专利名称：频率特性分析的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于运行电阻焊接装置的方法以及这种电阻焊接装置。
背景技术：
电阻焊接装置需要存在驱动系，其用于焊钳的机械对准或者说用于布置在焊钳上的焊接电极在待加工的工件上的精确定位。此外，所述驱动系还包括驱动调节器或者驱动放大器、具有电机的线性驱动机构以及机械主轴。这种主轴传动机构具有可围绕预先规定的旋转轴线旋转地布置的主轴和啮合元件。啮合元件部分地包围主轴并且可沿着主轴的旋转轴线的方向相对于主轴移动。啮合元件如此啮合到主轴中，即通过主轴关于啮合元件的旋转引起啮合元件相对于主轴的移动。这种主轴传动机构一般也包含润滑剂，用于预防机械磨损。这种主轴的使用寿命在1000万到1500万个焊接周期，其中在焊接期间必须由机械机构恒定地提供直至5kN的焊接力，因为只有在恒定的力的情况下焊接的接合面才能保持恒定。随着逐渐增加的使用寿命，焊接连接的质量受损，因为由于主轴的机械磨损不能再提供恒定的高的力消耗并且也不能再保证定位精度。其结果可能是:流水装配线的中断，尤其在汽车制造中，更大量的废品，总之由此更高的成本。
发明内容
在此本发明的目的在于，无需附加的传感装置在驱动系的动态特性方面实现对电阻焊接装置的驱动系的预防性维修。本发明通过下述方式实现所述目的:提供一种用于运行电阻焊接装置的方法以及适合的电阻焊接装置。所述电阻焊接装置包括:驱动系；驱动调节器；具有电机和机械主轴的线性驱动机构，其用于将焊接电极定位在工件上。在第一方法步骤中，在第一时刻(所述装置的静止状态)获得驱动系和/或电阻焊接装置的其它机械元件的第一频率特性的特征参量并且以参考数据的形式进行存储。在第二方法步骤的范围中，在第二时刻(装置已运行一段时间)获得驱动系的第二频率特性的特征参量。在第三方法步骤中在应用参考数据的情况下将第一频率特性的特征参量与第二频率特性的特征参量进行比较。为此借助于集成的噪声发生器尽可能宽带地激励电阻焊接装置的待分析的部件、例如焊钳机械机构或者驱动系。这些做法适用于:在频域中的变化方面对驱动系和/或电阻焊接装置、例如焊钳的机械及电气特性进行分析并且由此有前瞻性地(pro — aktiv)预防磨损。所述比较结果给电阻焊接装置的运行者提供了下述信息:在驱动系中有些可能已经改变。这些变化一般归因于在驱动系中存在的电气和机械部件的磨损。特征参量例如可以涉及振幅、相位、阻尼、共振频率或者相干性。此外可以考虑特征参量中特性频率的偏移、角频率的变化、阻尼变化、和共振位置。因此，该比较结果此外可以给电阻焊接装置的运行者提供下述信息，即机械机构和/或电子元件的变化详细地已经以何种强度进行。轴机械机构的共振位置变化例如能推断出:驱动系中的哪个部件可能具有最高的磨损。所述部件一般涉及马达或者机械主轴或者焊钳机械机构。电阻焊钳、尤其电阻点焊钳由多个机械部件以及由具有主轴的主冲程马达(电子伺服缸)组成。本发明由此能提早识别出早电阻点焊钳中的机械变化。此外能够更容易定位可能的缺陷位置(机械机构、电子伺服缸或者说主冲程、在电子伺服缸或者说主冲程中的主轴)。优选附加地分别将第一公差带/包络线用于允许的振幅偏差，和/或将第二公差带/包络线用于允许的相位偏差，和/或将第三公差带/包络线用于允许的共振频率偏差，和/或将其它的公差带用于其它的特征参量，其与第二频率特性的特征参量进行比较。电阻焊接装置的运行者能够使自己的过程-操作知识同时加入到所述比较中，方式是其以合适的方式预先规定用于定义公差带/包络线的值。如果超出所述公差带，则由此能够推导出关于驱动系的磨损的很有价值的信息。优选地，驱动系以额定频率特性来加载。所述额定频率特性用作用于全部测量的起点并且由此保证，在频率特性中确定的变化基本上仅由驱动系的状态并且例如不由驱动系本身的瞬间激励得出。甚至在比较期间也可以考虑用于表征电阻焊接设备的其它特征参量、特别是电阻焊钳的特征参量。尤其特别优选地，在考虑比较结果的情况下，产生关于偏差对要实施的焊接作业的质量的作用的诊断信息，以便为较不熟悉焊接进程的操作人员处理附加的信息。通过运行者预防性的维修现在可以根据磨损实现，到目前为止一般以固定的间隔进行维修并且不考虑实际磨损。这有助于预防电阻焊接装置的提前的损坏。在考虑比较结果的情况下，现在可以产生关于电阻焊接装置的部件的动态特性的诊断信息。为了实施上述方法提出开头所述的具有驱动系的电阻焊接装置，其包括驱动调节器和电气线性驱动机构。将用于实施所述方法的、形式为硬件和/或软件的器件集成到驱动调节器中，从而能够优选由驱动调节器本身实施所述方法。为了进行频率特性分析，优选同样将噪声发生器集成到驱动调节器中。优选地，该驱动调节器由线性驱动机构包含，以提供尽可能紧凑的布置。进一步优选地，可存储编程的控制器(SPS)也由驱动调节器包含，从而该装置能够处理附加的信息，例如外部传感信号的处理。
图1示出了由电阻焊接装置包括的主轴传动机构。图2示意性地示出了根据本发明的方法的实现。
图3示出了具有驱动系的焊钳。图4示出了用于根据本发明的方法的流程图。
图5示出了根据本发明的方法的功能原理。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的主轴传动机构1，如其例如能够应用于焊钳中的电子伺服缸。在此附图标记2标示主轴，所述主轴可以绕旋转轴线X旋转。所述主轴2在其外周上具有螺纹。附图标记4标示啮合元件如螺母，所述啮合元件具有内螺纹并且由此啮合到主轴2的外螺纹中。以这种方式通过主轴2相对于啮合元件4的旋转运动也实现了啮合元件4相对于主轴2沿着旋转轴线X的方向的移位。附图标记18标示稱接元件,其布置在啮合元件4上,并且该稱接元件将啮合元件4沿着旋转轴线X的方向的运动传递到顶端124或者说凸部124上。由此I禹接元件18与啮合元件4 一起沿着旋转轴线X的方向运动。不仅啮合元件4而且稱接元件18都不能相对转动地布置。耦接元件18在此传递实际的压力。附图标记124如所述涉及所述装置的顶端或者说凸部。在所述凸部124上能够尤其在端侧布置其它元件如螺栓(未示出)用于力传递。同时在所述凸部124上还设置有形式为润滑剂喷嘴的输送开口 12。从所述输送开口 12开始将润滑剂径向向内输送并且在那首先到达径向延伸的第一通道区段14a中并且从那到达沿轴线X的方向延伸的第二通道区段14b 中。在装配时将凸部124螺纹连接到外管8中。因为通过所述螺纹连接过程，在所述凸部124和所述外管之间的旋转位置不始终固定，所以凸部124具有环绕的槽126(绕旋转轴线X)，所述润滑剂可以进入到所述槽中，以便从那继续输送到第三通道区段14c中，所述第三通道区段在此布置在耦接元件18和外管8之间。然而替代示出的通道区段14c也可能设置附加的通道管或者还如上所述在耦接元件18或外管8内部的钻孔。I禹接元件18具有沿着旋转轴线X的方向延伸的槽,所述槽与外管8的内壁共同界定通道区段14c。附图标记122涉及凹部或者说空腔，其构造在凸部124中并且用于容纳主轴2的端部区段。附图标记128涉及构造在凸部124内部的端部止挡，所述端部止挡在凸部124内部限定了主轴2的终止位置。在外管8和螺母4之间形成的第四通道区段14d邻接第三通道区段14c。为此目的外管8具有用于引导润滑剂的凹部。从所述第四通道区段14d开始润滑剂经过依然径向延伸的第五通道区段He到达啮合机构4，更确切地说到达在啮合机构4和主轴2的外周之间的区域中。在此，如上所述，外管8以及耦接元件18还有凸部124相互不能相对转动地布置。此外设置导向机构(未示出)，所述导向机构不能相对转动地保持所述外管和其它元件，其中在此可以设置例如滑动轴承，其实现了外管连同凸部相对于主轴2的线性移动。现在本发明也实现了，识别在主轴传动机构的动态特性中的变化。例如啮合元件4到主轴螺纹2中的啮合由于高冲程数量可能受到强烈磨损。这可以在扩大的机械间隙方面察觉。所述机械间隙导致了在相同激励时变化的共振频率。同样也适用于在之前提到的润滑剂通道中的润滑剂量和/或润滑剂质量的变化。
由上述实施方案可见，在本发明的范围内应用的主轴传动机构包括多个部件，所述部件在常年运行的背景下可能磨损或者可能被污染。例如螺纹、润滑剂通道或者在主轴传动机构中的其它狭窄位置由于污染导致劣质的焊接结果。本发明通过下述方式帮助预防了这个问题:利用主轴传动机构的变化的频率特性以获得在主轴传动机构中可能的薄弱处。图2示意性地示出了通过适用于实施方法的器件20来实现根据本发明的方法。用于实施方法的器件20包括检测装置21，所述检测装置检测并且记录在本发明的方法的范围内待检测的频率特性。激励可以借助于噪声发生器实现，所述噪声发生器产生适合的测试信号。用于实施方法的器件20也包括处理装置22和特征获取装置23，其用于处理频率特性和随后的装置用的附属的特征参量。用于实施方法的器件20此外还包括分析装置24，所述分析装置由被记录的且借助于处理装置22处理的频率特性而推导出参考数据25作为额定值(额定频率特性)而用来借助于评估和比较装置29随即进行分析并且由之前实施的特征获取推导出实际频率特性28。所述分析本身由额定频率特性与实际频率特性的比较构成，其中附加地可以考虑由使用者提出的器件过程-操作知识16。需要时同样可以定义界限灵敏度(Grenzempfindlichkeit) 27。借助于评估和比较装置29实现数据的评估以及比较。用于实施方法的、串接的器件此外还包括诊断装置30，所述诊断装置为使用者处理并且报告(视觉地、听觉地或者触觉地)分析结果。所述器件20优选集成到焊钳的驱动系I中。接下来在图3中详细说明机械装置。图3示出了具有焊钳和驱动系I的电阻焊接装置。所述驱动系I包括驱动调节器32和具有电机34的和机械主轴35的线性驱动机构33，其用于将焊接电极36、37定位在工件38上。此外示出了 SPS 39(集成到驱动调节器32中或者单独布置并且与驱动调节器32连接)以及用于实施方法的、优选集成到驱动调节器32中的器件20。除此之外还可能实现总体集成，其中驱动调节器32、SPS 39以及器件20完全集成到驱动系I的外壳中。图4示出了用于根据本发明的方法的流程图，其中在第一方法步骤I中在第一时刻获得驱动系的第一(额定)频率特性的特征参量并且以参考数据的形式存储，并且其中在第二方法步骤II中在第二时刻获得驱动系的第二(实际)频率特性的特征参量。在第三方法步骤III中在应用参考数据的情况下将第一频率特性的特征参量与第二频率特性的特征参量进行比较。图5示出了根据本发明的方法的功能原理。通过下述方式产生参考频率特性(频率带):借助于噪声发生器来激励在图3中示出的焊钳的机械机构。所述参考频率特性一般在起动时或者在装置检修后存储并且作为额定状态例如存储在焊接控制器中或者在驱动调节器中。在大量借助于焊钳产生的焊点之后的此后运行中(所述焊钳在此期间可能执行了数十万个冲程)，通过下述方式重新获得频率特性:借助于之前所述的并且相同地给定参量的噪声发生器重新激励在图3中示出的焊钳的机械机构(实际状态)。两个频率特性现在相互比较并且以高的可能性记录下关于共振频率的偏差。如果所述偏差处在可之前定义的公差窗口中，则无需维修措施。如果所述偏差从限定的公差窗口移出，则已经可以导入预防性的维修措施(例如借助于在图1中提到的器件对主轴再润滑)。如果所述偏差明显处在定义的公差窗口 /包络线(HUllkurve)之外，则需要紧急的维修措施，例如替换主轴。借助于集成到驱动系中的或者外部的SPS可以将偏差报告给焊钳的操作者。如果所述特征单独地或者组合地相对于现有技术是新的，则所有在申请材料中公开的特征对于本发明都是重要的。
权利要求
1.用于运行具有焊钳和驱动系(31)的电阻焊接装置的方法，所述驱动系(31)包括:驱动调节器(32);具有电机(34)和机械主轴(35)的线性驱动机构(33)，其用于将焊接电极(36,37)定位在工件(38)上，其中在第一方法步骤(I)中在第一时刻获得所述驱动系的第一频率特性的特征参量并且以参考数据的形式存储，并且其中在第二方法步骤(II)中在第二时刻获得所述驱动系的第二频率特性的特征参量，其中在第三方法步骤(III)中在应用参考数据的情况下将第一频率特性的特征参量与第二频率特性的特征参量进行比较。
2.按权利要求1所述的方法，其中作为所述特征参量包括相应的频率特性的振幅。
3.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中作为所述特征参量包括相应的频率特性的相位。
4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中作为所述特征参量包括共振位置。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中附加地至少分别存储一用于获得允许的振幅偏差的第一公差带或者第一包络线和/或一用于获得允许的相位偏差的第二公差带或者第二包络线和/或一用于获得允许的共振频率偏差的第三公差带或者第三包络线，其与所述第二频率特性的特征参量进行比较。
6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中为了获得频率特性，所述驱动系以额定频率特性来加载。
7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在进行比较期间也考虑用于表征电阻焊接设备的其它特征参量、特别是电阻焊钳的特征参量。
8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中鉴于在比较的范围内确定的偏差将诊断信息转达给所述装置的操作者，尤其借助于所述装置的数据网络和/或操作终端。
9.按权利要求8所述的方法，其中在考虑比较结果的情况下，产生关于偏差对要实施的焊接作业的质量的作用的诊断信息。
10.具有焊钳和驱动系(31)的电阻焊接装置，所述驱动系(31)包括:驱动调节器(32);具有电机(34)和机械主轴(35)的线性驱动机构(33)，其用于将焊接电极(36、37)定位在工件(38)上，其中将用于实施根据权利要求1到9中任一项所述的方法的、形式为硬件和/或软件的器件(20)集成到驱动调节器中，从而能够由驱动调节器(32)独立地实施所述方法。
11.根据权利要求10所述的电阻焊接装置，其中所述驱动调节器(32)由线性驱动机构(33)包含。
12.根据权利要求10或者11所述的电阻焊接装置，其中所述驱动调节器(32)与能存储编程的控制器(39)共同作用和/或这种控制器由所述驱动调节器包含。
13.根据权利要求10、11或者12所述的电阻焊接装置，其中噪声发生器由所述装置、特别是焊钳或者驱动调节器(32)包含。
全文摘要
对电阻焊接设备的维修作业成本高且耗时。本发明提出一种通过下述方式来降低成本的可能性借助于频率特性分析来监控电阻焊接设备。
文档编号B23K11/31GK103182599SQ20121058227
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2011年12月29日
发明者W.韦尔克 申请人:罗伯特·博世有限公司