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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegenden Lehren betreffen
eine Technik zum Schweißen
von Werkstücken
durch Einsatz elektrischer Widerstandsheizung, die durch Fließen von
elektrischem Strom durch die Werkstücke erzeugt wird.
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BESCHREIBUNG
DES STANDS DER TECHNIK
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Bekannte Schweißsysteme dieser Art umfassen
im allgemeinen ein Elektrodenpaar zum Halten von Werkstücken, eine
elektrische Stromquelle zur Erzeugung eines Schweiß-Stromflusses,
der mittels des Elektrodenpaars durch die Werkstücke fließen kann und ein Kontrollelement
zum Kontrollieren der elektrischen Stromquelle und des Stromflusses, der
dadurch erzeugt wird. Um eine robuste Schweißung zu erzeugen, muß die Schweißleistung
kontrolliert werden. Wenn die Schweißleistung, die dem Werkstück zugeführt wird,
zu groß ist,
kann die Schweißstelle
spritzen und dadurch eine robuste Schweißung verhindern. Wenn die Schweißleistung andererseits
zu gering ist, reduziert unzureichende Erhitzung an der Schweißstelle
die Schweißqualität. Früher wurde
die Schweißleistung
durch Einstellen von entweder des Schweiß-Stromflusses oder der Schweiß-Spannung kontrolliert.
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Es wurden verschiedene Arten vorbestimmter
Werte zum Kontrollieren der Leistungsmenge verwendet, die der Schweißstelle
zugeführt
wird. Zum Beispiel wird Schweiß-Stromfluß im allgemeinen
als derartiger vorbestimmter Wert genutzt. In diesem Fall wird der
Schweiß-Stromfluß überwacht
und erhöht, wenn
er zu gering ist, um eine robuste Schweißung zu erzeugen. Der Schweiß- Stromfluß wird reduziert, wenn
die Schweißleistung
zu groß ist,
um eine Überhitzung
des Werkstücks
zu verhindern.
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Es müssen jedoch verschiedene Arten
von Werkstücken
geschweißt
werden, und ein Optimalwert oder ein vorbestimmter Standardwert
hängt von der
Zusammensetzung des Werkstückmaterials
ab, einschließlich
davon, ob die Werkstücke
beschichtet sind oder nicht. Bei bekannten Schweißtechniken könnten, wenn
der Schweiß-Stromfluß als der
vorbestimmte Wert verwendet wird, vorbestimmte Schweiß-Stromflußwerte infolge
einer Variation der Werkstückzusammensetzung
zu groß oder
zu gering sein. Daher muß ein
vorbestimmter Standardstromflußwert
für jede
Art von Werkstücken,
die geschweißt
werden, unabhängig
bestimmt werden. Bei Anwendung dieser bekannten Schweißtechniken
erfordert die Bestimmung des Standardstromflußwerts typischerweise eine
große
Anzahl von Versuchen.
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Weiterhin muß, selbst wenn der Standardwert
des vorbestimmten Werts auf der Grundlage von Versuchsergebnissen
vorbestimmt wurde, ein Ausgleich für den Standardwert vorgesehen
sein, während
die Schweiß-Operationen weitergehen,
weil sich der Widerstand der Schweißelektroden nach wiederholten
Schweiß-Operationen
gewöhnlich ändert. Wenn
die Elektroden abgenutzt sind, kann eine robuste Schweißung nicht
einfach durch Kontrollieren des Schweiß-Stromflusses auf der Grundlage des
Standardwerts hergestellt werden, der bestimmt wurde, bevor die
Elektroden durch wiederholte Schweiß-Operationen abgenutzt wurden. Es ist
daher auch bekannt, daß die
Bestimmung einer Technik zum Ausgleichen des Standardwerts gemäß der Abnutzung
der Elektroden eine große
Anzahl von Versuchen erfordert.
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DEFINITION
DER ERFINDUNG
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Die Erfindung ist in Anspruch 1 und
5 definiert.
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KURZDARSTELLUNG
DER LEHREN
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Es ist dementsprechend eine Aufgabe
der vorliegenden Lehren, einen vorbestimmten Wert zum Schweißen von
Werkstücken
bereitzustellen, der nicht durch Variationen bei Werkstückmaterialien
und bei der Abnutzung von Elektroden beeinträchtigt ist, um dadurch die
Erfordernis zu vermeiden, Variationen bei Werkstückmaterialien und bei der Abnutzung der
Elektroden auszugleichen. wenn ein derartiger vorbestimmter Wert
verwendet wird, können
robuste Schweißungen
durch Überwachung
des vorbestimmten Standardwerts in konsistenter Weise hergestellt werden.
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Gemäß den vorliegenden Lehren wird
eine Gesamtleistung pro Volumeneinheit des Werkstücks als
der vorbestimmte Wert verwendet. In dieser Beschreibung soll Leistung
Leistung zur Widerstandsheizung von Werkstücken bedeuten, und die Menge der
Leistung ist durch V·l
(= l2R) angegeben. Durch Vorbestimmen der
Gesamtleistung, die zum Erzeugen einer robusten Schweißung notwendig
ist, und späterem
Zuführen
derselben Gesamtleistungsmenge pro Volumeneinheit an jede Schweißstelle
für eine vorgegebene
Werkstückzusammensetzung
können robuste
Schweißungen
ungeachtet von Variationen bei Werkstückmaterialien und bei der Abnutzung
von Elektroden in konsistenter Weise hergestellt werden. Nach der
Durchführung
verschiedener Versuche, bei denen Werte der Gesamtleistung pro Volumeneinheit des
Werkstücks
verändert
wurden, wurde bestätigt, daß robuste
Schweißungen
ungeachtet von Variationen bei Werkstückmaterialien und bei der Abnutzung von
Elektroden hergestellt werden konnten, wenn den Werkstücken die
Gesamtleistung pro Volumeneinheit innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs zugeführt
wird.
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Weil sich die Kontaktfläche zwischen
den Elektroden und dem Werkstück
verändert,
wenn die Elektrode abgenutzt ist, wurde es früher als schwierig erachtet,
eine einzelne vorbestimmte Gesamtleistung pro Volumeneinheit für Werkstücke zu berechnen,
die für
die Lebensdauer der Elektroden verwendet werden konnte. Wenn sich
jedoch gemäß der vorliegenden
Lehren der leitende Querschnitt der Werkstücke aufgrund von Veränderung
der Kontaktfläche der
Elektrode mit dem Werkstück ändert, ändert sich auch
die Schweißleistung,
die dem Werkstück
zugeführt
wird, entsprechend der Kontaktflächenveränderung.
Nach der Durchführung
bestimmter Berechnungen können
diese Änderungen
jedoch so vorgenommen werden, daß sie sich aufheben und für den vorbestimmten
Gesamtleistungswert, der dem Werkstück zugeführt wird, unerheblich sind.
Infolgedessen ändert
sich die bevorzugte Gesamtleistung pro Volumeneinheit des Werkstücks nicht,
wenn sich die Kontaktfläche
der Elektrode mit dem Werkstück
aufgrund von Abnutzung verändert.
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Daher wird die Gesamtleistung pro
Volumeneinheit als der vorbestimmte Wert zum Kontrollieren der Schweißleistung
gemäß der vorliegenden
Lehren verwendet. Wenn ein vorbestimmter Standardwert für den vorbestimmten
Wert bestimmt ist, der robuste Schweißungen für ein besonderes Werkstückmaterial
erzeugt, erzeugt dieser vorbestimmte Standardwert ungeachtet von
Variationen bei Werkstückmaterialien
und bei der Abnutzung der Elektroden robuste Schweißungen,
wodurch ermöglicht
wird, robuste Schweißungen
in konsistenter Weise zu erzielen.
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In einem ersten bevorzugten Aspekt
der vorliegenden Lehren wird die Gesamtleistung pro Volumeneinheit
der Werkstücke
auf der Grundlage der kombinierten Dicke der Werkstücke, die
geschweißt werden,
und der Zeit, die zum Erzeugen einer robusten Schweißung erforderlich
ist, berechnet. Variationen bei den Werkstückmaterialien und bei der Abnutzung
der Elektroden sind für
die vorliegenden Berechnungen im allgemeinen unerheblich. Die meisten Werkstücke können dann
unter Nutzung dieser Technik in befriedigender Weise geschweißt werden.
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In einem weiteren bevorzugten Aspekt
werden Leistung pro Volumeneinheit und per Zeiteinheit während der
Schweißperiode
einem Modell entsprechend berechnet, in dem die Schweißleistung
während
der ersten Hälfte
der Schweißperiode
auf einen ersten Wert und während
der zweiten Hälfte
der Schweißperiode
auf einen zweiten, niedrigeren Wert eingestellt wird. Durch relativ
hohes Einstellen der Leistung pro Volumeneinheit und pro Zeiteinheit
während
der ersten Hälfte
der Schweißperiode
kann die Temperatur des Werkstücks
in einer kurzen Zeit erhöht
werden, wodurch ein Kurzzeitschweißen ermöglicht ist. Außerdem kann
durch Reduzieren der Leistung während
der zweiten Hälfte
der Schweißperiode eine Überhitzung
des Werkstücks
vermieden werden, wodurch sichergestellt ist, daß eine robuste Schweißung erfolgt.
Daher kann in diesem bevorzugten Aspekt dem Werkstück die erforderliche
Gesamtleistung pro Volumeneinheit in einem relativ kurzen Zeitraum
zugeführt
werden.
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In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Lehren
wird die Leistung pro Volumeneinheit, die dem Werkstück zugeführt wird,
gemessen. Dieser gemessene Wert kann dann mit dem Wert verglichen werden,
der gemäß dem ersten
Aspekt berechnet wurde, um zu bestimmen, ob eine robuste Schweißung hergestellt
wurde oder nicht.
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Infolgedessen kann eine Schweißqualität ohne Berücksichtigung
von Variationen bei Werkstückmaterialien
und bei der Abnutzung von Elektroden konsistent bestimmt sein. Daher
gestatten die vorliegenden Lehren, daß Schweißdefekte leicht und genau identifiziert
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Widerstandsschweißsystems
zeigt, welches gemäß den vorliegenden
Lehren aufgebaut ist;
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2 ist
ein Ablaufdiagramm, das Verarbeitungsschritte zeigt, die gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
ausgeführt
werden können;
und
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3 ist
eine Graphik, die Bespiele der Beziehung zwischen den Verarbeitungsschritten
und Zyklus-für-Zyklus-Leistung bezüglich der
Gesamtleistung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird nun ein bevorzugtes Beispiel
zum Berechnen von Leistung „Q" pro Volumeneinheit
gemäß der vorliegenden
Lehren beschrieben. Die folgenden Zeichen werden zur einfachen Bezugnahme in
dieser Beschreibung verwendet:
„t" bezeichnet die Gesamtdicke eines Werkstückpaars;
„r" bezeichnet den elektrischen
Widerstand der Werkstücke;
„V" bezeichnet die Spannung
zwischen den Elektroden, die den Werkstücken zugeführt wird;
„l" bezeichnet den Schweiß-Stromfluß, der durch
die Werkstücke
fließt;
„S" bezeichnet die Kontaktfläche der
Elektroden mit dem Werkstück.
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In diesem Fall fließt der Schweiß-Stromfluß durch
einen Querschnitt der Werkstücke,
der säulenförmig ist
und die Querschnittfläche „S" aufweist, und der
Widerstand der Werkstücke
in diesem Querschnitt erzeugt Erhitzung dort hindurch, wenn der Stromfluß zugeführt ist.
Leistung „q" pro Volumeneinheit
und Zeiteinheit, die dem säulenförmigen Abschnitt
der Werkstücke
zugeführt
wird, kann durch die folgende Gleichung berechnet werden: q = (V·l)/(S·t) (1).
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Des weiteren wird der elektrische
Widerstand R des säulenförmigen Abschnitts
durch die folgende Gleichung erhalten: R = (r·t)/S (2).
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Wenn Gleichung (2) durch Einsetzen
des Verhältnisses
von S zu R, r und t in Gleichung (1) gelöst wird, ergibt sich folgende
Beziehung: q = (V·l·R)/(r·t2) = (V2)/(r·t2) (3).
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Daher kann Leistung (q) pro Volumeneinheit und
pro Zeiteinheit auf der Grundlage der Spannung V zwischen den Elektroden
und der Gesamtdicke t der Werkstücke
berechnet werden, und daher wird dieser Wert nicht durch die Kontaktfläche S der
Elektrode mit dem Werkstück
beeinträchtigt.
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Der Fachmann wird erkennen, daß in Gleichung
(3) Leistung q auf der Grundlage der Spannung V zwischen den Elektroden
berechnet wird. Leistung q kann jedoch auch auf der Grundlage des Stromflusses
l zwischen den Elektroden durch Einsetzen von V = l·R in Gleichung
(3) berechnet werden. Außerdem
ist, wie oben angeführt,
die Kontaktfläche
S der Elektrode mit dem Werkstück
für die
Berechnung der Leistung pro Volumeneinheit pro Zeiteinheit oder
der Gesamtleistung Q pro Volumeneinheit, die den Werkstücken zugeführt wird,
unerheblich.
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In den vorliegenden Lehren wird die
Gesamtleistung Q pro Volumeneinheit als ein vorbestimmter Wert benutzt.
Dieser Wert wird durch Addieren der Leistung q, die in jeder Zeiteinheit
während
der gesamten Schweißperiode
zugeführt
wird, berechnet. Die Gesamtschweißleistung, die den Werkstücken zugeführt wird,
wird auf der Grundlage des vorbestimmten Werts eingestellt.
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Es wird nun eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Lehren beschrieben. 1 ist
eine Ansicht, die einen Gesamtaufbau eines Widerstandsschweißsystems
zeigt, das mit einer Netzstromquelle 10 verwendet werden
kann. Ein Thyristor 26 ist zum Ändern des Schweiß-Stromflusses
durch Einstellen eines Zündwinkels
vorgesehen, der die Phase der WS-Stromversorgung bezeichnet, in
der dem Thyristor ein „Ein"-Signal zugeführt wird.
Schweiß-Stromfluß, der durch
den Thyristor 26 eingestellt ist, wird durch einen Schweiß-Transformator 30 in
eine Schweißleistung
mit niedriger Spannung und großem Stromfluß transformiert.
Der Schweiß-Stromfluß fließt dann
durch Werkstücke 60,
die zwischen einem Paar Elektroden 51. und 52 gehalten
sind. Eine Einspannkraft, die zum Halten der Werkstücke 60 zwischen
dem Paar Elektroden 51 und 52 vorgesehen ist,
kann durch vielerlei Mittel reguliert sein, die in der Technik bekannt
sind. Ein großer
Stromfluß fließt vorzugsweise
durch die Werkstücke 60,
um eine Widerstandsheizung der Werkstücke 60 zu bewirken,
wobei die Widerstandsheizung ein Schweißen der Werkstücke 60 ermöglicht.
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Die Spannung durch das Paar Elektroden 51 und 52 wird
durch einen Spannungsmesser 40 gemessen. Die gemessene
Spannung wird durch einen A/D-Umwandler 24 vorzugsweise
in ein digitales Signal umgewandelt und dann einer CPU 23 zugeführt. Die
CPU kann entsprechend einem Kontrollprogramm kontrolliert sein,
das in einem Festwertspeicher 21 gespeichert ist, so daß Leistung
pro Zeiteinheit (in dieser Ausführungsform
ist ein Zyklus die Zeiteinheit) und pro Volumeneinheit durch Kontrollieren
des Zündwinkels
des Thyristors eingestellt werden können. Vorzugsweise ist eine
E/A-Schnittstelle 25 zum
Zünden
des Thyristors 26 durch ein Zündsignal vorgesehen, das von
der CPU 23 ausgegeben wird.
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Ein Arbeitsspeicher 22 kann
zum vorübergehenden
Speichern verschiedener Arten von Daten genutzt werden. Das Kontrollprogramm,
das in dem Festwertspeicher 21 gespeichert ist, dient dazu,
einen Arbeitsprozeß auszuführen, der
durch ein Ablaufdiagramm in 2 gezeigt
ist. Dieser Prozess wird ausgeführt,
wenn die Schweiß-Operation
durchgeführt
wird.
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Der Fachmann wird erkennen, daß die vorliegenden
Lehren mit einem analogen Signalverarbeitungssystem oder einem gemischten
analog/digitalem Signalverarbeitungssystem verwendet werden können. Die
besonderen Schaltungen und Techniken zum Erzielen der vorliegenden
Lehren können
in hohem Maße
von der bevorzugten Ausführungsform abweichen,
ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert,
abzuweichen.
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Es wird nun unter Bezugnahme auf
das Ablaufdiagramm von 2 ein
repräsentatives
Kontrollprogramm zur Durchführung
einer Schweiß-Operation
entsprechend der vorliegenden Lehren beschrieben.
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Zunächst wird in Schritt S1 die
Gesamtleistung Q pro Volumeneinheit, die zum befriedigenden Schweißen des
Werkstücks
erforderlich ist, auf der Grundlage der Gesamtdicke t und dem Gesamtzeitbetrag,
in dem die Schweiß-Operation
abläuft,
berechnet, welcher in diesem Fall die Gesamtanzahl von Schweißzyklen
c des WS-Netzstroms 10 ist.
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Auf der Grundlage von Versuchen,
bei denen die Werkstückarten
und die Gesamtdicke der Werkstücke
verändert
wurden, kann die Gesamtleistung Q pro Volumeneinheit, die zum Erzeugen
robuster Schweißungen
erforderlich ist, auf der Grundlage der Gesamtdicke der Werkstücke und
der Schweißzeit (der
Anzahl von Schweißzyklen
c) bestimmt werden: Q
= Q0 + k·c/t (4),wobei c
die Anzahl der Schweißzyklen,
t die Gesamtdicke der Werkstücke,
Q0 eine Konstante, die sich vorzugsweise
in einem Bereich von 1 bis 100 J/mm3 bewegt,
und k ein Koeffizient ist, der sich vorzugsweise in einem Bereich
von 0 bis 10 J/c·mm2 bewegt. Vorzugsweise ist, wenn das Werkstück aus Eisen hergestellt
ist, Q = 9 J/mm3 und k = 2,6 J/(c·mm2). In diesem Fall kann ein Wert des Koeffizienten
k durch das Verhältnis
Widerstandsheizungsleistung/(Schweißperiode·mm2)
angegeben sein.
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Entsprechend dem Versuchsergebnis,
das auf der Grundlage der vorliegenden Lehren erzielt wurde, werden,
wenn die Gesamtleistung Q auf einen vorbestimmten Wert eingestellt
ist, der aus Gleichung (4) erhalten wird, robuste Schweißungen in konsistenter
Weise hergestellt, ungeachtet von Variablen wie Werkstückmaterialien,
Vorhandensein oder Fehlen der Beschichtung, Materialien der Beschichtung,
Abnutzung der Elektroden 51 und 52 und Größenordnung
der Einspannkraft zwischen den Elektroden 51 und 52.
Früher
wurde Schweißleistung durch
eine Erscheinung kontrolliert, die auf einer Zeiteinheitgrundlage
vorkommt. Zum Beispiel wurde Schweiß-Stromfluß als der vorbestimmte Wert
zur Kontrolle der Schweißleistung
ausgewählt.
Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden
Lehren Gesamtleistung als der vorbestimmte Wert anstelle der Erscheinung
verwendet, die auf einer Zeiteinheitgrundlage vorkommt. Diese Änderung
ermöglicht, daß robuste
Schweißungen
ungeachtet von Variationen bei Werkstückmaterialien und der Abnutzung
der Elektroden in konsistenter Weise hergestellt sind.
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Der Fachmann wird erkennen, daß Gleichung
(4) ein bevorzugtes Beispiel zum Ausdrücken der Berechnung, die gemäß der vorliegenden
Lehre verwendet wird, ist, und daß andere Näherungsgleichungen zum Erzielen
eines Optimalwerts für
Q verwendet werden können,
ohne die erzielten Ergebnisse zu beeinträchtigen. Außerdem kann der Optimalwert
für Q aus
einer vorbereiteten Aufstellung berechnet werden, in der der Wert
Q durch die Gesamtdicke der Werkstücke und die Schweißzeit aufgefunden
werden kann.
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In Schritt S2 von 2 wird Leistung q pro Zyklus berechnet,
um sicherzustellen, daß die
wünschenswerte
Gesamtleistung Q, die in Schritt S1 berechnet wurde, den Werkstücken zugeführt wird.
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3 stellt
eine bevorzugte Beziehung zwischen der Anzahl von Schweißzyklen
und Menge von Leistung q dar, die den Werkstücken während jedem Zyklus zugeführt wird.
Allgemein gesagt hängt
die Anzahl von Schweißzyklen
von der Gesamtdicke der Werkstücke
ab. Das heißt,
daß ein
dünnes
Werkstück
nur eine kurze Schweißzeit
erfordern könnte, während ein
dickes Werkstück
eine lange Schweißzeit
erfordern könnte.
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In 3 bezeichnet
C3 eine bevorzugte Anzahl von Schweißzyklen, wenn die Gesamtdicke
der Werkstücke
3 mm beträgt,
und C5 bezeichnet eine bevorzugte Anzahl von Schweißzyklen,
wenn die Gesamtdicke der Werkstücke
5 mm beträgt.
Linie P3 stellt eine bevorzugte Zyklus-für-Zyklus-Veränderung von Leistung q dar,
die zum Erzielen der gewünschten
Gesamtleistung Q3 verwendet werden kann, wenn die Werkstückgesamtdicke
3 mm beträgt.
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In einem anfänglichen Zyklus wird eine erste Leistungsmenge
q3 zugeführt.
Im Verlauf des Schweißens
der Werkstücke
wird die Leistungsmenge, die in jedem Zyklus zugeführt wird,
allmählich
reduziert, bis etwa 85% der Anfangsleistung während des letzten Schweißzyklus
zugeführt
wird. Wert Q3 bezeichnet Gesamtleistung, die durch Addieren der Leistung
q, die den Werkstücken
in jedem der C3 Zyklen zugeführt
wird, berechnet wird.
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Gleicherweise sind Linie P5 und Gesamtleistung
Q5 in 3 für ein Werkstück gezeigt,
das eine Dicke von 5 mm aufweist. Wiederum wird im Verlauf des Schweißens der
Werkstücke
die Leistungsmenge, die in jedem Zyklus zugeführt wird, allmählich reduziert,
bis etwa 85% der Anfangsleistung während des letzten Schweißzyklus
zugeführt
wird. Wert Q5 bezeichnet Gesamtleistung, die durch Addieren der Leistung
q, die den Werkstücken
in jedem der C5 Zyklen zugeführt
wird, berechnet wird.
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Vorzugsweise wird der Anfangswert
der Leistung q auf einen relativ hohen Wert eingestellt und in den
folgenden Zyklen allmählich
reduziert. Der Fachmann wird jedoch erkennen, daß die Leistung q in jedem Schweißzyklus
konstant gehalten sein kann. Wie oben angeführt wird der letzte Wert von
q in dieser bevorzugten Ausführungsform
auf etwa 85% des Anfangswerts eingestellt, was das vorteilhafte
Merkmal aufweist, starke Schweißungen
herzustellen, während
gleichzeitig die Schweißzeit
verkürzt
und die Möglichkeit
von Schweißspritzen
im wesentlichen reduziert ist.
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Schritt S3 von 2 dient zum Bestimmen, ob die Schweiß-Operation
abgeschlossen werden kann. Vorzugsweise wird die Anzahl der Schweißzyklen
während
der Schweiß-Operation
gezählt,
und die Schweiß-Operation
ist abgeschlossen, wenn die Anzahl der Zyklen einen vorbestimmten
Wert erreicht, wie durch C3 oder C5 in 3 gezeigt.
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Bis die gewünschte Anzahl von Zyklen erreicht
ist, wird NEIN ausgewählt
und Schritt S4 ausgeführt.
Schritt S4 dient zum Berechnen der Spannung V zwischen den Elektroden,
die zur Erzeugung der gewünschten
Leistung q pro Zyklus (Zeiteinheit) und pro Volumeneinheit erforderlich
ist, die in Schritt S2 unter Anwendung von Gleichung (3) berechnet wurde.
In Gleichung (3) ist die Einheit für die Zeiteinheit Sekunden.
Leistung q pro Zyklus ist jedoch in 3 dargestellt.
Es sollte daher beachtet werden, daß beim Berechnen der Spannung
V zwischen den Elektroden dieselbe Zeiteinheit verwendet werden muß.
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Schritt S5 dient zum Berechnen des Schweiß-Stromflusses
l, der zur Erzeugung der Spannung V zwischen den Elektroden erforderlich ist,
die in Schritt S4 berechnet wurde. Anschließend wird ein Zündwinkel
zum Ausführen
des Schweiß-Stromflusses
l berechnet, so daß der
Thyristor 26 erregt und mit dem berechneten Zündwinkel gezündet werden
kann (Schritt S6). Durch Ausführung
von Schritt S6 wird Schweiß-Stromfluß so kontrolliert,
daß er
mit dem gewünschten
Strom, der in Schritt S5 berechnet wurde, identisch ist.
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In Schritt S7 wird die Spannung V
zwischen den Elektroden gemessen. Der Widerstand zwischen den Elektroden
und die Leistung pro Volumeneinheit und pro Zeiteinheit (jeder Zyklus)
zum Gebrauch bei der Überwachung
werden unter Anwendung der gemessenen Spannung von Schritt S7 und
des Stromflußwerts
l, der vorher in Schritt S5 berechnet wurde, berechnet. Der Widerstand
zwischen den Elektroden, der in Schritt S8 berechnet wird, wird
zum Berechnen des Stromflusses l aus der Spannung V in Schritt S5
des nächsten
Zyklus der Schweiß-Operation
berechnet.
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Schritt S4 bis S8 wird für jeden
Zyklus wiederholt, und wenn die Anzahl von Schweißzyklen
abgeschlossen ist, die durch C3 oder C5 in 3 angezeigt ist, leitet Schritt S3 zu
JA weiter, und die Schweiß-Operation
ist abgeschlossen. Nach dem Abschluß der Schweißperiode wird
Schritt S9 ausgeführt
und die Leistung, die in Schritt S8 zum Gebrauch bei der Überwachung
berechnet wurde, addiert.
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Schritt S10 und S11 dienen zum Einschätzen der
Schweißergebnisse.
In Schritt S10 wird der Gesamtwert der Leistung, der den Werkstücken zugeführt und
in Schritt S9 berechnet wurde, durch den vorbestimmten Wert für die Gesamtleistung
Q geteilt, der in Schritt S1 berechnet wurde. Wenn der Wert, der
in Schritt S10 bestimmt wird (als Koinzidenzverhältnis X bezeichnet), einen
unteren Grenzwert überschreitet,
der geringfügig
unter 1,0 liegt, wurde den Werkstücken der vorbestimmte Wert
für die
Gesamtleistung zugeführt.
Wenn dies zutrifft, wird ein OK-Schritt ausgeführt und der Prozess abgeschlossen.
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Wenn das Koinzidenzverhältnis X
jedoch unter dem unteren Grenzwert liegt, wurde den Werkstücken die
erforderliche Gesamtleistung nicht zugeführt. Daher wird ein NG- („nicht
gut")- Schritt ausgeführt und
der Prozess abgeschlossen. In diesem Falle müssen die Werkstücke eingeschätzt werden,
um zu bestimmen, ob eine robuste Schweißung erzielt wurde.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform
wird die Schweißleistung
auf der Grundlage des vorbestimmten Werts kontrolliert, der die
Gesamtleistung pro Volumeneinheit der Werkstücke darstellt (Q3 oder Q5 entsprechend,
die durch Eingliedern von Linie P3 oder P4 von 3 erhalten werden). Daher kann der Standardwert
ungeachtet von Variationen bei Werkstückmaterialien oder der Abnutzung
der Elektroden eingestellt werden, wodurch robuste Schweißungen ermöglicht werden.
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Außerdem wird die Leistung pro
Zeiteinheit vorzugsweise allmählich
Zyklus für
Zyklus reduziert, wodurch ein rasches Ansteigen der Werkstücktemperatur
am Anfang der Schweiß-Operation
gestattet sowie übermäßige Erhitzung
am Ende der Schweiß-Operation
verhindert ist. Daher können
robuste Schweißungen
in einem kurzen Zeitraum hergestellt werden.
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Ferner kann durch Einschätzen der
Schweißergebnisse
auf der Grundlage der Gesamtleistung pro Volumeneinheit, die dem
Werkstück
tatsächlich zugeführt wurde,
eine hochwertige Einschätzung
ungeachtet von Variationen bei den Werkstückmaterialien und bei der Abnutzung
der Elektroden durchgeführt
werden.
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Während
die Lehren unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben wurden,
ist zu verstehen, daß Modifikationen
oder Veränderungen
leicht vorgenommen werden können, ohne
vom Anwendungsbereich der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.