用于焊接控制系统的装置和用于在控制焊接工具时产生力值的方法制造方法及图纸

提供一种用于焊接控制系统（10）的装置（50、50A）和一种用于在控制焊接工具（21）时对力值进行可信度校验的方法。所述装置（50、50A）具有用于测定至少一个焊接工具参数（A

【技术实现步骤摘要】
用于焊接控制系统的装置和用于在控制焊接工具时产生力值的方法
本专利技术涉及一种用于焊接控制系统的装置和一种用于在控制焊接工具时产生力值的方法。
技术介绍
金属部件能够用焊接工具来连接。例如，焊接工具被用在工业设备中，所述工业设备尤其是用于车辆的生产线等。在此，金属部件、尤其是板材用焊接工具通过焊接来连接。在自动化的车身骨架制造中，作为焊接工具来使用在焊接电极（Schweißelektrode）上具有电极帽的焊接钳。在进行电阻焊时，用焊接钳的两个焊接电极在有待焊接的位置处对有待焊接的构件进行挤压。由此形成电路，在该电路中以特殊的电流变化曲线在构件之间形成焊接核心（）。在进行点焊/电阻焊时，焊接点的恒定的质量非常重要。这样的焊接钳例如被构造为电动伺服的焊接钳，以便施加用于挤压焊接钳的力来形成焊接点。如果被导入到焊接钳中的力太大，则焊接钳被损坏。因此，力调节器的使用是有利的，以便如此计量被导入到焊接钳中的力，从而在焊接钳或焊接工具处不出现损坏。所述力调节器在力调节时使用所测得的力值、即所谓的实际力。所述实际力用力传感器来测量。然而，成问题的是，所述力传感器的布置成本高昂。此外，所述力传感器应该一再保养、尤其是校准，以便能够避免力传感器输出错误的实际力值或实际力的错误值。如果输出了错误的实际力值，那么在对焊接工具的运行进行调节和监控时就会使用错误测量的实际力。在此，在对焊接工具、尤其电动伺服的焊接钳进行力调节时，用错误的实际力值就会导致设定错误的力。这可能导致焊接点质量差、像比如敞开的焊接点、大量飞溅物等并且导致焊接工具的损坏。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供一种用于焊接控制系统的装置和一种用于在控制焊接工具时产生力值的方法，用所述装置和方法能够解决上述问题。尤其应提供一种用于焊接控制系统的装置和一种用于在控制焊接工具时产生力值的方法，其中对工业设备中的、由焊接控制系统控制的不同类型的任意焊接工具来说所产生的力能够如此设定，从而能够以较小的安装和保养开销以及较高的运行安全性和精度来实现焊接连接的保持不变的质量。该任务通过一种根据权利要求1所述的用于焊接控制系统的装置得到解决。所述装置具有测定模块和力值产生模块，其中所述测定模块用于测定至少一个焊接工具参数，所述焊接工具参数取决于在用焊接工具进行的焊接过程中该焊接工具相对于至少一个构件的驱动，并且其中所述力值产生模块用于从由所述测定模块测定的焊接工具参数来产生在用焊接工具进行的焊接过程中出现的实际力，其中所述力值产生模块被构造用于用焊接工具的模型来产生实际力。前述装置能够在没有力传感器的情况下以所要求的高质量来调节焊接连接的建立。由此能够节省资源。此外，对于焊接设备能够节省用于力传感器的成本。此外，由于不需要力传感器，也取消了用于力传感器的投入运行、定标（Skalierung）和保养、尤其校准的时间耗费。这对焊接控制系统来说意味着额外的显著的成本节约。尽管如此，所述装置能够避免焊接工具的损坏。由此能够避免用于消除焊接设备的故障的高成本的维修使用。因此，所述焊接控制系统显著地提高了焊接工具的使用寿命。总体上，所述装置能够确保，能够获得所建立的焊接连接的所期望的质量。例如，在力调节的情况下，在力实际值被错误地测量、特别是被太大地测量的情况下能够避免焊接飞溅物和由此引起的差的焊接点质量。由此减少了由工业设备生产的废品。总之，由此能够使工业设备中的焊接设备的故障最小化。由此，最终能够提高工业设备的产量。在从属权利要求中说明了所述装置的其他有利的设计方案。模型能够将焊接工具建模为弹簧并且能够具有至少一个确定弹簧的弹簧参数。能够考虑的是，所述至少一个弹簧参数是等效弹簧常数，其具有至少一个与焊接工具的机械特性有关的弹簧常数以及一个与至少一个有待焊接的构件的特性有关的弹簧常数。作为补充方案或替代方案，能够考虑的是，所述至少一个弹簧参数是死时间，该死时间在向焊接工具加载力之后延迟用于建立焊接连接的力形成。在一种特定的设计方案中，所述力值产生模块能够被构造用于考虑到焊接过程中的确定弹簧的参数的变化。根据一实施例，所述至少一个焊接工具参数是焊接工具的臂弯曲（Armaufbiegung），所述臂弯曲是焊接工具的至少一个电极的实际位置的函数。作为补充方案或替代方案，根据另一实施例，所述至少一个焊接工具参数是焊接工具的至少一个电极的加速力矩，并且所述加速力矩是用于对焊接工具的至少一个电极进行驱动的驱动机构的实际转速的函数。根据另一种可选方案，所述力值产生模块被构造用于为了产生实际力而考虑到在用焊接工具进行的焊接过程中出现的力的变化，其中由于所述至少一个构件的热膨胀并且/或者由于至少一个电极在熔化位置处沉入到所述至少一个构件中并且/或者由于焊接飞溅物而出现所述力的变化。前述装置能够是用于焊接工具的焊接控制系统的一部分，该焊接控制系统此外具有用于调节力的变化曲线的力调节模块，在建立焊接连接时焊接工具的至少一个电极将所述力施加到至少一个构件上，其中所述力调节模块与所述装置如此连接，使得所述力调节模块将由装置产生的实际力用于调节力的变化曲线。在此，所述装置此外能够被构造用于测定力的实际值之间的差，在用焊接工具进行的焊接过程中由测定模块在相同的时间里为不同的焊接工具参数产生了所述力的实际值，其中所述装置被构造用于：如果所测定的差在数值上太大，则通知焊接控制系统应该中断焊接过程。此外，前述焊接控制系统能够具有用于对力调节模块的调节进行测评的设定模块，其中所述设定模块被构造用于将焊接工具建模为弹簧并且在至少一个确定弹簧的参数的基础上设定力调节模块的至少一个调节器参数。前述装置能够是焊接设备的一部分，所述焊接设备此外具有焊接工具和焊接控制系统，其中所述焊接工具具有至少一个用于在至少一个构件上建立焊接连接的电极，并且其中所述焊接控制系统用于控制用焊接工具来建立焊接连接，其中所述力调节模块与所述装置如此连接，使得所述力调节模块将由所述装置产生的实际力用于调节力的变化曲线。在此，所述焊接工具能够是电阻焊接工具，其被构造为具有两个电极的焊接钳。此外，所述任务通过一种根据权利要求13所述的用于在控制焊接工具时产生力值的方法来解决。该方法用用于焊接控制系统的装置来实施并且具有以下步骤：用测定模块来测定至少一个焊接工具参数，所述焊接工具参数取决于在用所述焊接工具进行的焊接过程中所述焊接工具相对于至少一个构件的驱动；并且用力值产生模块从由所述测定模块测定的焊接工具参数中产生实际力，所述实际力在用所述焊接工具进行的焊接过程中出现，其中所述力值产生模块用所述焊接工具的模型来产生所述实际力。所述方法获得与前面关于装置所提到的优点相同的优点。本专利技术的其它可行的实现方案也包括之前或接下来关于实施例所描述的特征或实施方式的未明确提到的组合。在此，本领域技术人员也能够添加单个方面来作为本专利技术的相应的基本形式的改进或补充。附图说明...

【技术保护点】
1.用于焊接控制系统（10）的装置（50、50A），具有用于测定至少一个焊接工具参数（A

【技术特征摘要】
20200121 DE 102020200617.21.用于焊接控制系统（10）的装置（50、50A），具有用于测定至少一个焊接工具参数（AB、M_B）的测定模块（51）和用于从由所述测定模块（51）测定的焊接工具参数（AB、M_B）中产生在用所述焊接工具（21）进行的焊接过程中出现的实际力（FS（t）、FS_ACT）的力值产生模块（52），其中所述至少一个焊接工具参数（AB、M_B）取决于在用所述焊接工具（21）进行的焊接过程中所述焊接工具（21）相对于至少一个构件（5、6）的驱动，其中所述力值产生模块（52）被构造用于用所述焊接工具（21）的模型（511）产生所述实际力（FS（t）、FS_ACT）。


2.根据权利要求1所述的装置（50、50A），其中所述模型（511）将所述焊接工具（21）建模为弹簧（211、212、213）并且具有至少一个确定所述弹簧（211、212、213）的弹簧参数（k_E、Tt）。


3.根据权利要求2所述的装置（50、50A），其中所述至少一个弹簧参数（k_E、Tt）是等效弹簧常数（k_E），所述等效弹簧常数具有至少一个关于焊接工具（21）的机械特性的弹簧常数（k_F1、kF2）和关于所述至少一个有待焊接的构件（5、6）的特性的弹簧常数（k_F3）。


4.根据权利要求2或3所述的装置（50、50A），其中所述至少一个弹簧参数（k_E、Tt）是死时间（Tt），在向所述焊接工具（21）加载力（FS（t）、FS_ACT）时所述死时间（Tt）延迟用于建立焊接连接（7）的力形成。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置（50、50A），其中所述力值产生模块（52）被构造用于在焊接过程中考虑到所述至少一个弹簧参数（k_E、Tt）的变化。


6.根据前述权利要求中任一项所述的装置（50、50A），其中所述至少一个焊接工具参数是所述焊接工具（21）的臂弯曲（AB），所述臂弯曲是所述焊接工具（21）的至少一个电极（22、23）的实际位置（LACT）的函数，并且/或者其中所述至少一个焊接工具参数是所述焊接工具（21）的至少一个电极（22、23）的加速力矩（M_B），并且所述加速力矩（M_B）是用于驱动焊接工具（21）的至少一个电极（22、23）的驱动机构（26）的实际转速（n_ACT）的函数。


7.根据前述权利要求中任一项所述的装置（50、50A），其中所述力值产生模块（52）被构造用于为了产生实际力（FS（t）、FS_ACT）而考虑到在用所述焊接工具（21）进行的焊接过程中出现的力（Fs（t）、FS_ACT）的变化，并且其中所述力（Fs（t）、FS_ACT）的变化由于所述至少一个构件（5、6）的热膨胀并且/或者由于所述至少一个电极（22、23）在熔化位置处沉入到所述至少一个构件（5、6）中并且/或者由于焊接飞溅物（8）而出现。


8.用于焊接工具（21）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·施托尔策，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE