[发明专利]频率特性分析

说明书

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。