Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kurzzeit- Lichtbogenschweißsystem zum Schweißen von Elementen, wie z. B. Metallbolzen, auf Bauteile, wie z. B. Metallbleche, mit einer Schweißeinrichtung, die ein Element im Rahmen eines Schweißvorganges zunächst gegenüber dem Bauteil anhebt und wieder absenkt, einer Hubhöhenerfassungseinrichtung zum Er- fassen der Hubhöhe des Elementes gegenüber dem Bauteil we- nigstens in einem zeitlichen Abschnitt zwischen Anheben und Absenken des Bauteiles, einer Leistungsversorgungseinrich- tung, die Leistung zum Bilden eines Lichtbogens zwischen dem Bauteil und dem angehobenen Element bereitstellt, und einer Steuereinrichtung, die die Schweißeinrichtung zum Anheben und Absenken des Elements ansteuert.

Dieses Verfahren zum Kurzzeit-Lichtbogenschweißen bzw. die- ses Kurzzeit-Lichtbogenschweißsystem sind auch unter dem Be- griff"Bolzenschweißen"allgemein bekannt, z. B. aus einem Prospekt"Die neue TUCKER-Technologie. Bolzenschweißen mit <BR> <BR> System ! ", veröffentlicht von"Emhart TUCKER", September 1999.

Die Technologie des Bolzenschweißens wird insbesondere, je- doch nicht ausschließlich in der Fahrzeugtechnik eingesetzt.

Mit dieser Technologie können Bolzen mit oder ohne Gewinde, Muttern, Ösen und andere Elemente auf Karosseriebleche auf- geschweißt werden. Die Elemente dienen dann in der Regel als Halteanker zum Befestigen von beispielsweise Innenraumaus- stattungen an der Fahrzeugkarosserie.

Bei dem oben genannten Bolzenschweißen gemäß TUCKER wird zu- nächst ein Element in einen Schweißkopf eingesetzt. Dies kann durch eine automatische Zuführeinrichtung, beispiels- weise mittels Druckluft erfolgen. Mit dem Schweißkopf wird nun das Element an der geeigneten Stelle an dem Bauteil po- sitioniert. Als nächstes wird ein Vorschweißstrom einge- schaltet, der durch den Bolzen und das Bauteil hindurch- fließt. Dann wird das Element gegenüber dem Bauteil angeho- ben. Es bildet sich ein Lichtbogen. Der Lichtbogenstrom ist so gewählt, daß zunächst Verunreinigungen, Oberflächenbe- schichtungen wie Zink, Öl bzw. Trockenschmierstoffe etc. ab- gebrannt werden. Anschließend wird auf den Schweißstrom um- geschaltet. Durch den hohen Schweißstrom schmelzen die ein- ander gegenüberliegenden Stirnseiten von Element und Bauteil an. Anschließend wird das Element wieder auf das Bauteil ab- gesenkt, so daß sich die wechselseitigen Schmelzen vermi- schen. Mit dem Erreichen des Bauelementes und dem Kurzschluß des Lichtbogens wird der Schweißstrom abgeschaltet. Die Schmelze erstarrt, die Schweißverbindung ist erfolgt.

Bei einer allgemein bekannten Ausführungsform erfolgt das Anheben und Absenken des Elementes gegenüber dem Bauteil mittels eines Elektromagneten bzw. mittels einer Feder. Zum Anheben wird der Elektromagnet angesteuert, gegen die Kraft einer Druckfeder. Zum Absenken wird der Elektromagnet abge- schaltet und die in der Feder gespeicherte Energie drückt das Element gegen das Bauteil. Bei einer neueren Ausfüh- rungsform erfolgt das Anheben und Absenken des Elementes ge- genüber dem Bauteil durch einen Elektromotor, insbesondere durch einen Linearmotor. Der Linearmotor ist in der Lage,

mit hoher Dynamik ein vorgegebenes Hubprofil über der Zeit anzufahren. Um zu erreichen, daß sich das einmal einge- stellte Hubprofil über der Zeit nicht im Laufe des Betriebs verändert, ist es bekannt, den Weg des Linearmotors zu mes- sen und zur Bildung einer geschlossenen Regelschleife rück- zuführen.

Aus der EP 0241 249 B1 (entsprechend DE-OS 36 11 823) ist es bekannt, die Schweißlichtbogenspannung zu messen und den von einem Schaltnetzteil bereitgestellten Schweißstrom in Abhän- gigkeit von der erfaßten Lichtbogenspannung zu steuern.

Hierdurch ist es möglich, die von Schweißstelle zu Schweiß- stelle unterschiedlichen Schweißbedingungen auszugleichen und trotz vorgefundener ungünstiger Verhältnisse einwand- freie Verschweißungen zu erzielen.

Für die Hubbewegungen des Elementes gegenüber dem Bauteil ist eine feste Hubkurve über der Zeit vorgegeben.

Aus der WO 96/10468 ist ein weiteres Kurzzeit-Lichtbogen- schweißsystem bekannt. Bei diesem System wird die Lichtbo- genspannung während des Schweißvorganges auf einen Sollwert geregelt, in dem die Hubhöhe des Elementes gegenüber dem Bauteil geregelt wird. Hierdurch ist es möglich, während des Schweißvorganges nicht nur den Schweißstrom sondern auch die Schweißspannung so zu regeln, daß vorgegebene Profile dieser Parameter über viele Schweißvorgänge immer wieder optimal erzielt werden.

Der Absenkvorgang erfolgt mit einer vorgegebenen Absenkge- schwindigkeit und wird zu einem bestimmten Zeitpunkt einge- leitet.

Es hat sich gezeigt, daß die oben genannten bekannten Kurz- zeit-Lichtbogenschweißverfahren hinsichtlich der Konsistenz

von Schweißvorgang zu Schweißvorgang noch verbesserungsfähig sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbes- sertes Verfahren zum Kurzzeit-Lichtbogenschweißen bzw. ein verbessertes Kurzzeit-Lichtbogenschweißsystem anzugeben, mit denen unabhängig von den jeweiligen Schweißbedingungen je- weils optimale Schweißergebnisse erzielt werden.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren zum Kurzzeit-Lichtbogenschweißen dadurch gelöst, daß das Einlei- ten des Absenkvorganges und/oder der Absenkvorgang selbst in Abhängigkeit von der erfaßten Hubhöhe so gesteuert wird, daß eine vorab festgelegte Gesamtschweißzeit erreicht wird.

Bei dem eingangs genannten Kurzzeit-Lichtbogenschweißsystem wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung die Schweißeinrichtung so ansteuert, daß das Einleiten des Absenkvorganges und/oder der Absenkvorgang selbst in Abhän- gigkeit von der erfolgten Hubhöhe so erfolgt, daß eine vorab festgelegte Gesamtschweißzeit erreicht wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe bei dem ein- gangs genannten Verfahren zum Kurzzeit-Lichtbogenschweißen dadurch gelöst, daß das Einleiten des Absenkvorganges und/oder der Absenkvorgang selbst in Abhängigkeit von der erfaßten Hubhöhe so gesteuert wird, daß eine vorab festge- legte Gesamtschweißenergie erreicht wird.

Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Insbesondere bei Systemen, bei denen die Hubhöhe während des Schweißvorganges variabel ist, bietet die vorliegende Erfin- dung den Vorteil qualitativ gleichmäßigerer Schweißergeb- nisse.

Bei dem Lichtbogen-Schweißverfahren mit Hubhöhenregelung ge- mäß dem Stand der Technik können sich aufgrund des festen Zeitpunktes des Einleitens des Absenkvorganges und aufgrund der festen Vorgabe der Absenkgeschwindigkeit unterschiedli- che Gesamtschweißzeiten ergeben. Dies kann von Fall zu Fall zu unterschiedlichen Schweißergebnissen führen. Hingegen wird erfindungsgemäß die vorab festgelegte Gesamtschweißzeit unabhängig von dem Verlauf der Hubhöhenregelung von Fall zu Fall immer konstant erreicht. Insgesamt können so konsisten- tere Schweißergebnisse trotz unterschiedlicher Randbedingun- gen (z. B. Oberflächenzustände) erreicht werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Erzielung konsistenterer Schweißergebnisse nicht auf eine vorab fest- gelegte Gesamtschweißzeit abgestellt, sondern auf eine vorab festgelegte Gesamtschweißenergie. Hierbei wird der Energie- eintrag in den Schweißvorgang vorgegeben und der Zeitpunkt des Einleitens des Absenkvorganges und/oder der Absenkvor- gang selbst wird in Abhängigkeit von der erfaßten Hubhöhe so gesteuert, daß die vorab festgelegte Gesamtschweißenergie erreicht wird.

In der nachstehenden Beschreibung wird generell auf die Ge- samtschweißzeit abgestellt. Sämtliche Bezugnahmen hierauf sollen sich jedoch alternativ oder akkumulativ auch auf die Gesamtschweißenergien beziehen. So kann es beispielsweise Sinn machen, das Einleiten des Absenkvorganges und/oder den Absenkvorgang selbst in Abhängigkeit von der erfaßten Hub- höhe so zu steuern, daß eine vorab festgelegte Kombination von Gesamtschweißzeit und Gesamtschweißenenergie erreicht wird.

Auch ist die vorliegende Erfindung auf solche Lichtbogen- Schweißverfahren anwendbar, bei denen die Hubhöhe nicht ge- regelt wird, sondern auf einen im wesentlichen konstanten Wert gesteuert wird. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen

Schweißverfahrens ist es bei dieser Ausführungsform möglich, eine vorab festgelegte Gesamtschweißzeit zu erreichen, ohne daß ein Trigger-Zeitpunkt zum Einleiten des Absenkvorganges speziell vorgegeben werden muß. Vielmehr wird das erfin- dungsgemäße Verfahren dazu eingesetzt, die vorab festgelegte Gesamtschweißzeit zu erzielen, indem die Hubhöhe während des Schweißvorganges erfaßt wird und das Einleiten des Absenk- vorganges so gesteuert wird, daß die vorab festgelegte Ge- samtschweißzeit erreicht wird.

Bei einem besonders bevorzugten Verfahren wird in Abhängig- keit von der erfaßten Hubhöhe der Zeitpunkt des Einleitens des Absenkvorganges und/oder die Absenkgeschwindigkeit ge- steuert, um die vorab festgelegte Gesamtschweißzeit zu er- reichen.

Durch diese beiden Parameter läßt sich auf softwaretechnisch vergleichsweise einfache Weise die vorab festgelegte Gesamt- schweißzeit erreichen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Absenkgeschwindigkeit unabhängig von der Hubhöhe konstant ist und wenn der Zeit- punkt des Einleitens des Absenkvorganges in Abhängigkeit von der Hubhöhe gesteuert wird, um die vorab festgelegte Gesamt- schweißzeit zu erreichen.

Bei dieser Ausführungsform läßt sich die Absenkgeschwindig- keit so wählen, daß der Absenkvorgang einerseits schnell ge- nug erfolgt, um ein Abtropfen von Schmelze von der Unter- seite des Elementes zu vermeiden. Andererseits kann die Ge- schwindigkeit hinreichend langsam gewählt werden, um ein zu schnelles Eintauchen in die Schmelze des Bauteiles und damit ein Prellen zu vermeiden.

Je nach aktueller Hubhöhe während des Schweißvorganges wird der Absenkvorgang dann so eingeleitet, daß die vorab festge- legte Gesamtschweißzeit erreicht wird.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird der Absenkvor- gang zu einem vorab festgelegten Zeitpunkt eingeleitet und die Absenkgeschwindigkeit wird gesteuert, um die vorab fest- gelegte Gesamtschweißzeit zu erreichen.

Diese alternative Ausführungsform ist von der Programmierung her etwas leichter zu realisieren. Die Absenkgeschwindigkeit ist jedoch in Abhängigkeit von der während des Schweißvor- ganges jeweils eingeregelten Hubhöhe ggf. variabel.

Aus dem oben stehenden versteht sich, daß das Ziel des Er- reichens einer vorab festgelegten Gesamtschweißzeit auch er- reicht werden kann, indem eine Steuerung des Einleitens des Absenkvorganges und eine Steuerung des Absenkvorgangs selbst (dessen Geschwindigkeit) miteinander kombiniert werden kön- nen.

Ferner ist es auch möglich, den Absenkvorgang selbst so zu steuern, daß die Beschleunigung des Absenkens gesteuert wird. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, das Element un- mittelbar nach dem Einleiten des Absenkvorganges mit einer hohen Geschwindigkeit abzusenken und diese Geschwindigkeit allmählich zu verringern, um anschließend ein vergleichs- weise sanftes Eintauchen des Elementes in die Schmelze des Bauteiles zu erreichen.

Insgesamt ist es bevorzugt, wenn die Hubhöhe während des Schweißvorganges wenigstens bis zum Einleiten des Absenkvor- ganges geregelt wird.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Regelung der Hub- höhe bis zum Einleiten des Absenkvorganges dazu dient, die

elektrische Spannung des Schweißlichtbogens auf einen kon- stanten Wert zu regeln.

Bei dem erfindungsgemäßen Kurzzeit-Lichtbogenschweißsystem ist es von Vorteil, wenn die Schweißeinrichtung einen elek- trischen Motor zum Anheben und Absenken des Elementes auf- weist.

Zwar ist die vorliegende Erfindung generell auch auf Schweißeinrichtungen anwendbar, die für Hubbewegungen des Elementes eine Kombination aus Elektromagnet und Feder ver- wenden. Aufgrund der guten Regelbarkeit von Elektromotoren und den vergleichsweise einfach erzielbaren Dämpfungsmög- lichkeiten ist die Verwendung eines Elektromotors jedoch be- vorzugt.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Motor ein Li- nearmotor ist. Bei dieser Ausgestaltung ist es nicht not- wendig, einen Rotations-Translationswandlers für die Umset- zung der Drehbewegungen des herkömmlichen Elektromotors in Linearbewegungen des Bauteiles vorzusehen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach- stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je- weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom- binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung nä- her erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsge- mäßen Kurzzeit-Lichtbogenschweißsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ;

Fig. 2 ein Diagramm mit einer Darstellung von Hubhöhe des Elements, Schweißstrom und Energieeintrag während eines Schweißvorganges über der Zeit in qualitati- ver Form ; Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Hub- höhe bei Anwendung des erfindungsgemäßen Schweiß- verfahrens ; Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Hub- höhe bei Anwendung einer alternativen Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens ; und Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Hub- höhe bei Anwendung einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schweißver- fahrens.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Kurzzeit-Lichtbogen- schweißsystem generell mit 10 bezeichnet.

Das Schweißsystem 10 dient dazu, Elemente wie Metallbolzen 12 auf Bauteile wie Metallbleche 14 zu schweißen.

Ein typisches Anwendungsbeispiel ist das Schweißen von Befe- stigungsbolzen 12 auf das Karosserieblech 14 von Kraftfahr- zeugen. Bei den Elementen kann es sich um Metallbolzen mit und ohne Gewinde, Muttern, Ösen, etc. handeln. Das Bauteil 14 kann ein Karosserieblech sein, mit Blechstärken bis hin- unter zu 0,5 mm.

Das Schweißsystem 10 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau dem Kurzzeit-Lichtbogenschweißsystem, das in dem ein- gangs genannten Prospekt"Neue TUCKER-Technologie. Bolzen- schweißen mit System !" offenbart ist. Der Offenbarungsgehalt

dieser Broschüre soll vorliegend durch Bezugnahme enthalten sein.

Das Schweißsystem 10 weist eine Steuer-und Energieeinheit 20 auf, an die eine Mehrzahl, typischerweise fünf Zuführein- heiten 22 anschließbar sind. An die Zuführeinheiten 22 ist jeweils wenigstens ein Schweißkopf 24 angeschlossen, von de- nen einer in Fig. 1 schematisch dargestellt ist.

Die Steuer-und Energieeinheit 20 weist eine Leistungsver- sorgungseinrichtung zum Bilden eines Lichtbogens zwischen dem Bauteil 14 und dem angehobenen Element 12 auf. Ferner weist die Steuer-und Energieeinheit eine Hauptsteuerein- richtung auf. Die Hauptsteuereinrichtung dient, über geeig- nete Schnittstellen, unter anderem zur Eingabe und Anzeige von Prozeßparametern und zur Kommunikation mit anderen Pro- zessen, beispielsweise einer Fertigungsstraße. Zum Zwecke der Kommunikation mit anderen Prozessen weist sie Steuer- und Energieeinheit 20 eine Schnittstelle 26 auf.

Die Zuführeinheiten 22 dienen zum Vereinzeln und sicheren Zuführen von Elementen wie Metallbolzen 12 zu dem Schweiß- kopf 24. Sie weisen jeweils eine Vereinzelungseinrichtung, einen Pneumatikteil zur Förderung vereinzelter Elemente zum Schweißkopf 24 und eine Zuführsteuereinrichtung auf.

Der Schweißkopf 24 erhält jeweils ein zu schweißendes Ele- ment 12 von der Zuführeinheit 22. Der Schweißkopf 24 weist hierzu in an sich bekannter Weise einen Halter (nicht näher dargestellt) auf. Ferner ist ein Linearmotor 28 vorgesehen, um den Halter-und damit das Element 12-in einer Richtung etwa senkrecht zu dem Bauteil 14 linear zu bewegen, wie es schematisch bei 29 gezeigt ist.

Folglich kann mittels des elektrischen Linearmotors 28 die Höhe H des Elementes 12 gegenüber dem Bauteil 14 eingestellt werden (Hubhöhe).

Ferner weist der Schweißkopf 24 eine Hubhöhenerfassung 30 auf, die die jeweilige aktuelle Hubhöhe H erfaßt.

In Fig. 1 sind die Verbindungen zwischen der Steuer-und Energieeinheit 20 und der Zuführeinheit 22 sowie zwischen der Zuführeinheit 22 und dem Schweißkopf 24 jeweils als ein- zelne Linie gezeigt. Es versteht sich jedoch, daß diese Ver- bindungen jeweils Kommunikationsleitungen beinhalten, zum Austausch von Information und zur Übermittlung von Steuerbe- fehlen zwischen den Steuereinrichtungen der Steuer-und Energieeinheit 20, der jeweiligen Zuführeinheiten 22 sowie der jeweiligen Schweißköpfe 24.

Ferner beinhalten die Verbindungen Leistungsversorgungslei- tungen, um den Schweißkopf 24 mit Leistung aus der Lei- stungsversorgungseinrichtung der Steuer-und Energieeinheit 20 zu versorgen. Ferner beinhaltet die Verbindung zwischen der Zuführeinheit 22 und dem Schweißkopf 24 eine Druckluft- leitung zum Zuführen von aufzuschweißenden Elementen 12.

Bei Bereitstellen einer Weiche (nicht dargestellt) können an eine Zuführeinheit 22 auch zwei oder ggf. sogar noch mehr Schweißköpfe 24 angeschlossen werden.

Bei den Schweißköpfen 24 kann es sich um fest montierbare Schweißköpfe handeln, die beispielsweise fest an einem Robo- terarm angebracht sind, oder um frei handhabbare Schweiß- pistolen.

Die Zuführeinheiten 22 und die Schweißköpfe 24 können je- weils an unterschiedliche Arten von Elementen 12 angepaßt sein, und zwar sowohl hinsichtlich der Stoffeigenschaften

(beispielsweise Stahl-oder Aluminiumbolzen) und hinsicht- lich der Form (Tannenbaumbolzen, Massebolzen, Gewindebolzen, etc.).

Das dargestellte Schweißsystem 10 stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform für den Einsatz im industriellen Feld dar. Es versteht sich, daß andere Ausführungsformen oh- ne eine spezielle Zuführeinheit ausgebildet sein könnten, wobei die aufzuschweißenden Elemente 12 dann von Hand in ei- nen Halter eingesetzt werden.

Der Betrieb des Schweißsystems 10 wird im folgenden generell anhand von Fig. 2 erläutert.

In Fig. 2 sind über der Zeit t aufgetragen die Hubhöhe H des Elementes 12 gegenüber dem Bauteil 14, der Schweißstrom I, der von der Steuer-und Energieeinheit 20 über die Zuführ- einheit 22 und den Schweißkopf 24 durch den Bolzen 12 und das Bauteil 14 fließt, und die in die Schweißverbindung ein- getragene Energiemenge E.

Die Darstellung dieser Variablen ist rein qualitativer und schematischer Natur, um deren Erläuterung zu vereinfachen.

Beim Durchführen eines Schweißvorganges wird zunächst das Element 12 auf das Bauteil 14 aufgesetzt, so, daß ein elek- trischer Kontakt entsteht. Anschließend wird zu einem Zeit- punkt tl ein sogenannter Vorstrom Iv eingeschaltet. Kurz hier nach, zu einem Zeitpunkt t2, wird das Element 12 gegenüber dem Bauteil 14 angehoben, bis zu einem Zeitpunkt t3, bei dem die Schweißhubhöhe erreicht ist. Während dieser Zeit bleibt der Vorstrom eingeschaltet. Es wird des Abhebens des Bautei- les 12 ein Lichtbogen gezogen. Der Vorstrom-Lichtbogen hat hinreichend Energie, um im Bereich der Schweißstelle vorhan- dene Verunreinigungen abzubrennen oder eventuelle Wachs- schichten zu verdampfen.

Nach dem Erreichen der Schweißhubhöhe wird zum Zeitpunkt t4 der Schweißstrom Is zugeschaltet. Durch den hohen Schweiß- strom Is in der Größenordnung von beispielsweise 20 A bis 1500 A werden das Element 12 und das Bauteil 14 im Bereich des gezogenen Lichtbogens angeschmolzen. Die in den Schweiß- vorgang einfließende Energie E steigt an.

Zu einem Zeitpunkt t5 wird der Absenkvorgang eingeleitet. Das Element 12 wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ab- gesenkt, bis es zu einem Zeitpunkt t5 auf das Bauteil 14 auf- trifft. Zu diesem Zeitpunkt wird der Lichtbogen kurzge- schlossen und der Schweißstrom Is wird abgeschaltet. Wie es in Fig. 2 qualitativ dargestellt ist, kann der Absenkvorgang bis leicht unter die Nullinie erfolgen, um ein sattes Ein- tauchen des Elementes 12 in die angeschmolzene Oberfläche des Bauteiles 14 zu gewährleisten.

Die Schmelzen von Element 12 und Bauteil 14 vereinigen sich und erkalten aufgrund der Unterbrechung des Energieeintrags.

Die insgesamt eingetragene Energiemenge ist in Fig. 2 mit Eend bezeichnet.

Das Element 12 ist somit fest auf das Bauteil 14 geschweißt und kann als Anker zur Befestigung von Teilen an dem Bauteil 14 dienen.

In Fig. 2 ist ferner die Gesamtschweißzeit Ts gezeigt, näm- lich die Zeit von t bis t5.

Die Vorstromzeit Tv ist als die Zeit von t, bis t4 gezeigt.

Schließlich ist eine Absenkzeit TA als die Zeit von t5 bis t5 erkennbar.

Der in Bezug auf Fig. 2 beschriebene Schweißvorgang ent- spricht dem Stand der Technik. Zum Anheben und Absenken des

Elementes 12 kann entweder ein Linearmotor oder ein Feder- Masse-System (mit Elektromagnet und Gegenfeder) verwendet werden.

Insbesondere bei Verwendung des elektrischen Linearmotors 28 läßt sich die Hubhöhe H regeln, indem ein bestimmtes Soll- profil für den Hubverlauf vorgegeben wird und die gemessene Hubhöhe H auf das jeweilige Sollprofil rückgeführt wird.

Hierdurch ist eine genaue Lagedefinition zwischen Element 12 und Bauteil 14 zu jedem Zeitpunkt des Schweißvorganges mög- lich.

Der Strom I wird aus einer Konstantstromquelle der Lei- stungsversorgungseinrichtung der Steuer-und Energieeinheit 20 zur Verfügung gestellt. Die Lichtbogenspannung zwischen Element 12 und Bauteil 14 stellt sich folglich gemäß dem zwischen diesen beiden Elementen vorliegenden elektrischen Widerstand ein. Der elektrische Widerstand hängt maßgeblich von Oberflächenbeschaffenheit, Verunreinigungen, etc. ab und kann von Schweißvorgang zu Schweißvorgang variieren.

Aus der eingangs genannten WO 96/10468 ist es daher bekannt, die Hubhöhe H während des Schweißvorganges so zu regeln, daß die Lichtbogenspannung zwischen dem Element 12 und dem Bau- teil 14 konstant ist bzw. einem vorgegebenen fertigen Profil folgt.

Durch dieses System ist es möglich, die Lichtbogenspannung während des Schweißvorganges konstant zu halten, um so ge- ringere Fluktuationen der Schweißqualität von Schweißvorgang zu Schweißvorgang zu erhalten. Details des Regelvorganges sind offenbart in der WO 96/10468, deren Offenbarung vorlie- gend durch Bezugnahme voll umfänglich enthalten sein soll.

In dieser Druckschrift ist auch beschrieben, daß der Absenk- vorgang mit einer bestimmten Absenkgeschwindigkeit erfolgt, die vorab eingestellt wird.

Dies kann bei dem Stand der Technik dazu führen, daß die Ge- samtschweißzeit Ts von Schweißvorgang zu Schweißvorgang vari- iert. Denn falls beispielsweise in der Darstellung der Fig.

2 die Hubhöhe H zum Zeitpunkt t5 größer ist als dargestellt, verschiebt sich der Zeitpunkt t5 zeitlich nach hinten, da die Absenkgeschwindigkeit konstant ist. Folglich verlängert sich auch die Gesamtschweißzeit Ts. Falls die Hubhöhe hingegen aufgrund der Hubhöhenregelung zur Einstellung der Lichtbo- genspannung zum Zeitpunkt t5 kleiner ist als in Fig. 2 darge- stellt, verschiebt sich der Zeitpunkt t5 zeitlich nach vorne, was zu einer Verkürzung der Gesamtschweißzeit Tso führt. Es versteht sich, daß entsprechend auch der Energieeintrag E sich je nach Hubhöhe H zum Zeitpunkt t5 verändert.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Licht- bogenschweißverfahrens ist in Fig. 3 dargestellt.

In Fig. 3 ist zum einen als Referenz das Profil der Hubhöhe H dargestellt, wie es auch in Fig. 2 gezeigt ist. Um eine konstante Gesamtschweißzeit Ts zu erreichen, wird, bei anson- sten unveränderten Randbedingungen, der Schweißvorgang bei t5 beendet, unabhängig von der während des Schweißvorganges aufgrund von Regelungen zuletzt eingestellten Hubhöhe H.

Falls das Element 12 zur Lichtbogenspannungsregelung bei- spielsweise im Verlauf des Schweißvorganges angehoben wird, wie es schematisch bei H'gezeigt ist, erfolgt, eine kon- stante Absenkgeschwindigkeit vorausgesetzt, das Einleiten des Absenkvorganges bereits zu einem Zeitpunkt t5', der vor dem Zeitpunkt t5 liegt.

Wenn hingegen sich während der Regelung eine niedrigere Hub- höhe einstellt, wie es schematisch bei H''gezeigt ist, wird der Absenkvorgang erst zu einem Zeitpunkt 15''eingeleitet, der zeitlich nach dem Zeitpunkt t5 liegt.

Das Festhalten an einer konstanten Absenkgeschwindigkeit ausgehend vom Einleiten des Absenkvorganges bis hin zum Zeitpunkt t5 hat folgende Vorteile. Die Absenkgeschwindigkeit kann einerseits hoch genug gewählt werden, um ein Abtropfen von Schmelze von dem Element 12 auf das Bauteil 14 vor dem Eintauchen zu vermeiden. Andererseits kann die Absenkge- schwindigkeit hinreichend klein gewählt werden, um ein har- tes Aufprallen auf das Bauteil 14 zu vermeiden, was zu einem Prellen und Wegspritzen von Schmelze führen könnte.

Der Wert der fest vorgegebenen Absenkgeschwindigkeit ist bei dieser Ausführungsform folglich ein Kompromiß zwischen die- sen beiden Randbedingungen.

In Fig. 3 ist ferner gezeigt, daß das erfindungsgemäße Schweißverfahren auch dann Anwendung finden kann, wenn die Hubhöhe H nicht geregelt wird.

Es kann jedoch sein, daß für unterschiedliche Anwendungs- fälle unterschiedliche Hubhöhen während des Schweißvorganges gewünscht sind, wie es in Fig. 3 durch H einerseits und H''' andererseits zeigt ist.

Herkömmlich müßte nun für die unterschiedlichen Hubhöhen H, H'''jeweils ein unterschiedlicher Abschaltzeitpunkt t5 bzw. t5'''programmiert werden. Durch das erfindungsgemäße Verfah- ren wird der richtige Zeitpunkt t5 bzw. t5'''automatisch an- hand der erfaßten Hubhöhe gewählt, so daß sich eine spezi- elle Programmierung dieses Zeitpunktes erübrigt.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Schweißverfahrens gezeigt.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Regelung der Hubhöhe immer bis zu einem festen Zeitpunkt t5, unabhängig von der zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Hubhöhe Ha bzw. Hb-

Um dennoch eine fest vorgegebene Gesamtschweißzeit zu erzie- len, wird die Geschwindigkeit des Absenkvorganges so ge- wählt, daß der Absenkvorgang immer zu einem Zeitpunkt t5 en- det. So ist in dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel die Hub- höhe bei der Kurve Ha zum Zeitpunkt t5 relativ hoch. Folglich muß eine relativ hohe Geschwindigkeit eingestellt werden, um den Gesamtschweißvorgang zum Zeitpunkt t5 zu beenden.

Wenn andererseits die Hubhöhe zum Zeitpunkt t5 relativ klein ist, wie es bei der Kurve Hb gezeigt ist, ist die zu wählende Geschwindigkeit zum Erreichen der Gesamtschweißdauer relativ gering.

Diese alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ist etwas einfacher zu programmieren. Die Ausfüh- rungsform der Fig. 3 hat demgegenüber den Vorteil einer ein- heitlichen Absenkgeschwindigkeit und damit eines definierten Eintauchvorganges.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah- rens ist in Fig. 5 dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform ist es, ähnlich der Ausführungs- form der Fig. 4, so, daß die Regelung der Hubhöhe während des Schweißvorganges immer bis zu dem Zeitpunkt t5 erfolgt.

Um anschließend eine konstante Gesamtschweißzeit Ts zu erzie- len, wird nicht nur auf die Geschwindigkeit des Absenkvor- ganges Einfluß ausgeübt, sondern auch auf dessen Beschleuni- gung. so ist es beispielsweise anhand des Hubhöhenverlaufs Hx zu erkennen, daß die Hubhöhe direkt nach dem Zeitpunkt t5 zu- nächst mit einer relativ hohen Geschwindigkeit verringert wird und die Geschwindigkeit im Verlauf des Annäherns an den Zeitpunkt t6 kontinuierlich verringert wird, um einen sanften Eintauchvorgang zu erzielen.

Es versteht sich, daß diese Art von Einflußnahme auf den Ab- senkvorgang auch bei der Ausführungsform der Fig. 3 ange- wendet werden kann, indem statt einer kontinuierlichen Ab- senkgeschwindigkeit ein bestimmtes Weg-Zeit-Profil des Ab- senkvorganges vorgegeben wird, das beispielsweise die Form einer Parabel annehmen kann, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

In Fig. 5 ist eine weitere Hubkurve Hy gezeigt, bei der der Absenkvorgang ebenfalls zu einem Zeitpunkt t5 eingeleitet und zu einem Zeitpunkt t5 beendet wird. Bei dieser Ausführungs- form wird zum Erzielen eines besonders harten Aufpralles auf das Bauteil 14 die Hubhöhe nach dem Einleiten des Absenkvor- ganges zum Zeitpunkt t5 noch vergleichsweise hoch gehalten, und das Element 12 wird dann mit Annäherung an den Zeitpunkt t5 auf das Bauteil 14 zu beschleunigt.

Es versteht sich, daß die Ausführungsformen der Fig. 3,4 und 5 auch miteinander kombiniert werden können, um einen Schweißvorgang mit einer bestimmten Gesamtschweißdauer und/oder einer bestimmten Gesamtschweißenergie zu vollenden.

Ferner versteht sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch anwendbar ist auf solche Kurzzeit-Lichtbogenschweißver- fahren, bei denen der Lichtbogen nicht"gezogen"wird.