quantitativen Werte der Frequenz, Periode bzw. Phasendifferenz von Schweißhochfrequenzstrom und -spannung jeweils konstant auf einem gewünschten Wert entsprechend der zu realisierenden Erscheinungsform des Effektes zu halten.

Darüber hinaus können durch die Erfindung die Schweißbedingungen wie die Schweißwärmezufuhr oder die Schweißgeschwindigkeit durch Ansprechen auf eine Abweichung zwischen dem quantitiven Wert einer Hochfrequenz-Schweißcharakteristik und dem gewünschten Wert eingestellt werden, um das elektrische Hochfrequenz-Widerstandsschweißen zu überwachen und zu steuern, damit ein optimaler kontinuierlicher Schweißprozeß durchgeführt und eine gleichmäßige Verschweißung unabhängig von Variationen in Größe und Eigenschaften des zu verschweißenden Materials erhalten werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Vorrichtung eine Meßeinrichtung, die eine Zähleinrichtung für die Durchführung der digitalen Messung der Hochfrequenz-Schweißcharcikteristiken und einen Rückstellsignalgenerator umfaßt, der bewirken soll, daß die Zähleinrichtung kontinuierlich und wiederholend eine digitale Messung durchführt, wobei es bevorzugt wird, ein Hochfrequenz-Spannungstastelement oder -meßgerät und/oder ein Hochfrequenz-Stromtastelement oder -meßgerät zum Erfassen der Hochfrequenz-Schweißcharakteristiken und ein Tiefpaßfilter zum Eliminieren höherer Harmonischer, die in Signalen von dem Hochfrequenz-Spannungstastelement und/oder dem Stromtastelement enthalten sind, vorzusehen. Das Ausgangssignal der Meßeinrichtung kann auf einer Überwachungsvorrichtung angezeigt werden, um das Bedienungspersonal in die Lage zu versetzen, die Erscheinungsform des Schweißeffektes zu erkennen, und diese Ausgangssignale können auch als Steuersignale zur Steuerung des Schweißvorganges verwendet werden.

Um genauere Information über die Erscheinungsformen des Schweißeffektes zu erhalten, umfaßt die Vorrichtung weiterhin einen Monitor zur Anzeige von Änderungen in den Schweißcharakteristiken, der eine Signalspeichereinheit für den Minuend zur Speicherung eines momentanen Ausgangssignals von dem Zähler und eine Subtraktionsschaltung für die Berechnung einer eventuellen Differenz zwischen dem Ausgangssignal von dem Zähler und demjenigen von der Speichereinheit enthält, und deren Ausgangssignale können auch auf der Überwachungsvorrichtung angezeigt werden oder als Steuersignale zum Einstellen der Hochfrequenz-Energiequelle oder der Schweißgeschwindigkeit oder dergleichen verwendet werden.

In einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt die Vorrichtung weiterhin eine Steuer- und Regeleinheit zum automatischen Einstellen eines Parameters der Schweißenergiequelle oder anderer Schweißbedingungen, und diese Steuer- und Regeleinheit enthält einen Digital/Analog-Konverter zum Umwandeln des Ausgangssignals von der Subtraktion.-schaltung in ein Analogsignal, einen Wechselstromverstärker zum Empfang des analogen Signals von dem D/A-Konverter, um eine variierende Komponente dieses Signals zu verstärken, ein Wechselspannungsvoltmeter zum Gleichrichten und Integrieren des Ausgangssignals von dem Wechselstromverstärker, um einen quantitativen Wert für die Erscheinungsform des Schweißeffektes zu erhalten, und eine Anzeigevorrichtung für diesen quantitativen Wert, die das Ausgangssignal von dem Wechselspannungsvoltmeter anzeigt Darüber hinaus umfaßt die Vorrichtung vorzugsweise weiterhin eine (Ein-)Stelleinheit für die gewünschte Erscheinungsform des Effektes zum vorherigen Einstellen eines Bezugssignals, einen Komparator oder eine Vergleichseinheit zum Berechnen des Betrages eines Fehlersignals zwischen dem Ausgangssignal von dem

Wechselspanniingsvoltmeter und dem der Stelleinheit und eine Steuer- und Regeleinheit zur Erzeugung von Signalen, die zur Steuerung des Schweißablaufes verwendet werden und die beispielsweise einer Wechselstromquellen-Regel- und Steuereinheit zügeführt werden, um den Betrag der die Hochfrequenz-Schweißmaschine zugeführten Energie zu steuern. Außerdem wird vorzugsweise ein Aufzeichnungsgerät für die gemessc nen quantitativen Werte vorgesehen, um Ausgangssignaie von dem Wechselspannungsvoltmeter aufzuzeichnen.

Durch die Erfindung kann bei dem elektrischen Hochfrequenz-Widerstandsschweißen ein optimaler Schweißvorgang unter Einhaltung optimaler Erscheinungsformen des Schweißeffektes auf kontinuierliche Weise durchgeführt werden, wodurch eine gleichmäßige und zuverlässige Schweißung erzielt wird.

Die Erfindung wird nun durch Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläuter¹ In den Zeichnungen zeigt

Fig. IA eine schematische Ansicht des ersten Typs der Erscheinungsform des Schweißeffektes,

Fig. IB eine schematische Ansicht des zweiten Typs der Erscheinungsform des Schweißeffektes,

Fig. IC eine schematische Ansicht des dritten Typs der Erscheinungsform des Schweißeffektes,

F i g. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Vor- )o richtung gemäß einer anderen Ausführun^form der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Überwachen und Steuern eines elektrischen Hochfre- <i quenz-Widerstandsschweißvorganges gemäß der Erfindung. Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Meßeinrichtung 1 zur Durchführung von digitalen Messungen bezüglich wenigstens einer Hochfrequenz-Schweißcharakteristik, einen Monitor 2 zum Erfassen von Änderungen in den Schweißcharakteristiken und eine Steuer- und Regeleinheit 3 zum automatischen Einstellen eines Parameters der Schweißenergiequelle oder anderer Schweißbedingungen.

In dieser Ausführungsform enthält die Meßeinrichtung 1 ein Hochfrequenz-Spannungstastelement 4 und ein Hochfrequenz-Stromtastelement 5, ein Tiefpaßfilter 6, eine Zähleinrichtung 7 zur Durchführung der digitalen Messung der Hochfrequenz-Schweißcharakteristiken und einen Rückstellsignalgenerator 9, der bewirkt, daß die Zähleinrichtung 7 kontinuierlich und wiederholt die digitale Messung durchführt.

Das Hochfrequenz-Spannungstastelement 4 und das Hochfrequenz-Stromtastelement 5 sollten so ausgelegt sein, daß die Spannungssignale und die Stromsignale von einer Hochfrequenz-Oszillationsschaltung in einer Schweißmaschine richtig aufgenommen werden. Aber es bestehen keine Beschränkungen für das Nachweisverfahren zum Erhalten der Spannungs- und Stromsignale und die Anbringung dieser beiden Tastelemente 4 und 5 mit der Ausnahme, daß sie innerhalb der Hochfrequenz-Oszillationsschaltung vorgesehen sein sollten. Die Spannungssignale können z. B. durch Erfassen der Spannung einer Schwingkreiskapazität über ein Dämpfungsglied erhalten werden, und die Stromsignale können unter Verwendung einer Prüfspu-Is erfaßt werden, die sich in einem geeigneten Teil in der Hochfrequenz-Oszillationsschaltung befinde?. Sie kann beispielsweise nahe der Hochfrequenz-Energiezuführungen vorgesehen sein, die mit den Schweißkontakten verbunden sind.

Das Tiefpaßfilter 6 wird für das Unterdrücken oder Eliminieren höherer Harmonischer, die in den Spannungssignalen und in den Stromsignaler vorhanden sind, verwendet und um eine Grundschwingung zu liefern, die der Zähleinrichtung 7 zugeführt und von dieser gezählt wird.

Die Zähleinrichtung 7 enthält einen Quarzoszillator zur Erzeugung stabiler Bezugszeitsignale, durch die die Länge einer Periode der Spannungssignale oder der Stromsignale und somit deren Frequenz oder die Phasendifferenz zwischen Strom und Spannung bestimmt worden kann.

Die Frequenz der Spannungs- oder Stromsignale wird durch Zählen der Anzahl der Spannungssignale bzw. der Stromsignale während einer Zeiteinhe.i bestimmt. Die Periode dieser Frequenz wird dadurch bestimmt, daß die Anzahl der Bezugszeitsignale während der Zeit, wahrend der eine bestimmte Zaiii (oder eine Gruppe) Spannungs- oder Stromsignale entsteht, gezählt und gemittelt wird, wobei diese Zahl vorzugsweise so gewählt wird, daß über mehrere Perioden gezählt und gemittelt wird, um den Meßfehler zu verringern. Die Phasendifferenz zwischen den Spannungssignalen und den Stromsignalen wird durch Zählen der Anzahl der Bezugszeitsignale während der Zeit, die dem Zeitraum zwischen den Nulldurchgängen von Strom und Spannung entspricht, bestimmt.

Die Zähleinrichtung 7 erzeugt immer dann ein Zdlilungsbeendigungssignal. wenn eine Zählung der Spannungssignale und/oder Stromsignale beendet ist, und speichert den Wert, bis das nächste Zählungsbeendigungssignal erzeugt wird.

Der Rücksteüsignaigenerator 9 er/.eugt das Rückstellsignal, wenn er entweder das Zählungsbeendigungssignal oder ein Stibtraktionsbeendigungssigna! von der Subtrakiionsscn:i!iung 12 erhält. Das Rückstellsignal wird der Zühleinrio!-UHi;; 7 zugeführt und bewirkt, daß der Zähler die Zählung w..i neuem beginnt. Ob das Zählungsbeendigungssignal oder das Subtraktionsbeendigungssignal als Rückstellsignal verwendet verden soll, hängt von der Länge der Torschaltzeit des Zählers 7 und von der für die Durchführung der Subtraktion von der Subtraktionsschaltung 12 benötigten Zeit ab. Das Wesentliche dabei ist, daß der Rückstellsignalgenerator 9 in einer Weise eingesetzt wird, daß die Totzeit vom Beenden der Zählung bis zum Ausführen der Rückstellung des Zählers 7 minimaüsiert wird und für die Meßeinrichtung 1 und den Monitor 2 stabile Arbeitsbedingungen geschaffen werden. Das bedeutet, daß, wenn die Zählertorschaltzeit größer als die Subtraktionsausführungszeit ist, dann das Zählungsbeendigungssignal als Rückstellsignal verwendet wird, während sonst das Subtraktionsbeendigungssignal verwendet wird.

Im folgenden wird die Funktion der Meßeinrichtung 1 beschrieben.

Wenn die Frequenz oder die Periode der Hochfrequenz des Schweißkreises als Schweißcharakteristik gemessen werden soll, wird entweder das Hochfrequenz-Spannungstastelement 4 oder das Stromtastelement 5 als Signalquelle verwendet Wenn aber die Phasendifferenz zwischen der Spannung und dem Strom als Schweißcharakteristik gemessen wird, werden die beiden Tastelemente 4 und 5 als Signalquelle verwendet

Signale von dem Tastelement 4 und/oder 5 werden

dem TiefpaOfi'tPr 6 zugeführt, um Komponenten höhere Harmonischer oder parasitärer Schwingung zu eliminieren und nur eine Grundsciiwingung durchzulassen.

Nach der; manuellen Einstellen der Belriebsbedingungen der Zähleinrichtung 7 mißt die Zähleinrichtung 7 kontinuierlich und wiederholend den Weit der Schweißcharakteristik, indem die Ausgangssignalc von dem Tiefpaßfilter 6 der Zählung unterworfen werden und die Meßergebnisse in digitaler Form dem Monitor 2 zugeführt werden, in dem die Ergebnisse der Zählung der Ausgangssignale von dem Filter 6 durch die Befehle von dem Rückstellsignalgenerator 9 verarbeitet werden.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des Monitors 2 erklärt. In der dargestellten Ausführungsform enthält der Monitor 2 einen Schalter 10, eine Signalspeichereinheit 11 für den Minuend zur Speicherung eines momentanen Ausgangssignals von dem Zähler 7. eine Subtraktionsschaltung 12 zur Berechnung der Differenz zwischen dem Ausgangssignal von dem Zähler 7 und eiern !Cr!!?"" von der S^eichereinheil 11 in α.!^σ!*?.!?^Γ Form, einen Digital/Analog-Konverter (D/A-Konverter) 13 zum umformen der Ergebnisse der Subtraktion in analoge Ausgangssignale und eine Überwachungseinrichtung 14 zur Anzeige von Änderungen des Schweißcharakteristikenwertes in analoger Form.

Der Schalter IO dient dazu, das Ausgangssignal von dem Zähler 7 entweder der Speichercinheit 11 oder dc^r Subtraktionsschaltung 12 zuzuführen, und er bewirkt, daß die Speichereinheit 11 ein momentanes Signal als Minuendsignal speichert, wobei das momentane Signal drr Speichereinheit 11 zu der Zeit zugeführt wird, zu der das Ausgangssignal des Zählers 7 on de Speichereinheit 11 zu der Subtraktionsschaltung 12 umgeschaltet wird.

Im Betrieb werden die Signale, die der Speichereinheit 11 in dem Moment zugeführt werden, wenn der Schalter 10 gerade schaltet, eingespeichert und in der Speichereinheit 11 gehalten. Nach Beendigung der Schaltung werden die nachfolgenden digitalen Signale, die kontinuierlich und wiederholt von dem Zähler 7 erzeugt werden, der Subtraktionsschaltung 12 zugeführt. In der Subtraktionsscnaltung 12 wird die Differenz zwischen dem digitalen Signal von dem Zähler 7 und dem digitalen in der Signalspeichereinheit 11 gespeicherten Signal berechnet, und die berechneten Ergebnisse können als Betrag der Änderung der Schweißcharakteristik, die von dem periodischen Wechsel der Form des Schweißstromkreises herrührt, angesehen werden, sofern zeitunabhängige Komponenten, die in den Ausgangssignalen von dem Zähler 7 enthalten sind, in geeigneter Weise eliminiert werden.

Die berechneten Ergebnisse werden dem D/A-Kon- verter 13 als Ausgangssignale von der Subtraktionsschaltung 12 zugeführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Berechnung beendet ist Das Ausgangssignal kann verwendet werden, um den Rückstellsignalgenerator 9 arbeiten zu lassen.

Der D/A-Konverter 13 wandelt die digitalen Signale von der Subtraktionsschaltung 12 in analoge Signale um, die der Überwachungseinrichtung 14 und der Steuer- und Regeleinheit 3 zugeführt werden.

Als Überwachungseinrichtung 14 kann ein Oszillograph oder Bildschirm verwendet werden, mit dem ein sich änderndes Schema oder Bild der Schweißcharakteristik entsprechend der in F i g, 1 dargestellten Erscheinungsformen des Schweißeffektes angezeigt wird Das Bedienungspersonal kann durch Beobachten des

Schweißeffektes auf dem Bildschirm eine manuelle Einstellung der Schweißwärmezufuhr oder der Schweißgeschwindigkeit vornehmen, um den Schweißvorgang optimal zu steuern.

Die Ste"er- und Rt^Hnheit 3 dient zum automatischen Fmstellen der Schweißwärmezufuhr oder der Schwc.ßgeschwindigkeit und enthält in dieser Ausführungsform einen Wechselstromverstärker i5, der mit dem D/A-Konverter verbunden ist. ein Wechselspnnnungsvoltmeter 16 zur Gleichrichtung und Integrierung des Ausgangssignals von dem Wechselstromverstärker 15, einen Schalter 17 zur Auswahl eines Signalweges, über den das Ausgangssignal von dem Wechselspannungsvoltmeter 16 oder der quantitative 1ST-Wert für die jeweilige Erscheinungsform des Schweißeffektes veitergeleitet wird, eine Stelleinheit 18 zur Speicherung des quantitativen IST-Wertes, einen Komparator 19, eine P.l.-Regeleinheit (Proportional- und Integralregle^r) 20 zur Erzeugung eines Steuersignals, das auf das Ausgangssignal von dem Komparator 19 anspricht, ein An^ripcperät 21 für den quantitativen IST-Wert. das mit dem Wechselspannungsvoltmeter 16 verbunden ist, für die Anzeige des Ausgangssignales von dem Voltmeter 16 und ein Aufzeichnungsgerät 22 für den quantitativen IST-Wert zur Aufzeichnung des Ausgangssignals von dem Anzeigegerät 21.

FJn kleiner Betrag der Gleichstromkomponente, die in dem Ausgangssignal von dem D/A-Konverter 13 enthalten ist, wird durch den Wechselstromverstärker 15 eliminiert, so daß nur die Wechselstromkomponente des Schweißcharakteristikenwertes erhalten und verstärkt wird. Ausgangssignale von dem Wechselstromverstärker 15 werden durch das Wechselspannungsvoltmeter 16 gleichgerichtet und integriert, und die entstehenden Signale bilden einen quantitativen IST-Wert für die Erscheinungsform des Schweißeffektes. Die Ausgangssignale von dem Wechselspannungsvoltmeter 16 werden entweder der Stelleinheit 18 oder dem Komparator 19 zugeführt, wobei diese Auswahl, die den Signalweg betrifft, durch den Schalter 17 getroffen wird. Wenn der Signalweg von der Stelleinheit 18 zu dem Komparator 19 umgeschaltet wird, wird der quantitative IST-Wert, der der Stelleinheit 18 zugeführt wird, zu diesem Zeitpunkt gehalten und in der Stelleinheit 18 gespeichert.

In einer anderen Ausführungsform kann ein liozugssignal durch dns Bedienungspersonal vorherbestimmt werden, indem ein eingestelltes Signal von einem Potentiometer anstelle des in der Stelleinheit 18 gehaltenen und gespeicherten Signals verwendet wird.

Der Komparator 19 liefert ein Ausgangssignal, das dem Betrag der Abweichung des Ausgangssignals des Wechselspannungsvoltmeters 16 von dem Signal der Stelleinheit 18 proportional ist, und die P.l.-Regeleinheit 20 liefert ein Signal, das den Zündpunkt des Thyristors steuert und bestimmt, an den Wechselstromquellenregler 23, indem sie auf das Ausgangssignal von dem Komparator 19 anspricht. Der Regler 23 steuert die Energiemenge, die der Hochfrequenz-Schweißmaschine oder dem Walzenzugmotor 24 zugeführt wird.

Beim Betrieb der Steuer- und Regeleinheit 3 verstärkt der Wechselstromverstärker 15 nur eine Wechselstromkomponente des Ausgangssignals von dem D/A-Konverter 13, d. h. variierende Komponenten des Schweiß charakteristikenwertes, und führt diese dem Wechselspannungsvoltmeter 16 zu, das die ihm zugeführten Signale gleichrichtet und integriert, wobei es Signale erzeugt, die den sich ändernden Schweißcharakteristi-

ken entsprechen und quantitative IST-Werte sind, die die Erscheinungsformen des Schweißeffektes darstellen. Diese IST-Werte können sowohl dem Schalter 17 als auch dem Anzeigegerät 2t zugeführt werden.

Durch Beobachtung der variierenden Darstellung auf dem Bildschirm der überwachungseinrichtung 14 und des quantitativen 1ST-Wertes auf dem Anzeigegerät 21 betätigen die Bedienungspersonen den Schalter 17 so, daß der Signalweg von der Stelleinheit 18 zu dem Komparator 19 umgeschaltet wird, wenn sich eine gewünschte Erscheinungsform des Schweißeffektes in der Stelleinheit 18 eingestellt hat, um den quantitativen IST-Wert als Soli wert zu speichern.

Nachdem eine derartige Schaltung des Schalters 17 durchgeführt worden ist, arbeiten der Komparator 19 und der P.L-Regler 20, wenn eine Änderung der Erscheinungsform aufgrund der Änderung der Größe eines zu 'schweißenden Teiles oder der Schweißgeschwindigkeit auftritt, so, daß die von der Schweißenergiequelle zugeführte Leistung oder die Schweißge- schwindigkeit automatisch und kontinuierlich während des Schweißablaufes auf eine optimale und konstante Erscheinungsform des Schweißeffektes eingestellt werden.

Wenn ein vorbestimmter Wert, der einem optimalen quantitativen Schweißwert entspricht, in der Stelleinheit 18 eingestellt worden ist, kann darüber hinaus eine sehr kurze Einregelzeit im frühen Stadium des Schweißablaufes erhalten werden. Resultierende Daten, die von aem Aufzeichnungsgerät 22 für den quantitativen IST-Wert geliefert werden, sind sehr gut brauchbar für die Durchführung von Qualitätskontrollen an geschweißten Gegenständen und zur Verbesserung der Schweißtechniken.

Fig.3 zeigt eine andere Ausführungsform der J? vorliegenden Erfindung.

Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform, die die Meßeinrichtung 1 zum kontinuierlichen und wiederholten Zählen eines Schweißcharakteristikenwertes und den Monitor 2 zum Berechnen des variierenden Betrages des Schweißcharakteristikenwertes und zur Anzeige des analogen Ausgangssignals enthält, sind die Meßeinrichtung 1 und der Monitor 2 als voneinander unabhängige Bauteile vorgesehen. Demgegenüber besitzt die zweite Ausführungsform einen einfacheren ⁴^ Aufbau und ermöglicht kontinuierliche und wiederholte Messung mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen, da der variierende Betrag des Schweißcharakteristikenwertes durch bloßes Durchführen einer kontinuierlichen und wiederholten Zählung des Schweißcharakteristikenwertes erhalten werden kann.

Die in F i g. 3 gezeigte Vorrichtung umfaßt ein Hochfrequenz-Spannungstastelement 4, ein Hochfrequenz-Stromtastelement 5, ein Tiefpaßfilter 6, einen Subtraktionszähler 8, einen Rückstellsignalgenerator 9, der ein Rückstellsignal an den Subtraktionszähler 8 liefert, wenn er ein Zählungsbeendigungssignal von dem Zähler 8 erhält, eine Signalspeichereinheit 31 für ein Minuendsignal, die ein Minuendsignal an den Zähler 8 liefert, einen D/A-Konverter 13 zur Umwandlung der «> Ausgangssignale von dem Zähler 8 in Analogsignale und eine Überwachungseinrichtung 14 zur Anzeige von Änderungen in dem analogisierten Schweißcharakteristikenwert, d. h. in der Frequenz, der Periode oder der Phasendifferenz der Hochfrequenz des Schweißkreises.

Die einzelnen Bauteile wie das Spannungstastelement 4, das Stromtasielement 5, das Tiefpaßfilter 6, der D/A-Konverter 13 und die Überwachungseinrichtung 14 besitzen die gleiche Funktion wie die mit dem gleichen Bezugszeichen in der Ausführungsform gemäß F i g. 2 gezeichneten Bauteile,

Der Subtraktionszähler 8 besitzt die beiden Funktionen eines Vorwahleinstellzählers und der Zähleinrichtung 7, wobei jeweils eine dieser Funktionen durch eine wahlweise Schaltbetätigung auswählbar ist Der Unterschied zwischen diesen Funktionen liegt darin, daß der Minuend in der Zählschaltung zur Startzeit der Zählung* vorher bereits eingestellt ist oder nicht Wenn der Subtraktionszähler 8 wie die Zähleinheit 7 arbeitet, wird ein Ausgangssignal des Subtraktionszählers 8 oder der Schweißcharakteristikenwert der Signalspeichereinheit 31 zugeführt Wenn er andererseits als Vorwahleinstellzähler dient wird das berechnete Ergebnis dem D/A-Konverter 13 zugeführt, und ein Signal von der Speichereinheit 31 wird jedesmal dann in der Zählschaltung voreingestellt wenn die Rückstellung nach Beendigung der Zählung durchgeführt wird.

Wenn unter diesen Umständen ein Signal von dem Tiefpaßfilter 6 erhalten wird, wird automatisch von einem vorher eingestellten Wert jedesmal »1« dann subtrahiert wenn die Zählschaltung einen einzelnen Impuls zählt Auf diese Weise ist das gezählte Ergebnis gleich dem Rest der durch Subtrahieren des in der Signalspeichereinheit 31 gespeicherten Schweißcharakteristikenwertes von dem gemessenen Schweißcharakteristikenwert erhalten wird.

Wenn der Subtraktionszähler 8 als Zähleinheit 7 arbeitet, erhält tiie Signalspeichereinheit 31 für den Minuend ein Ausgangssignal von dem Subtraktionszähler 8, wobei die Polarität des Ausgangssignals umgekehrt wird, oder, mit anderen Worten, wobei ein Komplement des Ausgangssignals berechnet wird, das gespeichert werden soll, bis ein nachfolgendes Eingangssignal angelegt wird.

Beim Betrieb wird der Subtraktionszähler 8 wie der Zähler 7 eingestellt, wenn die Messung beginnt und zählt kontinuierlich und wiederholt den Schweißcharakteristikenwert taktmäßig gesteuert durch die Rückstelbignale, die von dem Rückstellsignalgenerator 9 geliefert werden, wobei er die gezählten Ergebnisse als Ausgangssignale an die Speichereinheit 31 abgibt Die Speichereinheit 31 für das Minuendsignal wandelt das jeweilige Ausgangssignal von dem Subtraktionszähler 8 in ein Komplementsignal um, das als Ausgangssignal erzeugt wird, wobei aber dieses Ausgangssignal bei dieser Betriebsart nicht dem Subtraktionszähler 8 zugeführt wird.

Als nächstes arbeitet der Subtraktionszähler 8 als Vorwahleinstellzähler durch die Schaltbetätigung; die Ausgangssignale des Subtraktionszählers 8 werden dem D/A-Konverter 13, aber nicht der Speichereinheit 31 zugeführt, worin ein letztlich zugeführtes Eingangssignal in das Komplementssignal umgewandelt und darin gespeichert wird, und weiterhin wird das Komplementsignal dem Subtraktionszähler 8 zugeführt

Wenn die Zählung beginnt stellt der Subtraktionszähler 8 das Komplementsignal in der Zählschaltung ein, die eine Additionsoperation des gemessenen Schweißcharakteristikenwertes zu dem voreingestellten Komplementsignal durchführt. Als Ergebnis dieser Zählweise des Subtraktionszählers 8 wird eine Subtraktion des in der Speichereinheit 31 gespeicherten Schweißcharakteristikenwertes von dem jeweils gemessenen Schweißcharakteristikenwert durchgeführt und so können beide Funktionen des Zählers 7 und der Subtraktionsschaltung 12 durch den Subtraktionszähler 8 erreicht werden.

und ein Signal, das von dem Subtraktionszähler 8 dem D/A-Konverter 13 zugeführt wird, stellt näherungswejse den variierenden Betrag des Schweißcharakteristikenwertes dar.

Das Bedienungspersonal kann manuell Betriebsparameter wie die Sehweißwärmezufuhr oder die Schweißgeschwindigkeit einstellen, um das Schweißverfahren kontinuierlich bei der optimalen Erscheinungsform des Schweißeffektes durch Beobachtung der Überwachungseinrichtung 14 durchzuführen, die die gleiche Funktion wie die in F i g. 2 gezeigte Überwachungseinrichtung 14 besitzt Natürliclrkann auch eine automatische Einstellung für die kontinuierliche Durchführung eines optimalen Schweißablaufes vorgenommen werden, indem das Ausgangssignal des D/A-Konverters 13 der Steuer- und Regeleinheit 3 zugeführt wird.

Obgleich ein momentan gemessener Wert der Schweißcharakteristiken als Eingangssignal oder Minuendsignal für die Speichereinheit 11 oder 31 in den in F i g. 2 bzw. 3 gezeigten Ausführungsformen verwendet wird, ist das Minuendsignal zur Berechnung des sich ändernden Anteils des Schweißcharakteristikenwertes nicht auf diese Betriebsart beschränkt. Wenn z. B. die Oszillationsfrequenz als Schweißcharakteristikenwert verwendet und gemessen wird, kann ein fester, angegebener Nennbereich der Oszillationsfrequenz der Schweißmaschine für das in der Speichereinheit 11 oder 31 zu speichernde Signal verwendet werden. Es ist ganz wesentlich, daß solch eine Art von Signalen eingesetzt und gespeichert wird, durch die die feste Komponente eliminiert werden kann, die sich bei dem Schweißcharakteristikenwert nicht mit der Zeit ändert.

Im allgemeinen wird vorzugsweise ein momentaner Schweißcharakteristikenwert als das in der Speichereinheit 11 oder 31 gespeicherte Signal verwendet, da sich die Osziliationsfrequenz im allgemeinen in Abhängigkeit von Unterschieden in der Größe der zu verschweißenden Gegenstände oder in den Schweißbe- > dingungen ändert Auch kann eine Vereinfachung des Aufbaus der Schaltung durch Anwendung des momentanen Schweißcharakteristikenwertes erzielt werden.

Weiterhin ist die Anwendung der Ausgangssignale von dem Proportional/Integralregler 20, der in den

ι» beschriebenen Ausführungsformen vorhanden ist nicht auf eine Energiequelle vom Thyristortyp beschränkt Die Ausgangssignale können auch zur Steuerung eines Induktionsspannungsreglers oder irgend einer anderen Energiequellenart verwendet werden.

Die Überwachungseinrichtung und die Regeleinheit, die in den beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden, können sowohl beim Hochfrequenz-Induktionsschweißen als auch beim elektrischen Hochfrequenz-Widerstandsschweißen oder beim Theiwtool-

-·" verfahren eingesetzt werden. Das elektrische Widerstandsschweißverfahren nach der Erfindung kann außer zur Herstellung von Rohren natürlich auch zum Herstellen von anders geformten Stahlprodukten angewendet werden.

-' Die vorliegende Erfindung ermöglicht in jedem Falle eine schnelle manuelle oder automatische Einstellung von Betriebsparametern wie beispielsweise der Wärmezufuhr und bietet die Möglichkeit, die Anstiegszeit im frühen Zustand des Schweißvorganges zu verkürzen, wodurch der Wirkungsgrad beim Schweißbetrieb erhöht werden kann. Der Schweißvorgang kann durch die Erfindung praktisch kontinuierlich gesteuert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Verfahr -ι zum Überwachen und Steuern eines elektrischen Hochfrequenz-Widers'-andsschweißvorganges, bei dem die Änderung elektrischer Werte des Schweißkreises, die durch die periodische Bewegung des Schweißpunktes bezüglich des durch die zu verschweißenden Kanten gebildeten Konvergenzpunktes verursacht werden, zur Erzeugung von Signalen benutzt wird, die dazu dienen, die ι ο Änderung sichtbar anzuzeigen oder den Schweißvorgang zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß ständig die Frequenz der Hochfrequenzspannung oder des Hochfrequenzstromes in zeitlich aufeinanderfolgenden Abschnitten durch Zählen von in den jeweiligen Abschnitt fallenden Hochfrequenzsignalen gemessen oder die Periode der Hochfrequenzspannung oder des Hochfrequenzstromes in zeitlich aufeinanderfolgenden Abschnitten durch Zählen von in eine bestimmte Anzahl von Perioden fallenden Bezugszeitsignalen gemessen oder aber die Phasendifferenz zwischen der Hochfrequenzspannung und dem Hochfrequenzstrom durch Zählen von in die Zeit zwischen den Nulldurchgängen von Hochfrequenzstrom und -spannung fallenden Bezugszeitsignalen gemessen und aus dem Ergebnis die Signale gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruri, 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Meßwerte zweier aufeinanderfolgender Abschnitte miteinander verglichen und » aus dem Vergleichsergebnis die Signale gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gomesse· ;n Werte für die Frequenz, die Periode oder die Phasendifferenz mit » einem vorgegebenen Bezugswer verglichen und aus dem Vergleichsergebnis die Signale gebildet werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung (1), enthaltend ein Hochfre- *o quenz-Spannungstastelement (4) und/oder ein Hochfrequenz-Stromtastelement (5), eine Zähleinrichtung (7), die einen Oszillator zur Erzeugung von Bezugszeitsignalen sowie einen Zähler mit einer Torschaltung enthält, die den Zähler in bestimmten « Abschnitten zur Zählung der Bezugszeitsignale bzw. der Hochfrequenzsignale freigibt, und einen Rückstellsignalgenerator (9), der den Zähler jeweils nach einer Messung wieder zurückstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Monitor (2), dem die Signale von der Meßeinrichtung (1) zugeführt werden, enthaltend eine Speichereinheit (11), die ein Ausgangssignal von der Zähleinrichtung (7) als ein Minuendsignal speichert, eine Subtraktionsschaltung (12), die die Abweichung des Ausgangssignals aus der Zähleinrichtung (7) von dem gespeicherten Minuendsignal berechnet, einen Digital/Analogkonverter (13), der das Ausgangssignal von der Subtraktionsschaltung (12) in ein Analogsignal umwandelt, und eine &° Überwachungseinrichtung (14) zur Anzeige des von dem Digital/AnalogkonvefteF (13) abgegebenen Analogsignal. _

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Monitor (2), dem die Signale von der <>5 Meßeinrichtung (1) zugeführt werden, enthaltend eine Speichereinheit (11), die ein Ausgangssignal von der Zähleinrichtung (7) als ein Minuendsignal speichert, eine Subtraktionsschaltung (12), die die Abweichung des Ausgangssignals aus der Zähleinrichtung (7) von dem gespeicherten Minuendsignal berechnet, einen Digital/Analogkonverter (13), der das Ausgangssignal von der Subtraktionsschaltung (12) in ein Analogsignal umwandelt, und eine Steuer- und Regeleinheit (3), enthaltend einen Wechselstromverstärker (15), der das Analogsignal von dem Digital/Analogkonverter (13) empfängt und seine variierende Komponente verstärkt, ein Wechselspannungsvoltmeter (16), das das Ausgangssignal von dem Wechselstromverstärker (15) gleichrichtet und integriert, wodurch ein quantitativer IST-Wert für die Erscheinungsform des Schweißeffekies erhalten wird, und ein Anzeigegerät (21) für diesen quantitativen IST-Wert

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch _neine Meßeinrichtung, enthaltend ein Hochfrequenz-Spannungstastelement (4) und/oder ein Hochfrequenz-Stromtastelement (5), einen Subtraktionszähler (8), der sowohl als Vorwahleinstellzähler als auch ais normaler Zähler betreibbar ist und einen Oszillator zur Erzeugung von Bezugszeitsignalen, einen Zähler mit einer Torschaltung und Schaltglieder zum Umschalten von der Arbeitsweise als Zähler auf die als Subtraktionszähler enthält und die Hochfrequenzsigaale von dem Spannungs- und/oder Stromtastelement (4, 5) empfängt und zählt bzw. Bezugszeitsignale zählt oder beim Arbeiten als Subtraktionszähler von einem voreingestellten Wert subtrahiert, enie Speichereinheit (31) für ein Minuendsignal, die ein Ausgangssignal von dem Subtraktionszähler (8) erhält, das sie in ein Komplementsignal umkehrt und während dessen Arbeitsweise als Zähler speichert und während der Arbeitsweise als Subtraktionszähler als Vorgabewert an den Subtraktionszähler (8) abgibt, wobei dieses Komplementsignal in der Speichereinheit (31) gerade vor der Umschaltung gespeichert war, einen Rückstellgenerator (9), der mit dem Subtraktionszähler (8) verbunden ist und periodisch Rückstellsignale erzeugt und sie dem Zähler zuführt, woraufhin der Zähler jeweils die Zählung beginnt, und eine Überwachungseinrichtung (14) zur Anzeige der Ausgangssignale von dem Subtraktionszähler (8) und zur Erzeugung von Steuersignalen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Digital/Analogkonverter (13) vorgesehen ist, der das Ausgangssignal von dem Subtraktionszähler (S) in ein Analogsignal umwandelt, das von der Überwachungseinrichtung (14) angezeigt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speichereinheit (31) für das Minuendsignal eine Stelieinheit zum vorherigen Einstellen eines Bezugssignals, das als Vorgabesignal anstelle des Komplementsignals verwendet wird, vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speichervorrichtung (11) für das Minuendsignal eine Stelleinheit vorgesehen ist, die ein Bezugssignal vorgibt, das anstelle des Ausgangssignals von der Zähleinrichtung (7) als Minuendsignal verwendet wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hochfrequenz-Spannungstastelement (4) und/oder dem

Hocbfrequenz-Str&rrttgstelement (5) und dem Zähler (7; 8) ein Tiefpaßfilter (6) vorgesehen ist, das höhere Harmonische aus den getasteten Signalen herausfiltert

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellsignalgenerator (9) mehr als 100 Rückstellsignale pro Sekunde erzeugt

13. Vorrichtung nach ekiem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellsigna! von dem Rückstellsignalgenerator (9) gegenüber dem vom Zähler nach Abschluß einer Zählung abgegebenen Zählungsbeendigungssignal verzögert ist

14. Vorrichtung nach eüiem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellsignalgenerator (9) die Rückstellsignale periodisch erzeugt wobei jedes Rückstellsignal taktmäßig gesteuert :n bezug auf ein taktmäßig gesteuertes von

^dem Zähler abgegebenes Zählungsbeendigungssignal erfolgt

15. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß zwischen der Zähleinrichtung (7) und der Speichereinheit (11) für das Minuendsignal ein Schalter (10) vorgesehen ist dem Ausgangssignale von der Zähleinrichtung (7) zugeführt werden und der schaltet wenn die Hochfrequenz ihren stationären Zustand erreicht und ein Ausgangssignal an die Speichereinheit (11) als Minuendsignal anstelle des Ausgangssignals von der Zähleinrichtung (7) abgibt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß sie eine Stelleinheit (18) zum vorherigen Einstellen eines Bezugssignals, einen Komparator (19) zum Berechnen eines Fehlersignals zwischen dem Ausgangssignal des Wechselspannungsvoltmeters (16) und demjenigen der Stelleinheit (18) und eine Regeleinheit (20) enthält, der das Fehlersignal zugeführt wird und die daraufhin Steuersignale erzeugt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 10, dadurch gekennzeicnnet daß sie eine Aufzeichnungsvorrichtung (22) für die Ausgangssignale des Wechselspannungsvoltmeters umfaßt

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet daß ein Wechselstromregler (23) vorgesehen ist der Signale von einer Regeleinheil (20) empfängt und die Hochfrequenzleistung der Schweißmaschine steuert.