innoQS Zusammenfassung

Untersuchung innovativer Geräte zur Qualitätssicherung beim Widerstandspunktschweißen "innoQS"

Innerhalb dieses Vohabens wurden 3 Gerätegruppen untersucht:

• Prüfgeräte (nach der Schweißung, OFFLINE)
• Überwachungsgeräte (während/nach der Schweißung, INLINE)
• adaptive Regelungen "RPStaR" (während der Schweißung)

Hierbei wurden jeweils verschiedene Aspekte untersucht.

Die Installation aller intelligenten Steuerungen (RPStaR) gestaltet sich nur unwesentlich aufwändiger als die Installation einer KSR.
Bei den US-geführten Regelungen und Überwachungen (PSQ/PSQ-Ü und SPOTLINE) ist die Adaption der Ultraschallsensoren und Verlegung der Leitungen mit einem etwas höheren Aufwand verbunden. Bedingt durch Form und Größe ist auch mit einer Einschränkung der Einsetzbarkeit zu rechnen.
Bei den Prüfgeräten (RPP) ist die Zugänglichkeit zu den Punkten am fertig gestellten Bauteil zu beachten. Bei geometrisch ungünstigen Bauteilen kann die Prüfmöglichkeit nicht gegeben sein.
Die Durchführung der Kalibrierung der intelligenten Steuerungen ist, je nach Fabrikat, relativ einfach (MAS), schwierig (PSQ) bis sehr schwierig (IQR). Ähnlich verhält es sich mit dem erforderlichen Wissen über das Regelungsprinzip und der Einarbeitung in die Bedienung der Software.
Die Schwierigkeit der Einstellung der Überwachungen ist von einfach bis mittel zu bewerten.
Die Einstellung und Handhabung der Prüfgeräte ist, abhängig vom Gerät, als einfach bis kompliziert einzustufen. Besonders wichtig ist bei der US-Prüfung die Ausbildung des Prüfpersonals.
Abhängig vom eingesetzten Gerät und dem verwendeten Material mussten zum Teil spezielle Stromprogramme gewählt werden, damit die Geräte sinnvoll arbeiten konnte. Bei IQR erwies sich ein Vorimpuls als günstig um einen ausgeprägteren Widerstandsverlauf zu erhalten. Im Falle der USIBOR-Bleche erwies sich ein Vorimpuls generell als positiv.
Auffällig war, dass bei RPStaR die in die Schweißzeit eingriffen bereits bei der ungestörten Schweißung zum Teil längere Schweißzeiten auftraten als bei der KSR. Im Falle der IQR kam es, speziell auch in Vorversuchen, teilweise zu relativ großen Zeitverlängerungen. Oft schien die Ursache ein nicht gefundenes Widerstandsmaximum zu sein.
Die abschließende Gesamtbewertung muss jeder Anwender durch die Wahl entsprechender Wichtungsfaktoren, individuell bezogen auf seine Produktionsverhältnisse, festlegen.
Ohne Zweifel ist mit dem Einsatz von Intelligenten Steuerungen (RPStaR) im Vergleich zum Einsatz von Konstantstromregelungen (KSR) eine deutlich höhere Fertigungssicherheit zu erreichen.
Sowohl Überwachungsgeräte (RPÜ) als auch Prüfgeräte (RPP) zeigen besonders im Bereich des Gut-/Schlecht-Überganges um den Mindestpunktdurchmesser relativ unsichere Ergebnisse. Neben der eigentlichen Fähigkeit der Geräte zur Differenzierung liegt dies zum Teil auch an Unsicherheiten in der Bestimmung des Punktdurchmessers, dies sowohl beim Anlernen der Geräte als auch bei der späteren Kontrollmessung. Um verläßlichere Aussagen zu erhalten empfiehlt es sich, die Grundeinstellung ausreichend weit oberhalb der unteren Qualitätsgrenze zu wählen und bei in der Produktion erkennbaren Tendenzen zur Verschlechterung rechtzeitig korrigierend einzugreifen.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass die heute verfügbaren Geräte zur Qualitätssicherung beim Widerstandspunktschweißen einen guten Beitrag zur Aufrechterhaltung einer zuverlässigen Produktion leisten können.
Gerade bei der Vielfalt heutiger Schweißaufgaben, genannt seien Materialkombinationen normal- und höherfester Stähle, Beschichtungssysteme und Kombinationen sowie Mehrblechschweißungen und Klebstoffe, muss die Einsetzbarkeit zum Teil aufgabenabhängig überprüft werden. Die in diesem Bericht beschriebenen Versuchsergebnisse geben hierfür Hinweise.
In Bezug auf eine möglichst einfache Bedienbarkeit sollten die Hersteller weitere Anstrengungen unternehmen um eine möglichst schnelle und einfache Einstellung zu ermöglichen und mögliche Fehler aufgrund unsachgemäßer Einstellung der Regelparameter zu vermeiden.
Fast generell ist bei den untersuchten Geräten eine intensive Schulung und Einweisung in die Theorie und Technik erforderlich um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Von einer 100 % funktionierenden Regelung sind wir derzeit noch ein gutes Stück entfernt. Jedoch sind die Ergebnisse beim Auftreten von Störgrößen in den meisten Fällen deutlich besser als dies mit konventioneller Technik möglich ist. Trotzdem wäre es ein Fehler, in der Fertigung verschiedene Störgrößen zuzulassen. Nach wie vor muss Wert darauf gelegt werden, nur möglichst optimal vorbereitete Teile für die Schweißung bereit zu stellen und geeignete Anlagentechnik zu verwenden.
Auch die Überwachungs- und Prüfgeräte bieten, korrekt eingestellt, inzwischen erheblich aussagefähigere Ergebnisse als dies mit der geringen Häufigkeit der zerstörenden Prüfung erzielt werden kann. Trotzdem ist auch hier die Bedienbarkeit noch weiter zu verbessern. Die Differenzierung zwischen gut und schlecht scheint prinzipiell im Grenzbereich schwierig zu sein. Daher empfiehlt es sich die Philosophie beim Einsatz von Überwachungen und Prüfgeräten dahingehend umzustellen, dass das Ergebnis der Bewertung als Eingriffsgrenze genutzt wird, also bereits bei einem Wert deutlich oberhalb der Schlechtgrenze greift.

Da, wie beschrieben, noch einige Neu- und Weiterentwicklungen im Gange sind empfiehlt es sich, zu gegebener Zeit eine Erweiterung dieser Untersuchung zu beginnen.