DE3929669A1 - Bolt arc welding gun - with single fixed electromagnetic positioning device which is monitored and corrected by path measuring unit fixed to it - Google Patents

Bolt arc welding gun - with single fixed electromagnetic positioning device which is monitored and corrected by path measuring unit fixed to it

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Abstract

Bolt arc welding gun in which the two positioning stages of contacting the bolt with the workpiece and then moving the bolt away from the workpiece to ignite the arc are carried out using a single fixed DC regulating magnet (4) whose armature (5) is connected to the bolt holder (2). The magnet (4) is connected to a fixed path measuring device (7) which measures the movement of the armature (5) relative to the magnet. This nominal value is fed to a control unit (8) and compared with an optimal value and compensation signals sent back to magnet (4) to ensure that optimum movement is achieved over the two positioning operations. ADVANTAGE - Has simple construction by using just a single movement device and has improved functioning capabilities.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bolzenanschweißvorrichtung, insbesondere Bolzenschweißpistole, für Hubzündungsschweiß­ verfahren und ähnliche Verfahren, bei denen der Bolzen zwecks Zündung eines Pilotlichtbogens vom Werkstück abgehoben wird, mit einem Gerätegehäuse, einem im Gerät axial verschieblich geführten, an eine Schweißstromquelle anschließbaren Bolzenhalter, einem den Bolzenhalter zum Werkstück hin verstellenden ersten Stellorgan und einem das zwecks Zündung des Pilotlichtbogens erforderliche Zurückziehen des Bolzenhalters bewirkenden zweiten motorischen Stellorgans in Form eines Elektromagneten.The invention relates to a stud welding device, especially stud welding gun, for drawn arc welding procedures and similar procedures in which the bolt to ignite a pilot arc from the workpiece is lifted off, with a device housing, one in the device axially displaceably guided to a welding power source connectable stud holder, one the stud holder for Workpiece adjusting first actuator and one the one required to ignite the pilot arc Pull back the second bolt holder motorized actuator in the form of an electromagnet.

Gattungsähnliche Bolzenanschweißvorrichtungen sind bei­ spielsweise aus der DE 30 32 829 A1 bekannt. Zum Stand der Technik wird ferner auf die DE 36 31 598 A1 ver­ wiesen. Genus-like stud welding devices are included known for example from DE 30 32 829 A1. To the booth the technology is also ver on DE 36 31 598 A1 grasslands.  

Bei den erstgenannten gattungsgemäßen Bolzenanschweiß­ vorrichtungen wird als erstes Stellorgan, beispiels­ weise eine Schraubenfeder verwendet, deren Einsatz inso­ fern problematisch ist als bei unterschiedlichen Werk­ stückabständen und/oder Bolzenabmessungen in axialer Richtung gesehen, sich unterschiedliche Krafteinwir­ kungen der Feder ergeben, die aus der Federkonstanten resultieren.With the first-mentioned generic stud welding devices is the first actuator, for example as a coil spring used, the use inso is far more problematic than with different works spacing and / or bolt dimensions in axial Seen in the direction, different forces exerted kung the spring result from the spring constant result.

Als zweite Stellorgane werden Elektromagneten einge­ setzt, die ihrem Wesen nach Zweipunktstellglieder sind.Electromagnets are inserted as second actuators sets that are essentially two-point actuators.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, eine Bolzenanschweißvor­ richtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die hin­ sichtlich ihres Aufbaus vereinfacht und hinsichtlich ihrer Funktion verbessert ist.Based on this state of the art, the Er the task is based on a stud welding direction of a generic type to create the visibly simplified and in terms of their structure their function is improved.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß beide Stellorgane durch einen einzigen gehäuse­ fest gehalterten Gleichstrom-Regelmagneten gebildet sind, dessen Anker fest mit dem Bolzenhalter ge­ koppelt ist, daß insbesondere der Regelmagnet mit einer gehäusefest installierten Wegmeßvorrichtung verbunden ist, mittels derer der Stellweg des Ankers relativ zum Magneten erfaßbar ist und daß insbesondere eine elek­ trische Steuerung geräteseitig installiert ist, in die der von der Wegmeßvorrichtung erfaßte Istwert einlesbar ist, die diesen mit einem vorgegebenen Sollwert bzw. einer Folge von Sollwerten vergleicht und an den Regelmagneten Stellwerte zum Abgleich von Soll- und Istwert überträgt.To achieve this object, the invention proposes that both actuators by a single housing firmly held DC control magnet are, the anchor ge with the bolt holder couples that in particular the control magnet with a  Connected fixed measuring device connected is, by means of which the travel of the armature relative to Magnet can be detected and that in particular an elec tric control is installed on the device side, in which the the actual value detected by the displacement measuring device can be read in, which this with a predetermined setpoint or one Comparing the sequence of setpoints and on the control magnet Transfer control values for the comparison of setpoint and actual value.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Wegmeßvorrich­ tung ein induktiver Wegaufnehmer ist.It is preferably provided that the Wegmeßvorrich device is an inductive displacement sensor.

Desweiteren ist bevorzugt, daß der Bolzenhalter den Anker des Regelmagneten bildet.Furthermore, it is preferred that the bolt holder is the anchor of the control magnet.

Durch den Einsatz eines Gleichstromregelmagneten wird erreicht, daß anstelle der bisher notwendigen zwei Stell­ organe lediglich ein einziges Stellorgan eingesetzt werden kann.By using a DC control magnet achieved that instead of the previously necessary two Stell organs used only a single actuator can be.

Solche Regelmagnete sind ihrem Wesen nach keine Zwei­ punktstellglieder, sondern sie sind elektromagnetische Gleichstrom-Betätigungsmagnete, insbesondere Hubmagnete, die als Stellglieder oder Teile von Stellgliedern in Steuerketten und Regelkreisen eingesetzt werden können. Sie unterscheiden sich von den üblichen Be­ tätigungsmagneten, die Zweipunktstellglieder dar­ stellen, in ihrem kontinuierlichen analogen Weg- Stromverhalten in Verbindung mit ihrer Gegenlast bzw. in ihrem besonders definierten Kraft-Stromverhalten.Such control magnets are by their nature no two point actuators, but they are electromagnetic DC actuating magnets, in particular lifting magnets,  the as actuators or parts of actuators are used in control chains and control loops can. They differ from the usual Be actuating magnets, the two-point actuators in their continuous analog path- Current behavior in connection with their counter load or in their specially defined power-current behavior.

Durch den Einsatz dieser Gleichstromregelmagneten ist es möglich, den Bolzenhalter mittelbar oder unmittel­ bar allein durch eine entsprechende Erregung des Magneten in die gewünschte Arbeitslage definiert zu verstellen. Beispielsweise ist es möglich, den Bolzen­ halter in eine Grundstellung zu überführen, in welcher ein Bolzen zugeführt wird. Desweiteren kann der Bolzenhalter aus der Grundstellung in eine erste Arbeitsposition überführt werden, in welcher der ein­ gesetzte Bolzen auf Anlage an das Werkstück gehalten wird, an welches der Bolzen angeschweißt werden soll. By using this DC control magnet it is possible to directly or indirectly cash only by a corresponding excitement of the Magnets defined in the desired working position adjust. For example, it is possible to use the bolt to convert the holder into a basic position, in which is fed a bolt. Furthermore can the stud holder from the basic position to a first one Work position are transferred, in which the one placed bolts held against the workpiece to which the stud is to be welded.  

Schließlich ist auch der Arbeitszyklus für Hub­ zündungsschweißverfahren mit solchen Gleichstromregel­ magneten durchzuführen, bei welchen der Bolzen mit dem Bolzenhalter zunächst an das Werkstück herangeführt, dann unter Einschaltung des Schweißstromes um ein bis zwei Millimeter abgehoben wird, so daß ein Pilotlichtbogen erzeugt wird und nachfolgend der Bolzen in das so er­ zeugte Schweißbad des Werkstückes abgesenkt wird.After all, the work cycle is also for Hub Ignition welding process with such a direct current rule to carry out magnets in which the bolt with the First the stud holder is brought up to the workpiece, then by switching on the welding current by one or two Millimeter is lifted off so that a pilot arc is generated and subsequently the bolt into it witnessed weld pool of the workpiece is lowered.

Um automatische Schweißabläufe mit diesen Gleichstrom­ regelmagneten durchführen zu können, ist der Regel­ magnet mit einer Wegmeßvorrichtung und einer elek­ trischen Steuerung verbunden. Mittels der Wegmeßvor­ richtung kann der Stellweg des Ankers des Regelmagneten erfaßt werden und dieser Istwert in die Steuerung ein­ gelesen werden. Die Steuerung umfaßt einen Regel­ kreis mit Soll-Istwert-Vergleich und eine Sollwert­ ausgabe, mittels derer der Regelmagnet mehr oder weniger erregbar ist, so daß hierüber die Steuerung des Bewegungsablaufes des Bolzenhalters möglich ist. To automatic welding processes with this direct current The ability to perform control magnets is the rule magnet with a displacement measuring device and an elec trical control connected. By means of the distance measurement direction of travel of the armature of the control magnet be recorded and this actual value in the control to be read. The control comprises a rule circle with target-actual value comparison and a target value edition, by means of which the control magnet more or is less excitable, so that the control the movement of the bolt holder is possible.  

Ein solcher Regelmagnet kann besonders einfach auch direkt mit Bolzenhalter gekoppelt werden, sofern dieser Bolzenhalter aus magnetisierbarem Material be­ steht und somit der Bolzenhalter oder Bestandteile des Bolzenhalters den Anker des Magneten bilden können.Such a control magnet can also be particularly simple can be coupled directly to the stud holder, if this stud holder be made of magnetizable material stands and thus the stud holder or components of the bolt holder can form the anchor of the magnet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung schafft unter Vermeidung von bisher üblichen komplizierten mechanischen Bau­ teilen eine Bolzenanschweißvorrichtung, die äußerst exakt eingestellt werden kann und bei der eine exakte Überwachung von Schweißparametern (Abhub, Eintauchge­ schwindigkeit und dergleichen) erfolgen kann.The training according to the invention creates while avoiding of complicated mechanical construction usual up to now share a stud welding device that extremely can be set exactly and with an exact Monitoring of welding parameters (lifting, immersion speed and the like) can be done.

Ein streng schematisiertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.A strictly schematic embodiment is shown in the drawing and in more detail below described.

Die Zeichnungsfigur zeigt die wesentlichen Elemente der Bolzenschweißvorrichtung in Prinzipdarstellung.The drawing figure shows the essential elements of the Stud welding device in principle.

Die Bolzenanschweißvorrichtung, beispielsweise eine Bolzenschweißpistole für Hubzündungsverfahren, besteht aus einem Gerätegehäuse, welches bei 1 schematisch ange­ deutet. In dem Gerätegehäuse ist ein Bolzenhalter 2 axial verschieblich geführt und gehaltert. Der Bolzen­ halter 2 weist an seinem freien, dem jeweiligen Werk­ stück zugewandten Endteil eine Aufnahme für einen Bolzen 3 auf. Um den Bolzenhalter im gewünschten Ablaufschema zum Werkstück hin bzw. von diesem weg verstellen zu können, ist ein gehäusefest gehalterter Gleichstrom­ regelmagnet 4 vorgesehen, dessen Anker 5 über ein Kupplungsstück 6 mit dem Bolzenhalter 2 verbunden ist. Der Regelmagnet 4 ist mit einer gehäusefest installier­ ten Wegmeßvorrichtung 7 gekoppelt, die beispielsweise mechanisch die jeweilige Stellung des Ankers 5 relativ zu dem eine entsprechende Ankeraufnahme aufweisenden Regelmagneten 4 erfaßt. Diese jeweilige tatsächliche Stellung ist als Istwert bezeichnet. Der Istwert kann von der Wegmeßvorrichtung 7 über eine Leitungsverbindung in eine geräteseitig installierte elektrische Steuerung 8 eingelesen werden. Die Steuerung umfaßt einen Regel­ kreis mit Soll-Istwert-Vergleich, wobei der von der Wegmeßvorrichtung 7 erfaßte Ist-Wert eingelesen, mit dem fest eingestellten oder programmäßig erfaßten Soll­ wert verglichen wird und dieser Sollwert über eine Leitungs­ verbindung zur Einflußnahme auf den Regelmagneten 4 benutzt wird. Durch die entsprechende Erregung des Regelmagneten 4 wird der Anker 5 und damit der Bolzenhalter 2 bzw. der Bolzen 3 im Regelschema ver­ stellt, wobei eine exakte Einstellung und Überwachung der Schweißparameter erfolgen kann.The stud welding device, for example a stud welding gun for drawn-arc ignition methods, consists of a device housing, which is schematically indicated at 1 . A bolt holder 2 is guided and held axially displaceably in the device housing. The bolt holder 2 has a receptacle for a bolt 3 at its free end piece facing the respective work piece. In order to be able to adjust the stud holder towards or away from the workpiece in the desired sequence, a direct current control magnet 4 which is fixed to the housing is provided, the armature 5 of which is connected to the stud holder 2 via a coupling piece 6 . The control magnet 4 is coupled to a housing-installed position measuring device 7 , which for example mechanically detects the respective position of the armature 5 relative to the control magnet 4 having a corresponding armature receptacle. This actual position is called the actual value. The actual value can be read by the displacement measuring device 7 via a line connection into an electrical control 8 installed on the device. The control includes a control circuit with target-actual value comparison, the actual value detected by the displacement measuring device 7 is read in, compared with the fixed or program-acquired target value and this target value is used via a line connection to influence the control magnet 4 becomes. By appropriate excitation of the control magnet 4 , the armature 5 and thus the bolt holder 2 or the bolt 3 in the control scheme ver, whereby an exact setting and monitoring of the welding parameters can be done.

Vorzugsweise kann die Wegmeßvorrichtung 7 ein induktiver Wegaufnehmer üblicher Bauart sein.The displacement measuring device 7 can preferably be an inductive displacement transducer of a conventional type.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine insgesamt äußerst einfache Bolzenschweißvorrichtung geschaffen, die mit wenigen Bauteilen eine äußerst präzise Arbeits­ weise ermöglicht.The training according to the invention is an overall extremely simple stud welding device created, which with extremely few components is extremely precise wisely enables.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt,sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not based on the embodiment limited, but often within the scope of the disclosure variable.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, in the description and / or drawing disclosed individual and combination features regarded as essential to the invention.

Claims (3)

1. Bolzenanschweißvorrichtung, insbesondere Bolzen­ schweißpistole, für Hubzündungsschweißverfahren und ähnliche Verfahren, bei denen der Bolzen zwecks Zündung eines Pilotlichtbogens vom Werkstück abge­ hoben wird, mit einem Gerätegehäuse, einem im Gerät axial verschieblich geführten, an eine Schweißstrom­ quelle anschließbaren Bolzenhalter, einem den Bolzen­ halter zum Werkstück hin verstellenden ersten Stell­ organ und einem das zwecks Zündung des Pilot­ lichtbogens erforderliche Zurückziehen des Bolzen­ halters bewirkenden zweiten motorischen Stell­ organes in Form eines Elektromagneten, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Stellorgane durch einen einzigen gehäusefest gehalterten Gleichstrom-Regel­ magneten (4) gebildet sind, dessen Anker (5) fest mit dem Bolzenhalter (2) gekoppelt ist, daß insbe­ sondere der Regelmagnet (4) mit einer gehäusefest installierten Wegmeßvorrichtung (7) verbunden ist, mittels derer der Stellweg des Ankers (5) relativ zum Magneten (4) erfaßbar ist, und daß insbe­ sondere eine elektrische Steuerung (8) geräteseitig installiert ist, in die der von der Wegmeß­ vorrichtung (7) erfaßte Istwert einlesbar ist, die diesen mit einem vorgegebenen Sollwert bzw. einer Folge von Sollwerten vergleicht und an den Regel­ magneten (4) Stellwerte zum Abgleich von Soll- und Istwert überträgt.1.Bolt welding device, in particular a stud welding gun, for drawn arc welding processes and similar processes in which the stud is lifted off the workpiece for the purpose of igniting a pilot arc, with a device housing, a stud holder which is axially displaceably guided in the device and can be connected to a welding current source, and a stud holder towards the workpiece-adjusting first actuator and a second motor actuator in the form of an electromagnet, which causes the retraction of the bolt holder to cause the pilot arc to be retracted, characterized in that both actuators are magnets ( 4 ) formed by a single housing-mounted DC control are, the armature ( 5 ) is fixedly coupled to the bolt holder ( 2 ), that in particular the special control magnet ( 4 ) is connected to a housing-mounted displacement measuring device ( 7 ), by means of which the travel of the armature ( 5 ) relative to the magnet ( 4 ) can be detected, and that in particular an electrical control ( 8 ) is installed on the device side, into which the actual value detected by the displacement measuring device ( 7 ) can be read, which compares it with a predetermined setpoint value or a sequence of setpoint values and to the Control solenoids ( 4 ) transmits control values for comparing the setpoint and actual value. 2. Bolzenanschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßvorrichtung (7) ein induktiver Wegaufnehmer ist.2. Stud welding device according to claim 1, characterized in that the displacement measuring device ( 7 ) is an inductive displacement transducer. 3. Bolzenanschweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenhalter (2) den Anker (5) des Regelmagneten (4) bildet.3. stud welding device according to claim 1 or 2, characterized in that the stud holder ( 2 ) forms the armature ( 5 ) of the control magnet ( 4 ).
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