DE-102024132333-A1 - Schweißvrorrichtung

Abstract

Schweißvorrichtung (1), insbesondere zur Verbindung von Blechelementen (2) für Kraftfahrzeuge mittels Schweißens, umfassend eine Schweißzangeneinrichtung (3), insbesondere Servo-Schweißzange, die eine zur Erfassung einer Weginformation, insbesondere eines zurückgelegten Wegs, wenigstens eines Schweißzangenelements (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) ausgebildete Wegerfassungseinrichtung (9) und eine zur Erfassung einer Kraftinformation ausgebildete Krafterfassungseinrichtung (10) aufweist, die eine auf wenigstens ein Schweißzangenelement (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) wirkende Kraft betrifft, wobei die Schweißvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, eine Kraft-Weg-Relation basierend auf einer bei einem ersten Kraftwert realisierten ersten Weginformation und einer bei einem zweiten Kraftwert realisierten zweiten Weginformation zu bestimmen und für eine spezifische Schweißkraft in einem Schweißprozess eine Soll-Weginformation basierend auf der Kraft-Weg-Relation zu bestimmen.

Inventors

• Torsten Schulz

Assignees

• BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241106

Claims (10)

1. Schweißvorrichtung (1), insbesondere zur Verbindung von Blechelementen (2) für Kraftfahrzeuge mittels Schweißens, umfassend eine Schweißzangeneinrichtung (3), insbesondere Servo-Schweißzange, die eine zur Erfassung einer Weginformation, insbesondere eines zurückgelegten Wegs, wenigstens eines Schweißzangenelements (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) ausgebildete Wegerfassungseinrichtung (9) und eine zur Erfassung einer Kraftinformation ausgebildete Krafterfassungseinrichtung (10) aufweist, die eine auf wenigstens ein Schweißzangenelement (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) wirkende Kraft betrifft, dadurch gekennzeichnet , dass die Schweißvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, eine Kraft-Weg-Relation basierend auf einer bei einem ersten Kraftwert realisierten ersten Weginformation und einer bei einem zweiten Kraftwert realisierten zweiten Weginformation zu bestimmen und für eine spezifische Schweißkraft in einem Schweißprozess eine Soll-Weginformation basierend auf der Kraft-Weg-Relation zu bestimmen.
2. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Soll-Weginformation eine bestimmte Gesamtblechdicke der zwischen den Schweißzangenelementen (4, 5) in dem Schweißprozess angeordneten Bleche umfasst, wobei die Schweißvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, eine mittels der Wegerfassungseinrichtung (9) für den Schweißprozess erfasste Ist-Weginformation mit der für den Schweißprozess bestimmten Soll-Weginformation zu vergleichen.
3. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Schweißvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, für wenigstens zwei verschiedene Schweißprozesse, insbesondere Schweißpunkte, verschiedene Soll-Weginformationen zu bestimmen.
4. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schweißvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Ist-Weginformation und/oder die Kraftinformation in einem bestimmten Zeitintervall < 100ms zu erfassen.
5. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schweißvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Ist-Weginformation und/oder eine Differenz zwischen Ist-Weginformation und Soll-Weginformation mit einer Warngrenze (21) zu vergleichen und bei Überschreiten der Warngrenze (21) eine Referenzierung der Schweißvorrichtung (1) durchzuführen.
6. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schweißvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Ist-Weginformation und/oder eine Differenz zwischen Ist-Weginformation und Soll-Weginformation mit einer Fehlergrenze (22) zu vergleichen und bei Überschreiten der Fehlergrenze (22) eine Fehlerroutine auszuführen, insbesondere den Schweißprozess zu unterbrechen und eine Fehlermeldung auszugeben.
7. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schweißvorrichtung (1), insbesondere zur Verifizierung, dazu ausgebildet ist, einen über wenigstens ein Schweißzangenelement (4, 5) in einem Schweißprozess fließenden Schweißstrom zu erfassen.
8. Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schweißvorrichtung (1), insbesondere zur Verifizierung, dazu ausgebildet ist, eine Ist-Weginformation mittels eines weiteren Schweißprozesses einer anderen Schweißzangeneinrichtung (3) an demselben Blechelement (2) und/oder derselben Schweißzangeneinrichtung (3) an einem anderen Blechelement (2) zu überprüfen.
9. Steuerungseinrichtung (11) für eine Schweißvorrichtung (1), insbesondere eine Schweißvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Schweißzangeneinrichtung (3), insbesondere Servo-Schweißzange, die eine zur Erfassung einer Weginformation, insbesondere eines zurückgelegten Wegs, wenigstens eines Schweißzangenelements (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) ausgebildete Wegerfassungseinrichtung (9) und eine zur Erfassung einer Kraftinformation ausgebildete Krafterfassungseinrichtung (10) aufweist, die eine auf wenigstens ein Schweißzangenelement (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) wirkende Kraft betrifft, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Kraft-Weg-Relation basierend auf einer bei einem ersten Kraftwert realisierten ersten Weginformation und einer bei einem zweiten Kraftwert realisierten zweiten Weginformation zu bestimmen und für eine spezifische Schweißkraft in einem Schweißprozess eine Soll-Weginformation basierend auf der Kraft-Weg-Relation zu bestimmen.
10. Verfahren zum Betreiben einer Schweißvorrichtung (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , umfassend eine Schweißzangeneinrichtung (3), insbesondere Servo-Schweißzange, die eine zur Erfassung einer Weginformation, insbesondere eines zurückgelegten Wegs, wenigstens eines Schweißzangenelements (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) ausgebildete Wegerfassungseinrichtung (9) und eine zur Erfassung einer Kraftinformation ausgebildete Krafterfassungseinrichtung (10) aufweist, die eine auf wenigstens ein Schweißzangenelement (4, 5) der Schweißzangeneinrichtung (3) wirkende Kraft betrifft, dadurch gekennzeichnet , dass eine Kraft-Weg-Relation basierend auf einer bei einem ersten Kraftwert realisierten ersten Weginformation und einer bei einem zweiten Kraftwert realisierten zweiten Weginformation bestimmt wird und für eine spezifische Schweißkraft in einem Schweißprozess eine Soll-Weginformation basierend auf der Kraft-Weg-Relation bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung, insbesondere zur Verbindung von Blechelementen für Kraftfahrzeuge mittels Schweißens, umfassend eine Schweißzangeneinrichtung, insbesondere eine Servo-Schweißzange, die eine zur Erfassung einer Weginformation, insbesondere eines zurückgelegten Wegs, wenigstens eines Schweißzangenelements der Schweißzangeneinrichtung ausgebildete Wegerfassungseinrichtung und eine zur Erfassung einer Kraftinformation ausgebildete Krafterfassungseinrichtung aufweist, die eine auf wenigstens ein Schweißzangenelement der Schweißzangeneinrichtung wirkende Kraft betrifft. Schweißvorrichtungen, die dazu verwendet werden, Blechelemente, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, durch Schweißverbindungen miteinander zu verbinden, wobei diese eine Schweißzangeneinrichtung, zum Beispiel eine Servo-Schweißzange, aufweisen, mit denen die zu verschweißenden Blechelemente gegriffen und mit einer Schweißkraft beaufschlagt werden und durch Aufbringen eines Schweißstroms, der zwischen den Schweißzangenelementen durch die Blechelemente fließt, miteinander verschweißt werden, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Schweißvorrichtungen weisen üblicherweise eine Krafterfassungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die Schweißkraft mit denen die Blechelemente mittels den Schweißzangenelementen beaufschlagt werden, zu erfassen bzw. zu überwachen. Zusätzlich kann eine Weginformation erfasst werden, die den bei dem Schweißvorgang von dem wenigstens einen Schweißzangenelement zurückgelegten Weg beschreiben kann. Derartige Wegerfassungseinrichtungen weisen jedoch üblicherweise eine vergleichsweise geringe Auflösung bzw. Genauigkeit bezüglich des zu erfassenden Wegs auf. Bei der Beschickung der Schweißvorrichtung mit Blechelementen, beispielsweise bei Zuführung von Blechelementen durch einen Werker oder bei einer Entnahme von Blechelementen durch einen Roboter, kann sich aufgrund der vergleichsweise geringen Blechdicke, insbesondere <1 mm, eine Mehrfachentnahme ergeben, sodass fälschlicherweise wenigstens ein Blechelement für eine bestimmte Verbindung von Blechelementen zu viel gegriffen wird. Alternativ ist es ebenso möglich, beispielsweise wenn drei oder mehr Blechelemente miteinander verschweißt werden, dass eines der Blechelemente fehlt, zum Beispiel zu wenig Blechelemente zugeführt wurden. Dies kann dazu führen, dass die hergestellte Schweißverbindung unzureichend ist, da beispielsweise für den betreffenden Schweißpunkt nicht die geforderten Randbedingungen eingehalten werden können. Hierzu ist üblicherweise bekannt, dass jeder Schweißpunkt mit definierten Parametern geschweißt wird, beispielsweise einer für den Schweißpunkt festgelegten Schweißkraft und einem bestimmten Schweißstrom. Wird ein Blechelement zu viel oder zu wenig gegriffen wird die Schweißverbindung fehlerhaft ausgeführt. Wird ein derartiger Fehler nicht bemerkt, kann dies zu aufwändigen Nacharbeiten oder einem Verlust des teilweise hergestellten Produkts, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, führen, falls eine Nacharbeit nicht mehr möglich ist. Es sind ferner separate Erfassungsvorrichtungen bekannt, die dazu ausgebildet sind, die Anzahl der Blechelemente zu überwachen, beispielsweise anhand einer vergleichsweise fein aufgelösten bzw. genauen Messung der Gesamtblechdicke. Derartige Erfassungsvorrichtungen stellen jedoch einen Mehraufwand für die Bereitstellung an der Schweißvorrichtung und somit eine Erhöhung der damit verbundenen Kosten, der Wartung und dergleichen dar und können gegebenenfalls den Prozessablauf verlangsamen, falls für die Messung der Blechdicke bzw. der Anzahl der Blechelemente zusätzliche Zeit erforderlich ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den auftretenden Schweißstrom zu überwachen, um festzustellen, ob die Anzahl der Blechelemente der gewünschten Anzahl entspricht. Dieser Ansatz erlaubt jedoch üblicherweise keine Bestimmung einer exakten Blechdicke und somit ebenfalls keine eindeutige Aussage über die Anzahl der Blechelemente zwischen den Schweißzangenelementen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Schweißvorrichtung anzugeben, bei der eine Überwachung des Schweißprozesses weniger aufwendig sichergestellt ist. Die Aufgabe wird durch eine Schweißvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen. Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung, die im Speziellen zur Verbindung von Blechelementen für Kraftfahrzeuge mittels Schweißens eingerichtet ist. Die Schweißvorrichtung umfasst eine Schweißzangeneinrichtung, zum Beispiel eine Servo-Schweißzange. Die Schweißzangeneinrichtung weist wiederum eine Krafterfassungseinrichtung und eine Wegerfassungseinrichtung auf. Die Krafterfassungseinrichtung und Wegerfassungseinrichtung können in einer Baugruppe bzw. in einer Einheit integriert sein. Zum Beispiel können die Krafterfassungseinrichtung und die Wegerfassungseinrichtung in eine Ver