Elektrodenkraftmessung. Schweißpunkte, die sitzen

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1 Elektrodenkraftmessung Schweißpunkte, die sitzen

2 Qualität beim Punktschweißen hat ihren guten Grund Beim Punktschweißen bestimmen die Elektrodenklemmkraft, der Schweißstrom und der Zeitpunkt seines Einschaltens die Qualität. Eine sichere Prozesssteuerung setzt ein wirksames Überwachungssystem voraus, für dessen Qualität die messtechnische Lösung maßgebend ist. Die Kistler Instrumente AG hat eine Reihe von Systemen entwickelt, die die Elektrodenschließkraft indirekt, durch Messung der Dehnung an Teilen der Elektroden (Pinolen) oder der Maschinenstruktur erfasst oder direkt, unmittelbar zwischen den Elektroden misst. Durch die Kombination mit einer Auswerteeinheit lassen sich Monitorsysteme in die Maschine integrieren, Servicestationen und Prüfstände mit einem zuverlässigen Kraftmesssystem ausrüsten. Die piezolelektrischen Sensoren von Kistler bieten eine Reihe von Vorteilen: dynamische und quasistatische Messaufgaben sehr weiter Messbereich hohe Präzision und Repetiergenauigkeit der Messwerte praktisch überlastsicher Langzeitstabilität: Die kalibrierten Werte bleiben über Jahre hinweg konstant kompakte Baugröße hohe Steifigkeit, keine Schwächung der Maschinenstruktur aufgrund robuster Bauweise geeignet für industrielle Umgebungen weitgehend unempfindlich gegen elektromagnetische Felder enorm lange Lebensdauer

3 Für Schweißzangen aller Art Kraftmessung in Prüfständen Roboterschweißzangen müssen während der Produktentwicklung zum Testen von Verfahren oder nach Instandhaltungsarbeiten funktional und messtechnisch geprüft werden. Beim Ablauf eines solchen Prüfprogramms ist die Messung der Elektrodenklemmkraft von zentraler Bedeutung. Der Sensor Typ 9831A... dient als Referenzeinheit; er kalibriert und erfasst die Elektrodenkraft mit einer enorm hohen Repetiergenauigkeit. Gerade bei Prüfständen sind extreme Bedingungen möglich. Beispielsweise wenn Elektroden asymetrisch zusammentreffen oder wenn Schlagkräfte auftreten. Die hohe Überlastsicherheit des piezoelektrischen Kraftsensors ist dabei von großem Vorteil. Einsatz des Kraftsensors als kalibrierte Referenzeinheit (direkte Kraftmessung). Der Kraftverlauf lässt sich in einem Prüfprotokoll dokumentieren. Hohe Überlastsicherheit beim Auftreten von zu großen Elektrodenkräften. Prüfung der Elektrodenkraft in Servicestationen Im Karosseriebau hat das Widerstandspunktschweißen einen dominanten Stellenwert; sein Einsatz ist einfach und flexibel. Nicht rechtzeitig erkannte Fehler an den Schweißzangen oder falsche Prozessparameter beim Schweißen können zu Produktionsausschuss oder fehlerhaften Teilen führen. Der Schweißkraft-Prüfsensor Typ 9833A ist für die periodische Kraftmessung in Produktionsstraßen konzipiert. Schweißroboter prüfen automatisch je nach Zyklenzahl und Belastung die Elektrodenkraft. Der Zeitpunkt einer solchen Messung kann manuell durch die Maschinensteuerung oder durch einen Befehl aus dem Kontrollraum der Produktionsanlage bestimmt werden. Die Kraftmessung ist in einer Servicestation integriert. Der Schweißroboter durchläuft periodisch einen so genannten Servicezyklus: Die Elektrodenkappen werden neu gefräst (Konus und Linse), die Elektrodenform wird optisch kontrolliert, die Elektrodenklemmkraft geprüft (Kistler) und es erfolgt eine Strommessung. Die Kraftmessung des Fügevorganges lässt sich dokumentieren (Statistik, Qualitätsmanagement). Fehlerhaftes Arbeiten der Schweißzange kann rechtzeitig erkannt werden. Der Zeitpunkt für Instandhaltungsarbeiten kann optimiert werden. Online-Überwachung Nur eine integrierte Systemlösung ermöglicht die permanente Überwachung der Elektrodenschließkräfte bei Roboterschweißzangen. Die äußerst komplexe Messaufgabe verlangt Zusammenarbeit, Flexibilität und Knowhow des Zangen- und Steuerungsherstellers sowie des Endverbrauchers. Die piezoelektrische Messtechnik von Kistler eignet sich dafür, den Schweißzyklus je nach Rahmenbedingungen, durch so genannte «indirekte Kraftmessung» zu erfassen und zu überwachen. Die integrierte Sensorik erlaubt beispielsweise den Umbau oder die Nachrüstung von Maschinenelementen, elektrischen Servomotoren oder pneumatischen Zylindern. Die präzisen Messwerte müssen online oder nach Zyklusende durch die Maschinensteuerung verarbeitet und ausgewertet werden. Die Krafteinleitung der Elektroden kann online geregelt und überwacht werden (indirekte Kraftmessung). Die Kraftmessung des Fügevorganges lässt sich dokumentieren (Statistik, Qualitätsmanagement). Fehlerhaftes Arbeiten der Schweißzange oder mangelhafte Bauteile können rechtzeitig erkannt werden. Einstellen und Testen von Schweißzangen an Prüfständen. Der Kraftsensor Typ 9831 dient dabei als kalibrierte Referenzeinheit. Messung der Elektrodenkraft durch den Prüfsensor Typ 9833A. Messung der Kraft durch Dehnungssensor Typ 9232A an der Zangenoberfläche.

4 Stationär heißt nicht statisch F [N] Die wenigsten stationären Schweißanlagen sind mit einem brauchbaren Elektrodenklemmkraft-Messsystem ausgerüstet. Meistens wird die Anzeige des pneumatischen Druckes über ein Manometer in Verbindung mit einer Umrechnungstabelle abgelesen. Die Messung der Elektrodenkraft ist jedoch nur dann exakt, wenn sie so nahe wie möglich am Schweißvorgang vorgenommen wird, unabhängig von mechanischen Einflüssen oder Druckluftschwankungen. t [s] Sensor 1 Sensor 2 Sensor 3 Kalibrierung mit Messsystem Typ 9831A... Anwendung unterschiedlicher Kraft- Dehnungssensoren an C-Form-Struktur. Kraft-Zeit-Verlauf, gemessen mit Dehnungssensor Typ 9232A. Kraftmessung ohne Schweißstrom. Kraftmessung und Prozessüberwachung durch Dehnungssensoren Eine Schweißmaschine lässt sich auf sehr einfache Art und Weise durch piezoelektrische Kraft-Dehnungssensoren nachrüsten. Die Messstelle kann an der Armatur, nahe bei der Elektrode oder an einer geeigneten Stelle an der Rückwand der meist in C-Form gebauten Maschinenstruktur sein. Die Signalauswertung erfolgt über die Maschinensteuerung oder durch einen der Control-Monitore von Kistler. Schweißanlagen können auf einfache Weise mit einem Messsystem nachgerüstet werden. Der Schweißzyklus kann bezüglich Elektrodenkraft und Zeitpunkt des Schweißstromes optimiert werden. Die Überwachung des Fügevorganges ermöglicht eine konstant hohe Qualität des Endproduktes. Kraftmessung und Prozessüberwachung mit Messunterlagscheiben Die Kraftmessung kann auch durch integrierte Messunterlagscheiben ausgeführt werden, so etwa bei Sondermaschinen, bei Schweißanlagen mit speziellen Bauformen der Elektroden (zum Beispiel Buckelschweißmaschinen) oder aus Dimensionsgründen. Dabei werden in Maschinenteilen wie Flanschen, in Schubstangen pneumatischer oder elektrischer Servomotoren oder hinter Elektrodenplatten einer oder mehrere Kraftsensoren eingebaut. Diese Messanordnung erfolgt ebenfalls auf Basis der «indirekten Kraftmessung». Mit dem Messsystem Typ 9831A... können die Sensoren jederzeit kalibriert werden. Die Krafteinleitung der Elektroden kann online überwacht und geregelt werden. Die Kraftmessung des Fügevorganges lässt sich dokumentieren (Statistik, Qualitätsmanagement). Fehlerhaftes Arbeiten der Schweißanlage oder mangelhafte Bauteile können rechtzeitig erkannt werden. Elektrodenkraftmessung während der Schweißung. Darstellung auf Display von Control- Monitor Typ 5857A Stationäre Punktschweißanlage. Montage Integration der Messunterlagscheibe in Die Elektrodenkraftmessung verkürzt die Taktzeit bei auto- von Kraft-Dehnungssensoren des Typs 9232A an unterschiedlichen Positionen. Die Sensormontage erfolgt mit nur einer M6-Schraube. die Maschinenstruktur. Das Prinzip der indirekten Kraftmessung erfasst nur einen Teil der effektiven Elektrodenkraft. (Foto: Technax, France) matischen Anlagen erheblich

5 Mobilität ohne Kompromisse Das Messsystem Typ 9831A... ist für den Serviceeinsatz vor Ort bestimmt. Der Kraftsensor erfasst zusammen mit dem Welding-Monitor die Elektrodenklemmkraft in Abhängigkeit des Schweißstrom-Schaltsignals (direkte Kraftmessung). Die auswechselbaren Elektrodeneinsätze des Sensors ermöglichen ein praxisnahes Messen bei gleichzeitig minimalstem Elektrodenabstand. Der Monitor speichert 11 digitale Kennwerte pro Messzyklus. Sie bilden die Basis für die Ermittlung eines optimalen Kraft-Zeit-Verlaufs für fast alle Arten von Punktschweißmaschinen und Schweißzangen. Die gefederte Lagerung des Sensors, der Handschutz und die Selbstzentrierung der angreifenden Elektroden erlauben ein angenehmes und sicheres Arbeiten mit dem Gerät. Kraft-Zeit-Verlauf eines Schweißzyklus. Optimierung des Einschaltzeitpunktes des Schweißstromes z.b auf 90% der maximalen Elektrodenkraft. Mobiles Messsystem Typ 9831A Messen, Prüfen und Kalibrieren der Elektrodenkräfte an Schweißmaschinen und Schweißzangen. F [N] t [s] Messen, Prüfen oder Kalibrieren der Elektrodenschließkraft (direkte Kraftmessung). Optimierung des Kraft-Zeit-Verlaufs eines Schweißzyklus. Als Servicegerät bei fast allen Arten von Schweißmaschinen und Schweißzangen einsetzbar.

6 Kistler weltweit Europa Deutschland Kistler Instrumente GmbH Postfach 1262 DE Ostfildern Tel. (07 11) Fax (07 11) Frankreich Kistler SA 15, avenue du Hoggar ZA de Courtabœuf 1 FR Les Ulis Cédex Tel. (01) Fax (01) info.fr@kistler.com Italien Kistler Italia s.r.l. Via Paolo Uccello, 4 IT Milano Tel. (02) Fax (02) info.it@kistler.com Österreich K-Vertrieb GmbH Technisches Büro Wien Lemböckgasse 49f AT-1230 Wien Tel. (01) Fax (01) sales.at@kistler.com Grossbritannien Kistler Instruments Ltd. Alresford House, Mill Lane Alton, Hampshire GU34 2QJ, UK Tel. (01420) Fax (01420) sales.uk@kistler.com Schweiz/Liechtenstein Kistler Instrumente AG Verkauf Schweiz Postfach CH-8408 Winterthur Tel. (052) Fax (052) info.ch@kistler.com Asien Volksrepublik China Kistler China Ltd. Room 14, 13/F Wellborne Commercial Centre 8 Java Road North Point, Hong Kong Tel. (25) Fax (25) sales@kistler.com.cn Kistler Representative Office in Beijing Room 925, Yuan Chen Xin Building No.12 E1, Yuminlu Road Deshengmenwai Beijing Tel. (10) Fax (10) sales@kistler.com.cn Hauptsitz Schweiz Kistler Instrumente AG Postfach, CH-8408 Winterthur Tel Fax info@kistler.com Republik Korea Kistler Korea Co., Ltd. Suite 1001, Handuk Building 649-4, Yeoksam-dong Kangnam-ku, Seoul Tel. (02) Fax (02) sales@kistler.co.kr Japan Kistler Japan Co., Ltd. MT Building 7-5, Shibadaimon 2-chome Minato-ku Tokyo 105 Tel. (03) Fax (03) sales@kistler.co.jp Singapur Kistler Instruments (Pte) Ltd. 22A Sixth Avenue Singapore Tel Fax kistler.admin@kistler.com.sg Amerika USA Kistler Instrument Corp. 75 John Glenn Drive, Amherst NY Tel. (716) Fax (716) sales.us@kistler.com Distributoren Argentinien, Australien, Belarus, Belgien, Bosnien-Herzegowina, Botswana, Brasilien, Bulgarien, Dänemark, Finnland, Griechenland, Indien, Indonesien, Irland, Israel, Italien, Jugoslawien, Kanada, Kasakstan, Kroatien, Lesotho, Luxemburg, Mazedonien, Malaysia, Mexiko, Namibia, Neuseeland, Niederlande, Norwegen, Philippinen, Portugal, Rumänien, Russland, Schweden, Slowakei, Slowenien, Spanien, Südafrika, Swasiland, Taiwan, Thailand, Tschechische Republik, Türkei, Ukraine, Ungarn, Venezuela, Vietnam, Zimbabwe