SPS: Schweißen von Zündkerzenkörpern

Mit der Maschine zum Schweißen von Zündkerzenkörpern werden die äußeren Elektroden an den Kerzenkörper angeschweißt, anschließend werden die beim Schweißen entstandenen Schweißgutüberläufe entfernt und die Enden der angeschweißten Elektroden in Form geschnitten. Die Anlage kann eine, zwei, drei oder vier Elektroden an einen Körper anschweißen. Jede Schweißung wird vermessen (Kontrolle von Anpressdruck und Stromstärke).

Sortiment

Die Anlage ermöglicht das Anschweißen von einer, zwei, drei oder vier Elektroden an einen Körper. Die Maschine arbeitet mit Hüllen der Größe 6HR 16 bis 21 mm und Höhe 20 bis 42 mm. Elektroden zum Anschweißen: Standardmäßige Ni-Legierungen, aber auch Ni-Elektroden mit innerer Cu-Seele 7 bis 12 mm.

100% Kontrolle

Alle Parameter des Produktionsprozesses, die für die Endqualität der Ware ausschlaggebend sind, werden bei jedem geschweißten Stück gemessen, kontrolliert und ausgewertet.

1. Halbfertigwaren

Die Befüllung der Anlage mit Kerzenkörpern erfolgt durch einen Schwingförderer. Für einen kontinuierlichen Lauf der Maschine wird ein Betriebsvorrat an Körpern angelegt. Durch den Ausgang des Fördersystems wird der Körper in Richtung in den Spanner des Drehtischs orientiert. / Den Ausgang des Fördersystems bildet der auf den Spaner des Drehtischs mit acht Arbeitspositionen ausgerichtete Körper.

Die Kerzenelektrode wird aus einer Spule des Elektrodendrahts hergestellt. Der Arbeitsplatz für die Elektrodenproduktion besteht aus einem Vorschub- und Richtmechanismus und mit einem Schneidwerkzeug. Durch den Schneider entsteht die optimale Geometrie des Elektrodenendes, durch die Festigkeit der Schweißung beeinflusst wird. Die Anlage arbeitet auch mit Stückelektroden.

2. Einstellung von Körper und Elektrode

Der im Halter des Drehtischs mit acht Arbeitspositionen fixierte Körper wird zur ersten Station befördert, wo eine Kontrolle der Lage und der Höheneinstellung des Körpers erfolgt. Der richtig eingestellte Körper im Spanner wird in den Bereich des Schweißkopfes befördert.

Körper und Elektrode werden im Schweißkopf nach den geforderten geometrischen Parametern gegeneinander ausgerichtet. Die Baugruppe ist für die Schweißung vorbereitet. Die Ausrichtung der Elektrode auf den Körper erfolgt durch eine Bewegung des Schweißkopfes entlang der X- und Y-Achsen mit Hilfe von Servoantrieben mit einer Genauigkeit von ± 0,02 mm.

Schweißzyklus:
a) Startphase
b) Schweißphase
c) Verzögerung
d) Glühen I.
e) Kühlen
f) Glühen II.

Nach der Analyse dieser Werte entscheidet der Steuerungssystem, ob das gefertigte Werkstück in Ordnung oder Ausschuss ist. Die Messergebnisse werden für die Bewertung der Tauglichkeit des Prozesses und der Maschine statistisch ausgewertet. Der Bereich des Schweißkopfes ist auch für das Schweißen unter Schutzatmosphäre eingerichtet.

3. Schweißen

Das Verschweíßen des Körpers mit der Elektrode erfolgt durch Widerstandsschweißen. Der Schweißzyklus wird durch einen Steuerungssystem gesteuert. Alle Parameter der Schweíßzyklusphasen sind vom Benutzer einstellbar.

Die Andruckkraft (Andruckkraft zwischen Körper und Elektrode der Zündkerze) wird durch einen Servoantrieb gesteuert. Die Größe der Andruckkraft ist einstellbar. Die Intensität des Schweißstroms in den einzelnen Phasen des Schweißzyklus und der Wert der Andruckkraft (Tensometer) werden gemessen und auswertet.

4. Äußerer Schweißgutüberlauf

Im Verlauf des Schweißprozesses entsteht im Wurzelbereich ein Materialüberlauf, durch den der sachgerechte Einbau der fertigen Zündkerze in den Motor verhindert werden kann. Dieser äußere Schweißgutüberlauf wird daher im nächsten Arbeitsgang abgefräst.

5. Innerer Schweißgutüberlauf

Im folgenden Arbeitsgang wird der oberhalb der inneren Öffnung liegende Teil des Schweißgutüberlaufs entfernt. Die Entfernung erfolgt durch Abschneiden. Das Schneidegerät wird mit seinem Führungsteil in die gewünschte Lage gebracht und schneidet durch Einsenken den überstehenden Teil des Elektrodenmaterials ab.

6. Form des Elektrodenendes

Falls eine Veränderung der Form des freien Endes der verschweißten Elektrode gefordert wird, kann dies mit Hilfe der Maschine durchgeführt werden. Der Körper wird in das Schneidegerät eingesetzt und das Ende durch Abschneiden in die gewünschte Form gebracht.

7. Entgraten nach dem Formschnitt

Beim Formschnitt an der Elektrode entstehen an der auslaufenden Schnittkante der Elektrode scharfe Grate. Diese Grate werden in diesem Arbeitsgang sicher beseitigt. Die Formschnitt-Splitter und Grate werden aus der Maschine abgesaugt.

8. CCD-Kontrolle

Im letzten Arbeitsgang erfolgt die Messung der Geometrie des fertigen Schweißstücks. Die Messung wird mit Hilfe einer CCD-Kamera durchgeführt. Bei dieser Darstellungsmethode wird die Lage der angeschweißten Elektrode in radialer und tangentialer Richtung gegenüber dem Körper gemessen.

Außerdem erfolgt eine Messung der Höhe der Elektrode vom Körperende her sowie der Form, die durch die Beschneidung am freien Ende der Elektrode entstanden ist. Diese Messungen werden durch den Steuerungssystem ausgewertet und bilden zusammen mit den Daten aus dem Schweißvorgang die Grundlage für die Entscheidung, ob das geschweißte Werkstück in Ordnung oder Ausschuss ist.

9. Selektion

Nach der Bewertung der Qualität wird das Schweißstück aus den Haltebacken gelöst und gelangt über eine Schräge in die Transportkiste. Auf der Schrägrutsche erfolgt die Selektion in gute und schlechte Stücke. Die schlechten Körper werden eingeteilt nach Schweißfehlern und Fehlern bei der Geometriekontrolle.

Technische Daten:

Gewicht der Maschine	3200 kg
Abmessungen der Maschine	2500 × 2200 × 4100 mm
Betriebsluftdruck	5 bis 6 bar
Luftverbrauch	ca. 8000 l/Std. (bei 6 bar)
Betriebsspannung	3NPE-50 Hz, 400 V/TN
Stromstärke	80 A
Maschinenleistung	1000 Schweißungen / Std.
Abmessung der Körper	6HR 16 mm bis 21 mm
Höhe der Körper	20 mm bis 42 mm
Höhe der Elektrode	7 mm bis 12 mm
Andruckkraft	200 N bis 400 N ± 0,5% JH
Messung der Andruckkraft	Tensometer
Prozessfähigkeit der Maschine	Cpk > 1,63
Toleranz der CCD-Messung	0,02 mm
Visualisierungssoftware der CCD-Kamera	Promat
Konformitätserklärung	DLE 89/32/EWG
Zahl der Arbeitsgänge	8
Umstellung der Maschine	ca. 2 Std.
Inkongruente Stücke	automatische Selektion
Überprüfung des Maschinenzustands	ferngesteuert: Internet
Anzahl der Elektroden pro Körper	1; 2; 3; 4;
Schweißvorgang	PC-gesteuert
Kalibrierung der Maschine	durch Benutzer
Qualitätsgarantie	2 Jahre