191003. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés ponthegesztés vezérlésére
1 A találmány tárgya ellenállás-ponthegesztés vezérlésére szolgáló eljárás valamint berendezés az eljárás foganatosítására. Az ellenállás-hegesztés legelterjedtebb változatánál, a ponthegesztés ipari méretű alkalmazásánál gyakori követelmény, hogy olyan körülmények között kell a ponthegesztések magas szintű és állandó minőségét biztosítani, ahol a hegesztési folyamatot és a létrehozott kötések minőségét befolyásoló paraméterek, mint például a hálózati fesztültség, a felületi tisztaság és a hegesztendő elemek alakja, a hegesztő elektródák állapota és elhasználtsági foka, a pneumatikus rendszerben uralkodó nyomás stb. két hegesztés között is ingadozhatnak és változhatnak. Ez a feladat annál jelentősebb, minél magasabb az elvárás az előállított termékkel szemben és minél nagyobb az egyes hegesztési pontok üzemi terhelése. A jelenleg legjobban elterjedt eljárás, amelyet ponthegesztéses eljárás vezérlésére alkalmaznak, arra korlátozódik, hogy a hegesztést befolyásoló fő paramétereket, így az áramerősséget, a hegesztési időt és a nyomóerőt állandó értéken tartsa. Ez az eljárás sajnos nem alkalmas a külső zavaró tényezők többségének eliminálására. Ennek az a következménye, hogy a létrehozott ponthegesztés nem rendelkezik egyenleges és megfelelő tulajdonságokkal. Ez a tervezők és konstruktőrök bizalmatlanságát vonja maga után és arra ösztönzi őket, hogy a tényleges üzemi terhelés által meghatározott hegesztési pontok számának többszörösét írják elő egy termék kialakításánál. Ismert megoldás, hogy a felsorolt hátrányok jelentős része a hegesztési idő vezérlésével megszüntethető, amelynek során a vezérlőjeleket magából a hegesztési paraméterekből nyerjük ki. Ismeretes olyan eljárás, amelyben a hegesztő áram abban a pillanatban megszűnik, amint a hegesztett felületek hőtágulása eléri vagy megközelíti a maximális értéket. Ezzel biztosítják, hogy a hegesztési pont méretei egy optimális érték közelében maradnak amelyet mindig az adott anyagi, geometriai és energetikai feltételek szabnak meg. Ennek az eljárásnak hiányossága, hogy mechanikai méretet - a hőtágulás mértékét — méri. Ezt a további feldolgozás céljából elektromos jellé kell alakítani, amely a célra alkalmas jelátalakítót tesz szükségessé, amely egyrészt bonyolult, másrészt felszerelése a hegesztőgépen műszaki és üzemi jellegű nehézségeket okoz. Nem alkalmazható ez az eljárás kis mechanikai szilárdságú, illetve elhasznált vagy rossz állapotban levő vagy pontatlan megvezetéssel rendelkező hegesztőgépeknél. Hasonló módon alkalmazása kizárt felfüggesztett hegeSztőfogók esetén is. További, a hegesztési idő szabályozására alkalmas ismert eljárás szerint az elektródák közötti ellenállás nagyságát mérik a hegesztés során, tehát kizárólag elektromos paramétereket mérnek mindenféle jelátalakító nélkül. Egy ilyen ismert eljárás szerint mérik az ellenállásérték vátozását, az ellenállás maximális értékét tárolják, amely a hegesztett kötés kialakulásában egy jellegzetes szakasz kezdetét jelenti és lényegében a hegesztési pont megolvadásának felel meg, Ehhez a maximális értékhez meghatározott, 5% és kb. 45% közötti értéket .számítanak hozzá. A hegesztőáramot akkor szakítják meg, amikor a mért ellenállás a maximum után a maximális érték fent említett 5-45%-os tartományában egy előzőleg beállított értéknyit süllyed. 2 2 Az eljárás hátránya abban áll, hogy az abszolút ellenállásértékek mérése miatt mindig meghatározott százalékot kell hozzáadni, amelyet minden egyes technológiai lépéshez újra be kell állítani. Ez vonatkozik például arra az esetre, amikor különböző anyagok, anyagvastagságok és lemezszámok kombinációi képezik a hegesztendő alkatrészeket. További ismert és az elektródák közötti ellenállásmérésén alapuló eljárás során meghatározzák azt a tmax időpontot, amikor az ellenállás maximális Rmax értéket ér el és a hegesztőáramot t időpontban szakítják meg, ahol a t időpont t = A * B • tmax egyenletből adódik, ahol A az elektródák közötti ellenállást, míg B a hegesztendő lemezek vastagságát jelöli. Az eljárásnak a fent leírtakhoz hasonló hiányosságai vannak, nevezetesen az egyes technológiai helyzetek során a A és B értékek Folyton változnak. Az eljárást megvalósító berendezést tehát minden egyes változás után át kelíl állítani. További hátránya, hogy a berendezés nem reagál az olvadt fém kifröccsenésére, amely túlmelegeclés vagy nyomáscsökkenés hatására következik be és így nem is képes a hegesztőáram megszakítására a fém kifröccsenésekor. A találmánnyal célunk a felsorolt hiányosságok és hátrányok kiküszöbölése, illetve jelentős mérvű csökkentése. A kitűzött feladatot olyan ponthegesztés hegesztési idejének szabályozására alkalmas eljárással oldottuk meg, amelynek során mérjük a hegesztőelektródák közötti R ellenállás értékét attól a tmax időponttól, amikor az ellenállás helyi maximális Rmax értékét eléri, addig a t időpontig, amikor az ellenállásfüggvény idő szerinti (Rmax — R)dt (I) tmax integrálja egy előre meghatározott és beállított értéket elér, majd ennek az értéknek az elérése után a hegesztőáramot lekapcsoljuk. A találmány szerinti eljárást olyan berendezéssel valósítottuk meg, amely elektródák közötti ellenállásmenetnek megfelelő feszültséget létrehozó generátorral rendelkezik és ennek kimenete átkapcsoló bemenetére csatlakozik, az átkapcsoló első kimenete az ellenállás maximális értéke tárolójának bemenetére van rákötve, a tároló kimenete integrátor alapállapot állító bemenetére valamint állítóbemenettel ellátott referenciafeszültség fokozat jelbemenetére kapcsolódik, és utóbbi áramkör kimenete komparátor összehasonlító bemenetére csatlakozik. A generátor kimenete egyidejűleg ellenállásérték-csúcsdetektor bemenetére van rákötve, amelynek kimenete az átkapcsoló vezérlőbemenetére és az integrátor nullázó bemenetére kapcsolódik. Az átkapcsoló második kimenete az integrátor jelbemenetével van összekapcsolva, amelynek kimenete a komparátor jelbemenetével van összekötve, és a komparátor kimenete hegesztőberendezéssel áll kapcsolatban. Mint Iáható, az ellenállás-függvény felírt t (Rmax — R)dt tmax integrálja jól felhasználható az ellenállás-ponthegesztések esetében, mivel olyan érték amely nem változik, hanem fizikailag hasonló lefolyású folyamatok során azok bemeneti paramétereinek válto-191.0C3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
