DE-102020127649-B4 - Schweißsystem zur Analyse der Schweißqualität in Echtzeit

Abstract

Schweißsystem, umfassend: ein Roboter-Steuerungsmodul (512), das dafür konfiguriert ist, einen Roboter (508) zu betätigen und ein Schweißgerät während des Schweißens entlang einer Verbindung von Metallwerkstücken zu bewegen, wobei das Schweißgerät an dem Roboter (508) angebracht ist; ein Schweiß-Steuerungsmodul (516), das dafür konfiguriert ist, während des Schweißens Leistung an das Schweißgerät anzulegen, dem Schweißgerät ein Schutzgas zuzuführen und dem Schweißgerät Elektrodenmaterial zuzuführen; einen Bildsensor (550), der dafür konfiguriert ist, während des Schweißens N Abstände zwischen dem Bildsensor (550) und jeweils N Stellen auf einer äußeren Oberfläche einer Schweißraupe optisch zu messen, die entlang der Verbindung durch das Schweißgerät erzeugt wird, wobei N eine ganze Zahl größer als zwei ist; und ein Schweißmodul (1116), das dafür konfiguriert ist: eine Festigkeit der Schweißraupe an einer Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und mindestens einem Parameter von (a) dem Roboter-Steuerungsmodul (512) während des Schweißens, (b) dem Schweiß-Steuerungsmodul (516) während des Schweißens und/oder (c) einem Sensor (554), der dafür konfiguriert ist, Daten der Schweißung während des Schweißens zu erfassen; und die Festigkeit der Schweißnaht und die Stelle im Speicher (1120) zu speichern.

Inventors

• Pei-Chung Wang
• Spyros P. Mellas
• Debejyo Chakraborty
• James Michael Ward
• Diana M. Wegner

Assignees

• GM Global Technology Operations LLC

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20201021

Priority Date

20191122

Claims (10)

1. Schweißsystem, umfassend: ein Roboter-Steuerungsmodul (512), das dafür konfiguriert ist, einen Roboter (508) zu betätigen und ein Schweißgerät während des Schweißens entlang einer Verbindung von Metallwerkstücken zu bewegen, wobei das Schweißgerät an dem Roboter (508) angebracht ist; ein Schweiß-Steuerungsmodul (516), das dafür konfiguriert ist, während des Schweißens Leistung an das Schweißgerät anzulegen, dem Schweißgerät ein Schutzgas zuzuführen und dem Schweißgerät Elektrodenmaterial zuzuführen; einen Bildsensor (550), der dafür konfiguriert ist, während des Schweißens N Abstände zwischen dem Bildsensor (550) und jeweils N Stellen auf einer äußeren Oberfläche einer Schweißraupe optisch zu messen, die entlang der Verbindung durch das Schweißgerät erzeugt wird, wobei N eine ganze Zahl größer als zwei ist; und ein Schweißmodul (1116), das dafür konfiguriert ist: eine Festigkeit der Schweißraupe an einer Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und mindestens einem Parameter von (a) dem Roboter-Steuerungsmodul (512) während des Schweißens, (b) dem Schweiß-Steuerungsmodul (516) während des Schweißens und/oder (c) einem Sensor (554), der dafür konfiguriert ist, Daten der Schweißung während des Schweißens zu erfassen; und die Festigkeit der Schweißnaht und die Stelle im Speicher (1120) zu speichern.
2. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einer Spannung, die während des Schweißens an das Schweißgerät angelegt und vom Schweiß-Steuerungsmodul (516) empfangen wird.
3. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einem Strom, der während des Schweißens durch das Schweißgerät fließt und vom Schweiß-Steuerungsmodul (516) empfangen wird.
4. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einer Zuführungsrate des Elektrodenmaterials zum Schweißgerät während des Schweißens, die vom Schweiß-Steuerungsmodul (516) empfangen wird.
5. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einem Strom eines Elektromotors, der dafür konfiguriert ist, das Elektrodenmaterial während des Schweißens dem Schweißgerät zuzuführen, und der vom Schweiß-Steuerungsmodul (516) empfangen wird.
6. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einem Volumenstrom des Schutzgases zum Schweißgerät während des Schweißens, die vom Schweiß-Steuerungsmodul (516) empfangen wird.
7. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einer Position des Schweißgeräts während des Schweißens, die vom Roboter-Steuerungsmodul (512) empfangen wird.
8. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einer Lage des Schweißgeräts während des Schweißens, die vom Roboter-Steuerungsmodul (512) empfangen wird.
9. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und einer Laufrichtung des Schweißgeräts während des Schweißens, die vom Roboter-Steuerungsmodul (512) empfangen wird.
10. Schweißsystem nach Anspruch 1 , wobei das Schweißmodul (1116) dafür konfiguriert ist, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abstände an der Stelle entlang der Verbindung; und einer Bewegungsgeschwindigkeit des Schweißgeräts während des Schweißens, die vom Roboter-Steuerungsmodul (516) empfangen wird.

Description

Einleitung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schweißen und insbesondere auf ein Schweißsystem zur Durchführung von Echtzeitprüfungen von Schweißnähten. Schweißen ist ein Prozess, der zwei oder mehr Materialteile wie etwa zwei Metallteile. miteinander verbindet Schweißen ist mit der Nutzung von Wärme verbunden, um Material zu schmelzen oder zu plastifizieren, und damit, das Material abkühlen zu lassen, um zu bewirken, dass die Teile verschmelzen oder aneinander binden. Für verschiedene Schweißarten können unterschiedliche Arten von Wärmequellen verwendet werden. Zum Beispiel wird beim Lichtbogenschweißen Elektrizität verwendet. Eine Schweißart ist Widerstandsschweißen. Eine andere Schweißart ist Laserschweißen, bei dem ein oder mehr Laser verwendet werden, um das Laserschweißen durchzuführen. Andere Schweißarten umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Elektronenstrahlschweißen, Reibschweißen und Ultraschallschweißen. Das Widerstandsschweißen beinhaltet die Erzeugung von Wärme, indem Strom durch den durch den Kontakt zwischen zwei oder mehreren Metalloberflächen hervorgerufenen den Widerstand geleitet wird. Wenn ein hoher Strom (z. B. 1000 - 100000 Ampere) durch das Metall geleitet wird, bilden sich am Schweißbereich kleine Ansammlungen geschmolzenen Metalls. Punktschweißen (oder Widerstandspunktschweißen (RSW)) ist ein Widerstandsschweißverfahren, das zum Verbinden von sich überlappenden Metallteilen (z. B. Blechen) verwendet wird. Zwei Elektroden leiten gleichzeitig Strom durch die Bleche, um die Komponenten miteinander zu verschweißen. Auf die Stellen, an denen Strom durch die Komponenten geleitet wird und die Komponenten miteinander verbunden werden, kann als Schweißpunkte verwiesen werden. Zur weiteren Hintergrundinformation sei an dieser Stelle vorab auf die Druckschriften DE 40 14 251 A1, DE 692 06 928 T2, JP 2012- 184 996 A und CN 1 06 093 070 A verwiesen. Zusammenfassung Erfindungsgemäß wird ein Schweißsystem vorgestellt, das sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet. Das Schweißsystem umfasst: ein Roboter-Steuerungsmodul, das dafür konfiguriert ist, einen Roboter zu betätigen und ein Schweißgerät während des Schweißens entlang einer Verbindung von Metallwerkstücken zu bewegen, wobei das Schweißgerät an dem Roboter angebracht ist; ein Schweiß-Steuerungsmodul, das dafür konfiguriert ist, während des Schweißens Leistung an das Schweißgerät anzulegen, dem Schweißgerät ein Schutzgas zuzuführen und dem Schweißgerät Elektrodenmaterial zuzuführen, einen Vision- bzw. Bildsensor, der dafür konfiguriert ist, während des Schweißens N Abstände zwischen dem Bildsensor und jeweils N Stellen auf einer Außenfläche einer Schweißraupe optisch zu messen, die entlang der Verbindung durch das Schweißgerät erzeugt wird, wobei N eine ganze Zahl größer als zwei ist; und ein Schweißmodul, das dafür konfiguriert ist: eine Festigkeit der Schweißraupe an einer Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung; und mindestens einem Parameter (a) dem Roboter-Steuerungsmodul während des Schweißens, (b) dem Schweiß-Steuerungsmodul während des Schweißens und/oder (c) einem Sensor, der dafür konfiguriert ist, Daten der Schweißung während des Schweißens zu erfassen; und die Festigkeit der Schweißnaht und die Stelle im Speicher zu speichern. In weiteren Merkmalen ist das Schweißmodul dafür konfiguriert, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung und einer Spannung, die während des Schweißens an das Schweißgerät angelegt und vom Schweiß-Steuerungsmodul empfangen wird. In weiteren Merkmalen ist das Schweißmodul dafür konfiguriert, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung und einem Strom, der während des Schweißens durch das Schweißgerät fließt und vom Schweiß-Steuerungsmodul empfangen wird. In weiteren Merkmalen ist das Schweißmodul dafür konfiguriert, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung und einer Zuführungsrate des Elektrodenmaterials zum Schweißgerät während des Schweißens, die vom Schweiß-Steuerungsmodul empfangen wird. In weiteren Merkmalen ist das Schweißmodul dafür konfiguriert, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Verbindung und einem Strom eines Elektromotors, der dafür konfiguriert ist, das Elektrodenmaterial während des Schweißens dem Schweißgerät zuzuführen, und der vom Schweiß-Steuerungsmodul empfangen wird. In weiteren Merkmalen ist das Schweißmodul dafür konfiguriert, die Festigkeit der Schweißraupe an der Stelle entlang der Verbindung zu bestimmen, basierend auf: den N Abständen an der Stelle entlang der Ve