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Anordnung zur Steuerung einer Schweisseinrichtung
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B.Wegstreckenmarkierungen festgelegten linearen Grössen, und mittels einer oder mehrerer, mit dieser Schweisseinrichtung verbundenen und damit längs dieser vorbestimmtenWege fortbewegbaren Lese-oder Abtasteinrichtungen, beispielsweise Photozellen sowie an diesen liegenden Steuerkreisen, zu beeinflussen.
Derartige Anordnungen sind beispielsweise bekannt beim elektrischen Widerstandspunktschweissen von Sektionen, wie Türen, Seitenwänden, Dächern von Fahrzeugen usw., wo je nach Ausbildung des Schweisswerkstückes sowie der zu verschweissendenBlechdicke und den statischen Erfordernissen im Verlauf des Schweissprozesses der Schweissstrom, die Schweisszeit, der Schweisspunktabstand, der Schweissdruck sowie die Schweissrichtung in drei Dimensionen des Raumes in beliebiger Reihenfolge und an beliebigen Orten verändert werden müssen.
Die bisher bekannten elektrischen Widerstandspunktschweisseinrichtungen sind so aufgebaut, dass sämtliche zum Punktschweissen erforderlichen Schweissparameter einmalig manuell eingestellt werden, wobei die Schweissstromstärke mittels Phasenanschnitt sowie die Schweisszeit, Nachhaltezeit und Offenhaltezeit über RC-Glieder stufenlos geregelt werden. Mit Hilfe solcher bekannter Schweisseinrichtungen ist es möglich, mit den einmalig eingestellten Schweissparametern den automatischen Schweissablauf in einer Fortbewegungsrichtung, unter Anwendung der bekannten Reihenpunktsteuerung, durchzuführen.
Bekannt sind auch eine Reihe von andern Schweisseinrichtungen, die es ermöglichen, wegabhängig einzelne Bewegungs-, Schalt- oder Regelvorgänge für einzelne Veränderungen des Betriebszustandesder Schweisseinrichtung innerhalb des Arbeitsablaufes, beispielsweise ausser dem Steuerprogramm der Be- wegungsrichtungen der Schweisseinrichtung auch noch einzelne weitere Arbeitsgänge selbsttätig ablaufen zu lassen.
So ist schon ein Kopierverfahren für wegabhängig sich selbststeuernde Brennschneidmaschinen mit Abtastung desUmrisses desWerkstückes durch einen an einem Kreuzwagen befestigten Führungsstift oder eine Photozelle bekannt, bei dem die in Koordinaten zerlegte Bewegung des Abtastorgans auf Lochstreifen oder Magnettonbändern festgehalten und von diesen auf den KreuzwagenderBrennschneidma- schine übertragen wird.
Weiterhin ist eine Steuerung für selbsttätige Schweissmaschinen zum Drehen- und Hin- und Herbe-
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naht für ein Werkstück ist. Diese Steuertrommel steuert sämtliche Einzelbewegungen, das Ein- und Ausschalten und die Geschwindigkeit.
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Eine andere bekannte Schweisseinrichtung steuert wegabhängig die Schwenkbewegung des Brenners einer Brennschneidmaschine mittels eines Motors, dessen Ein- und Ausschaltung durch einenTaststift gesteuert wird, der an einer Schablone abgleitet.
Die Möglichkeit der wegabhängigen Steuerung des Brenners einer Kreuzwagenbrennschneidmaschine zur Ausführung von Schnitten parallel zu den Haupteinrichtungen der Kreuzwagen, unter 450 hiezu und von Kreisbögen sowie von Gehrungen ist ebenfalls bekannt. Die Steuerschablonen bestehen aus einzelnen, gegeneinander isolierten Stromschienen, die die Steuerung von Umkehrkupplungen bei der Fortbewegung der Schweisseinrichtung durch einen sich mit dem Brenner gleichförmig bewegenden Gleittaster bewirken, welcher die Stromzufuhr und die Kontaktgabe vermittelt.
Eine bekannte wegabhängig und photoelektrisch gesteuerte Lichtbogenauftragsschweissmaschine, insbesondere zum Aufschweissen von Gleisketten, arbeitet mit einer photoelektrischen Schablonenabtastvorrichtung und einem Schweisskopf, der sich zum Schweissen einer Folge gleicher Werkstücke mittels einer unterbrochenen Schweissraupe parallel zur Längsachse jeweils in einem Zuge über die ganze Werkstückfolge bewegt. Sie ist mit einer Reihe gleicher Schablonen versehen, die mitihrerTeilungauf die Teilung der Werkstückfolge einstellbar sind. Durch einen durch die Schablonen unterbrechbaren Abtastlichtstrahl wird die Unterbrechung des Schweissprozesses zwischen den einzelnen Werkstücken gesteuert.
Schliesslich ist noch eine Anordnung zur wegabhängigen Steuerung einer Schweisseinrichtung mittels Lochschablonen bekannt, bei welcher der Tisch zum Aufspannen der Schweisswerkstücke längsbeweglich unter einer Reihe vertikal bewegbarer Punktschweisselektroden geführt und durch einen Motor angetrieben wird.
Die Lochschablone ist an einer Seite des Tisches an diesem befestigt und erstreckt sich über dessen gesamte Länge. Der Seitenständer des Portals trägt ein Paar im Abstand angeordnete Platten. Die obere Platte trägt eine Anzahl Photozellen und die untere Platte die gleiche Anzahl Lichtquellen. Zwischen diesen Lichtquellen und den Photozellen ist die Lochschablone an der Seite des Tisches hin-und herbeweglich. Einige dieser Photozellen steuern über einen Steuerstromkreis die linearenTischbewegungen derart, dass der Tisch angehalten wird, wenn sich die Punktschweisselektroden über dem Ort der vorzunehmenden Punktschweissung befinden, andere Photozellen steuern das hydraulische System zur Aushebung der Elektroden auf eine grösste Hubhöhe, z. B. zum Überfahren von Hindernissen.
Die Steuerung der Elektroden in eine unterste, auf das Werkstück aufgesetzte Stellung und in eine normale, nur wenig vom Werkstück abgehobene Stellung steuern Grenzschalter in Abhängigkeit vom Elektrodenhub.
Der Tischmotor liegt über einen manuell zu betätigenden Links-Rechtsschalter mit einem, den Hauptkolben zum Heben und Senken der Elektrode steuernden Magnetventil und den Grenzschaltern gemeinsam an demselben Steuerstromkreis an welchem auch der Primärstromkreis des Schweissumformers mit den paarweise an dessen Sekundärkreis liegenden Reihenelektroden geschaltet ist. Den Elektrodendruck erzeugen Federn.
Ein imSchweissstromkreis liegendes Zeitverzögerungsrelais öffnet jeweils den Sehweissstromkreis mit Verzögerung und bestimmt die Presszeit.
Die Programmierung der Wegstrecken zur Steuerung der Tischbewegungen und des Elektrodenhubes wird manuell durch das Einstecken von Nieten in die Lochungen der Lochschablone bewirkt, wodurch die Lichtquellen beim Durchgang der Schablone zwischen den ortsfesten Lichtquellen und den gegen- überliegenden Photozellen abgedeckt, also Steuerimpulse durch diese erzeugt werden.
Alle diese Steuerungen und Einrichtungen zum Schweissen und Brennschneiden arbeiten also bereits nach dem Prinzip der wegabhängigen Steuerung hinsichtlich ihrer Fortbewegungsrichtungen in einer Ho- - izontalebene, unter zusätzlicher Steuerung einzelner Veränderungen des Betriebszustandes, während des . rbeitsablaufes. Bei Werkzeugmaschinen sind dagegen bereits Programmsteuerungen zur wegabhängigen, : 1reidimensionalen Steuerung und elektrische Programmsteuereinrichtungen bekannt, bei welchen leicht luswechselbare, mit parallelen Steuerbahnen versehene Programmträger, z. B.
Lochkarten, die bei Prorammablauf in Richtung der Steuerbahnen relativ zu einem Abtastsystem bewegt werden, elektrische Schaltvorgänge auslösen und bei programmentsprechender Ausführung der Steuerbahnen Arbeitsvorgänge iteuern, wobei die Programmträger mehrere voneinander unterschiedliche, von nur einem Programm-
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welche die elektrischen Schaltvorgänge auslösen.
Gebräuchlich sind auch solche Programmsteuerungen bei Werkzeugmaschinen, die zur Steuerung bestimmter Arbeitsvorgänge dienen und bei denen von irgendwelchen arbeitsvorbereitenden Personen programmgemäss Lochbänder oder ähnliche, mit bestimmten Aufzeichnungen versehene Kommando- geber zur Steuerung des automatischen Programmablaufes verwendet werden.
Alle die bekannten und wegabhängig gesteuerten Schweisseinrichtungen, wegabhängig arbeitenden
Kopierverfahren für Brennschneidmaschinen sowie wegabhängig arbeitenden Steuerungen für selbsttätige
Schweissmaschinen oder Brennschneidmaschinen gestatten es aber nicht, ausser der Fortbewegungsrichtung dieser Schweisseinrichtungen in mehreren Raumdimensionen auch noch sämtliche andern erforder- lichen Veränderungen ihres Betriebszustandes innerhalb des Arbeitsablaufes in Abhängigkeit von ihrem Weg in mehreren Dimensionen, vollkommen selbsttätig zu steuern.
Solche Veränderungen können unter anderem sein : die selbsttätige Steuerung der Veränderung der Schweisszeit, des Schweissstromes, des Schweissdruckes, der verschiedenen Schwenkstellungen des Schweisskopfes einer elektrischen Widerstandspunktschweisseinrichtung, die Steuerung der Gas- und Sauerstoffzufuhr und desDrahtvorschubesbei autogenen oder automatischen Schweissverfahren, die unter Pulver oder in einer Schutzgasatmosphäre arbeiten. Weiterhin sind darunter auch alle andern Veränderungen zu verstehen, die bei ständig wech- selndenBetriebsbedingungen im Zusammenhang mit den Schweissvorgängen überhaupt notwendig werden können, vorausgesetzt, dass sie in Arbeitsprogrammspeichern z. B. auf Lochstreifen überhaupt speicherbar sind.
Es ist mit bekannten Einrichtungen zur Steuerung einer elektrischen Widerstandspunktschweisseinrichtung möglich, mit den einmalig eingestellten Schweissparametern einen automatischen Schweissablauf in einer Bewegungsrichtung, bei Verwendung der automatischen Reihenpunktsteuerung, durchzu- führen. Hiebei werden sämtliche zum Punktschweissen erforderlichen Schweissparameter einmalig eingestellt und die Schweissstromstärke mittels Phasenanschnitt sowie die Schweisszeit, Nachhaltezeit und Offenhaltezeit über RC-Glieder stufenlos, aber nicht selbsttätig, während des Arbeitsablaufes geregelt.
Es ist jedoch noch kein Verfahren und keine Anordnung bekannt, um bei einer solchenSchweisseinrichtung während des Schweissablaufes sämtliche Veränderungen der Schweissparameter und jede andere beliebige Veränderung ihres Betriebszustandes innerhalb des Arbeitsablaufes, entsprechend den jeweiligen Bauteil- oder Werkstückerfordernissen, vollkommen selbsttätig nach einem vorgegebenen Programm vorzunehmen, indem je nachBauteilausbildung, beispielsweise inAbhängigkeit von der zu verschweissenden Blechdicke und den statischen Erfordernissen im Ablauf des Schweissprozesses, beispielsweise des Anpressdruckes der Schweisselektroden, die Schweissstromstärke, entsprechend der unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit und den unterschiedlichen Dicken des zu verbindenden Materials oder viele andere,
auf denSchweissvorgang oder die Fortbewegung des Schweisseinrichtung einflussnehmende Faktoren bei einer Fortbewegung des Schweisskopfes in drei Dimensionen in beliebiger Reihenfolge und an beliebigen Orten verändert werden könnten.
Alle bisher bekanntgewordenen Anordnungen zur wegabhängigen Steuerung von Schweisseinrichtungen gestatten es nicht, mehrere zur Steuerung der Arbeitsprogramme der Schweisseinrichtung in mehreren Dimensionen für unterschiedliche Bauteiltypen erforderliche unterschiedliche Wegstreckenprogramme vorzuwählen, durch die Anordnung selbst auswählen und reproduzieren zu lassen.
So ist z. B. mit der zuletzt beschriebenen Anordnung nur möglich, ein einziges Wegstreckenprogramm durch manuelles Einstecken der Nieten in die Löcher der Schablone einzuspeichern. Die Einspeicherung eines weiteren zweiten Programmes in denselben Speicher erfordert eine andere Gruppierung vernieten und damit die Löschung der ersten Programmes. Das erste Programm ist also nur manuell reproduzierbar durch das Umstecken der Nieten in die erste Gruppierung unter Löschung des zweiten Programmes usw.
Ferner gestatten die bekannten Anordnungen zur wegabhängigen Steuerung von Schweisseinrichtungen nicht, die vollkommen selbsttätige Steuerung ausnahmslos aller, auf die Wegrichtung und den Ablauf des Schweissprozesses einflussnehmenden Faktoren in Abhängigkeit von dem durch die Schweisseinrichtung zurückgelegten Weg in mehreren Dimensionen, beispielsweise in drei Raumkoordinaten.
So ist es mit der zuletzt beschriebenen Anordnung nur möglich, die Tischbewegungen in einer Dimension (x-Achse), nämlich entsprechend der geradlinigen Führung des Tisches zu steuern. Die Steuerung der Elektroden ist ebenfalls nur, u. zw. in Abhängigkeit von diesen Tischbewegungen in einer Dimension, nur vertikal, also nur in einer Dimension (z-Achse) und sogar nur für eine höchste Einstellung möglich,
Die normale und die tiefste Höheneinstellung der Elektroden erfolgt nicht direkt durch den Weg-
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streckenprogrammspeicher, also die Lochschablone, sondern in Abhängigkeit vom Elektrodenweg durch Grenz- oder Endschalter.
Die Steuerung in einer weiteren dritten Dimension (y-Achse) ist mit dieserAnordnung überhaupt nicht möglich, da sie eine oder mehrere nur vertikal bewegliche Punktelektroden bedingt und die Anordnung der Wegstreckenspeicher an der Tischseite und damit die geradlinigen Führungen des Tisches sowie die vertikale Elektrodenführung solche Bewegungsvorgänge in der y-Achse gar nicht zulassen.
Ferner lassen die bekannten Anordnungen, einschliesslich der zuletzt beschriebenen Anordnung, auch nicht eine Veränderung aller, für das gesamte Arbeitsprogramm der Schweisseinrichtung in meh- rerenDimensionen erforderlichen Veränderungen der Schweissstromstärke, des Anpressdruckes der Schweisselektrode und anderer, auf den Schweissprozess einflussnehmenden Faktoren zu.
Auch erfolgt die Steuerung durch die Anordnung nicht vollkommen selbsttätig, denn die Steuerung der Bewegungsrichtungen (links-rechts) desTisches, sogar nur in dieser einen Dimension, erfolgt manuell durch Betätigung des Links-Rechts-Schalters. In Richtung der y-Achse lässt die zuletzt beschriebene Anordnung überhaupt nur ein Reihenpunkten zu, wobei noch die Punktreihen in der y-Achse so weit voneinander entfernt sein müssen, wie das der Platz für die Elektrodenaufnahme oder-halterung bedingt.
Hinzu kommt noch, dass an allenschweissstellen die gleichen Verhältnisse sowohl werkstoffseitig (Blechdicke) als auch elektrisch (Übergangswiderstände, Induktion usw.) vorliegen müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen Programmsteuerung einer oder mehrerer beliebiger Schweisseinrichtungen zu entwickeln mit ortsfest, z. B. an Vorrichtungen zur Aufnahme von Werkstücken, angeordneten Wegstreckenprogrammspeichern mit einer Vielzahl eingespeicherter Wegstreckenprogramme, wie durch Lichtmarken, Anschläge oder beliebige andere Wegstreckenmarkierungen festgelegten linearenGrössen und mit dieserSchweisseinrichtung verbundenen,
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Arbeitsprogramm dieser Schweisseinrichtung nach einem manuell vorgewählten, durch diese Anordnung selbsttätig aus einer Vielzahl vorbestimmter Wegstreckenprogramme für ein bestimmtes Schweissstück ausgewählten Wegstreckenprogramm, mit allen dazu erforderlichen Bewegungs-, Schalt- und/oder Regelvorgängen,
beispielsweise zur Veränderung derSchweisszeit, des Schweissstromes, desAnpressdruckes, der Schweisselektroden bei Widerstandspunktschweissungen, der Schutzgas- oder Sauerstoffzufuhr sowie des Drahtvorschubes bei Verfahren mit abschmelzender Elektrode und jede denkbare andere Veränderung des
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diesen Dimensionen zurückgelegten Weg durch diese Anordnung vollkommen selbsttätig steuerbar ist.
Erfindungsgemäss sind die Wegstreckenprogrammspeicher in mehreren Dimensionen z. B. in dendrei Koordinaten des von der Schweisseinrichtung befahrenen Raumes, angeordnet und in bekannter Weise, z. B. als Lichtkasten mit davor angeordneten Lochschablonen zur Erzeugung von Lichtmarken, ausgebildet und Einrichtungen zur wahlweisen Abdeckung bestimmter, von einer Vielzahl vorhandener Lichtdurchlassöffnungen, wie beispielsweise durch Stellmotore verschieb-und arretierbare Lochmasken mit Lichtdurchlassöffnungen an den für jedes Wegstreckenprogramm erforderlichen Orten, bei verschiedenen Verschiebestellungen der Lochmasken vorgesehen.
Ein bekannter, den Wegstreckenprogrammspeicher beispielsweise die Lichtmarken eines Lichtkastens, abtastender neutraler Impulsgeber, der durch eine Photozelle gebildet sein kann, wirkt mit einemWegrichtungs-undArbeitsprogrammspeicher zusammen, auf dessen Informationsträger, beispielsweise einem Lochband, ausser den Wegrichtungssignalen auch sämtliche andern Signale für alle Ver- änderungen des : 3etriebszustandes der Schweisseinrichtung innerhalb des gesamten Arbeitsablaufes vorgesehen sind.
An dem Beispiel der Steuerung einer elektrischen Widerstandspunktschweisseinrichtung erläutert, wären derartige Signale zur Veränderung des Betriebszustandes der Schweisseinrichtung während des Arbeitsablaufes, die Veränderung der Schweisszeit, des Schweissstromes, des Schweissdruckes, des Schweisspunktabstandes und der verschiedenen Winkelstellungen des Schweisskopfes zur Schweissung von Werkstücken mit zur Horizontalebene geneigten, beispielsweise gewölbten Oberflächen usw. Natürlich können erfindungsgemäss mit der gleichenAnordnung auchEinrichtungenzurCO -. UP-oderWIG-Schweissung gesteuert werden, da die Anwendungsmöglichkeit der Erfindung keinesfalls an eine bestimmte einzelne Art von Schweisseinrichtungen gebunden ist.
Die erfindungsgemäss längs der Wege der Schweisseinrichtung in mehreren Dimensionen angeordneten Wegstreckenprogrammspeicher und die diese abtastenden, mit einem Wegrichtungs-undArbeits- programmspeicher zusammenwirkenden neutralen Impulsgeber, lassen sich für jede beliebige Schweiss-
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einrichtung und für jede denkbare Änderung der auf den Schweissprozess und deren Bewegungsweg ein- flussnehmenden Faktoren zu.
Auch bei einer bekannten Steuerung des Brenners einer Kreuzwagenbrennschneidmaschine, bei wel- cher die Steuerschablone aus einzelnen, gegeneinander isolierten Stromschienen besteht und die Steuerung durch einen, sich mit dem Brenner gleichförmig bewegendenGleittaster erfolgt, welcher die Strom- zufuhr und die Kontaktgabe vermittelt, ist eine Anwendung des Prinzips der Erfindung, allerdings in etwas abgewandelter Form, möglich.
Die Steuerung derFortbewegungsrichtungen derSchneideinrichtung erfolgt dann durch die Schablone selbst. In diesem Falle ist deshalb nur eine Einspeicherung aller andern Veränderungen im Betriebszustand der Schneideinrichtung, wie beispielsweise Fortbewegungsgeschwindigkeit, Gaszufuhr, Schwenkbewegungen des Brenners usw., in denArbeitsprogrammspeicher, beispielsweise den Lochstreifen, erforderlich. Die Fortschaltung des Speichers erfolgt dann aber wieder in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg durch denGleittaster, wenn dieser an den aus einzelnen gegeneinander isolierten Stromschienen be- stehenden Wegstrecken der Steuerschablone entlang gleitend, Steuerimpulse an denA rbeitsspeicher abgibt.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass der in bekannter Weise mit Informationen oder Markierungen für mehrere Wegstreckenprogramme ausgebildete Wegstreckenprogrammspeicher eine Einrichtung zur VorundAuswahl eines bestimmten Wegstreckenprogrammesaus einer Vielzahl solcher Programme aufweist, das sämtliche Veränderungen im Betriebszustand der Schweisseinrichtung während des Arbeitsablaufes steuert.
Die Anordnung zur Erzeugung der wegabhängigen Impulse kann für eine elektrische Widerstandspunktschweisseinrichtung beispielsweise eine bekannte Lochschablone vor einem Lichtkasten sein, deren Lichtmarken stets in Übereinstimmung mit dem zu schweissenden Bauteil und ortsfest mit der Schweissvorrichtung an Fahrbahnen usw. verbunden, angeordnet sind.
Um bei einer Anzahl verschiedener Bauteile die ortsfesten Markierungen und damit die Wegstrekken schnell reproduzierbar entsprechend den erforderlichenumschaltpunkten im Raum und entsprechend der speziellen Gestaltungsform des zu schweissenden Bauteiles für die gewünschten Veränderungen des Betriebszustandes der Schweisseinrichtung während des Arbeitsablaufes vorbestimmen zu können, sind beispielsweise die bekannten Wegstreckenmarkierungen in Form von Lichtmarken durch eine verschiebbare und die Lichtmarken abdeckende Lochmaske oder bei andern Wegstreckenspeichern in anderer
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Diese Lese-undAbtastvorrichtungensind mit derSchweisseinrichtung, beispielsweise einemSchweiss- kopf, verbunden und führen sämtliche Bewegungen derselben in den drei Koordinaten des Raumes mit aus. Sie passieren dabei Wegstreckenmarkierungen unter jeweiliger Abgabe eines Impulses an den Programmspeicher, der die Schaltbefehle an die Mittel zur Veränderung der Fortbewegungsrichtungen oder der Arbeitslagen der Schweisseinrichtung in den drei Dimensionen des Raumes, beispielsweise an die Fahrwerke oder Stellmotore für die Längs-, Quer- und Höhenfahrt des Schweisskopfes und analleandern für sämtliche Veränderungen der auf den Schweissprozess und die Fortbewegung der Schweisseinrichtung im Laufe des betreffenden Arbeitsprogrammes, einflussnehmenden Faktoren, erteilt.
Der Informationsträger dieses Arbeitsprogrammspeichers kann beispielsweise ein bekannter Lochstreifen, eine elektronische Schaltung, eine Steuertrommel oder ein anderes gleichwertiges Mittel sein.
Durch die Impulse der Lese- oder Abtasteinrichtung wird jeweils die Auslösung der für jeden vorbestimmten Ort im Raume bestimmten Schaltbefenle zur wegabhängigen Änderung der Fortbewegungsrichtung und sämtlicher erforderlicher Betriebsbedingungen der Schweisseinrichtung, bewirkt, beispielsweise bei einer elektrischen Widerstandspunktschweisseinrichtung die wegabhängige Veränderung der Schweisszeit, des Schweissstromes, des Schweissdruckes, der Schweisspunktabstandes od. dgl.
Diese Veränderung kann z. B. mit Hilfe bekannter elektronischer Steuerungen ortsabhängig, durch vorhandene Programmspeicher erfolgen, indem diese den jeweils erforderlichen Widerstand bestimmter Grösse in den Gitterkreis des schweissstromregelnden Ignitrons oder eines die Schweisszeit regelnden l'thyratrons usw. legt.
Der erfindungsgemäss benutzte Programmwähler in der Art eines bekannten Stufenschalters wirkt mit einer Stelleinrichtung zur Lochmaskenverschiebung zusammen. Dadurch wird eine Vorwahl bzw.
\uswahl einer dem gewünschten Wegstreckenprogramm entsprechenden Verschiebestellung der Lochmaske über einen Motor oder ein anderes Stellglied ermöglicht.
Ferner sieht die Erfindung noch Signale zur Selbstwahl eines Arbeitsprogrammes auf dem Informa- tionstrager, beispielsweise einen Markierungskanal auf einem Lochstreifen vor, die in bekannter Weise
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die Auswahl eines bestimmten, dem vorgewählten Wegstreckenprogramm zugeordneten Arbeitspro- grammes, aus einer Vielzahl auf dieseminformationsträger festgehaltenerArbeitsprogramme ermöglicht.
Um zu verhindern, dass irrtümlich während der Zurücklegung eines bestimmten Wegstreckenprogrammes durch die Schweisseinrichtung und Ablauf eines dazugehörigen Arbeitsprogrammes über den Arbeitsspeicher, durch Bedienungsfehler die unbeabsichtigte Änderung eines oder beider Programme, damit also eine Fehlschweissung erfolgt, sind Mittel zur Verhinderung solcher Programmänderungen, beispielsweise nur in der Ausgangsstellung der Schweisseinrichtung geschlossene Endschalter oder andere Blockiereinrichtungen, in den Schaltkreisen dieser Programmspeicher vorgesehen.
Zur gleichzeitigen zentralen Steuerung können erfindungsgemäss auch mehrere Schweisseinrichtungen mit ihrenzusteuerndenFortbewegungs-, Schalt-und Regelungsorganen gemeinsam parallel an den Ausgängen des Arbeitsprogrammspeichers liegen, so dass diese Schweisseinrichtungen auchgemeinsam oder nacheinander durch die zentralen Impulse der Lese- oder Abtasteinrichtung, nach den Markierungen des Wegstreckenspeichers, durch den Arbeitsprogrammspeicher gesteuert werden können.
Die Erfindung soll nachstehend an einemAusführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen : Fig. l eine elektrische Widerstandspunktschweisseinrichtung zur automatischen Punktschweissung vonStahltüren nebst derAnordnung zu ihrer Steuerung in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuerungsanordnung nach Fig. l, Fig. 3 den Informationsträger in Form eines Lochstreifens mit den Steuerbahnen oder Kanälen für die richtungsgebenden Signale und die Signale zur wegabhängigen Veränderung des Betriebszustandes der Schweisseinrichtung nach Fig. l innerhalb eines Arbeitsablaufes und Fig. 4 zwei Markierungsträger mit Lochmarkenverschiebeeinrichtungen und photoelektrischen Lese- oder Abtasteinrichtungen zur Steuerung des Schweisskopfes einer Schweisseinrichtung nach Fig.
l nach drei Koordinaten.
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l zeigt die festeschweissvorrichtung l, in diedas zu schweissendeWerkstückz. B. eine Türsektion, mit Hilfe fester Anschläge stets in der gleichen erforderlichen Stellung eingespannt Aufnahme findet. Der an einer Fahrbrücke 3 mit einem Querwagen 4 und einem Höhensupport 5 (Fig. 4) angeordnete Punktschweisskopf 6 kann somit an jede beliebige Stelle des von ihm erreichbaren Raumes, also an jede beliebige Schweissstelle der Tür gebracht werden.
Die Lese- oder Abtasteinrichtungen, hier Photozellen 7 ; 8, sind unmittelbar mit dem Punktschweisskopf 6 verbunden. Die Ortsveränderungen der Photozellen 7 ; 8 im Raum entsprechen also immer direkt den Ortsveränderungen der Punktschweisselektrode 9.
Ein horizontal angeordneterLichtkasten 10 trägt an seiner Unterseite, unmittelbar über der einen Photozelle 7 eine Lochschablone 11, deren Löcher oder Bohrungen die Lichtmarken 12 ; 35 zur Steuerung darstellen. Die Anordnung der Lichtmarken 12 ; 35 ist abhängig von der durchzuführenden Schweissung in der Horizontalebene des Punktschweisskopfes 6, erfindungsgemäss in zwei Dimensionen (x-y-Achse) getroffen. Ein erfindungsgemäss vertikal angeordneter Lichtkasten 13 mit einer Lochschablone 14 und in dieser drittenDimensionvorgesehenenLichtmarke 15 sowie eine Photozelle 8 dienen zur vertikalen Steuerung des Punktschweisskopfes 6.
Dargestellt ist in Fig. l auch der Arbeitsprogrammspeicher, ein Lochstreifenleser 16 mit einem Lochstreifen 17 als Informationsträger und die Schaltorgane 18 des Schaltschrankes 19 für die Fahrwerksmotoren 20 ; 21 ; 22 sowie der Schaltschrank 23 mit einer bekannten elektronischen Steuerung für die Schweissparameter.
Die Fig. 4 zeigt nochmals vergrössert die erfindungsgemäss beispielsweise ausgeführtenLochschablo- nen 11 ; 14 mit den in mehreren Dimensionen angeordneten Lichtmarken 12 ; 15 sowie die Photozellen 7 ; 8.
Durch die verschiebbaren Lochmasken 24 können diejenigen Lichtmarken, welche nicht wirksam werden sollen, abgedeckt werden und die andern benötigten Lichtmarken 12 ; 15 ; 35 geöffnet werden.
Die jeweilige Verschiebestellung der Lochmasken 24 entspricht den jeweiligen Wegstrecken, welche der Punktschweisskopf 6 von einer Veränderung der Fahrtrichtung oder des Betriebszustandes der Schweisseinrichtung bis zur nächsten Veränderung, innerhalb eines vorbestimmten Arbeitsablaufes, durchlaufen muss. Die Lochmasken 24 sind arretierbar ausgebildet, so dass die für verschiedene Türibmessungen und-arten benötigten Lichtmarken schnell reproduzierbar geöffnet werden können. Zur automatischen Verschiebung der Lochmasken 24 sind Stellmotore 25 an den Lichtkästen 10 ; 13 vorgesehen. Das Mass der Verschiebung ist entsprechend dem Wegstreckenprogramm für die jeweilige rürenart durch einen Programmwähler 26 (Fig. 2) in Form eines Stufenschalters wählbar.
Das Blockschaltbild nach Fig. 2 zeigt die gesamte Schaltungsanordnung zur Steuerung des Punkt- ichweisskopfes 6 im Prinzip.
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Die Photozellen 7 : 8 liegen über einem bekannten Verstärker 27 und eine Impulsformerstufe 28 an dem Arbeitsprogrammspeicher 17.
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schrank 23 und bekannte, hier nicht gezeigte Regelorgane für die Schweissparameter und den Schweiss- punktabstand zur Veränderung der Schweissstromstärke über Ignitronschütze 29 und den Schweisstransformator 30 an den Punktschweisselektroden 9 liegen. In ähnlicher Weise, hier jedoch ebenfalls nicht dargestellt, sind die Kanäle K9; K10 über den Schaltschrank 10 an ein bekanntes Presszeiten- relais und die Kanäle K7 ; K8 an unterschiedlich eingestelltepotentiometer eines bekannten elektroni- schen Takters geführt.
Der Stellmotor 25 (Fig. 4) für die Lochmasken 24 liegt über den Schaltschrank 23 (Fig. 2) und den Programmwähler 26 an dem der betreffenden Türenart zugeordneten Endschalter 32, der über den Stellmotor 25 die dieser Türenart zugeordnete Einstellung der Lochmasken 24 und damit die Einhaltung des Wegstreckenprogrammes gewährleistet.
Sollen mehrere, dem Lochstreifen aufgegebene Arbeitsprogramme wahlweise benutzt werden, dann liegt der Arbeitsprogrammspeicher 17 über die Impulsformerstufe 31 und den Schaltschrank 23 an dem Endschalter 33. Zur Veränderung der Druckhöhe liegen die Kanäle K5 ; K6 über die gleiche Impulsformerstufe 31 und den Schaltschrank 23 an einem Druckminderer 34 zur Regelung des Pressluftdruckes im Zylinder der Punktschweisselektrode. Die Impulsformerstufe 31 ist über den Schaltschrank 23 mit dem Arbeitsprogrammspeicher 17 durch eine hier nicht gezeigte elektrisch wirksame Verriegelung gegen eventuelle Fehlimpulse verriegelt, so dass diese den Arbeitsprogrammspei- cher 17 nicht erreichen können.
Bei Schweisswerkstücken mit gewölbten und andern geneigten Oberflächen können Schwenkbewegungen des Punktschweisskopfes 6 erforderlich sein, um in jedem Falle ein senkrechtes Aufsetzen der Punktschweisselektrode 9 auf das Schweisswerkstück zu erreichen. Für diesen Fall können entsprechende zusätzliche Lichtmarken am Ort dieser notwendigen Veränderungen des Betriebszustandes der Schweisseinrichtung und weiterer Kanäle auf dem Lochstreifen 17 vorgesehen sein.
In gleicherweise können natürlich für jede beliebige Schweisseinrichtung und jede denkbare Änderung der auf denSchweissprozess und denBewegungsweg der Schweisseinrichtung einflussnehmenden Faktoren weitere, diese Änderungen bewirkende Lichtmarken auf den Lochschablonen und weitere Kanäle auf dem Lochstreifen 17 vorgesehen sein.
Die Funktion der Steuerung ist folgende :
In der Ausgangsstellung (Fig. 1) befindet sich die fahrbare Schweisseinrichtung mit der Fahrbrücke 3, dem Querwagen 4, dem Höhensupport 5, dem Punktschweisskopf 6, den Photozellen 7 ; 8 und der Punktschweisselektrode 9 ausserhalb der Schweissvorrichtung 1, die zur Aufnahme des Schweissstückes 2, hier einer Stahltürsektion, wie aus Fig. 4 ersichtlich" dient. Sie befindet sichdamitauch ausserhalb des Feldes mit den Lichtmarken 12 ; 35 über der Schweissvorrichtung 1.
Somit kann das Schweisswerkstück 2 ohne Behinderung durch die fahrbare Schweisseinrichtung bequem in die Schweissvorrichtung 1 eingelegt und mit festen Anschlägen in die erforderliche Stellung gebracht und darin eingespannt werden, so dass der fahrbare Punktschweisskopf 6 an jede beliebige Stelle des Schweiss- werkstückes 2 gebracht werden kann. Ist letzteres auf der Vorder- und Rückseite zu punkten und sind somit zwei verschiedene Schweisswerkstücke nebeneinander angeordnet, die mit ein und derselben Schweisseinrichtung zu schweissen sind, dann ist die Schweissvorrichtung 1 so ausgebildet, dass eine Bedienungsperson den zuerst zu schweissenden Teil einspannen wird.
Dann wird das vollkommen selbsttätig ablaufende erste Arbeitsprogramm der Steuerung eingeleitet und sodann das zweite Schweisswerkstück in die entsprechend ausgebildete Vorrichtung eingebracht. Die Bedienungsperson kann das zweite
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Endschalter 32 und den Schaltschrank 23, wodurch die Lochmasken 24 (Fig. 4) mittels des Stellmotors 25 in die jeweilige, dem Arbeitsprogramm für den betreffenden Tùrentyp entsprechende Verschiebestellung gebracht werden.
Dadurch werden die für dieses Programm nicht benötigten Lichtmarken abgedeckt und die benötigten
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Lichtmarken 12 ; 15 ; 35 geöffnet. Die Orte dieser Lichtmarken 12 ; 15 ; 35 im Raum entsprechen den Orten aller notwendigen Veränderungen der Fortbewegungsrichtungen und allen sonstigen notwendigen
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3).zur wahlweisen Benutzung eingespeichert sein, so besteht die Möglichkeit, je nach Bedarf und Vorwahl, durch den Programmwähler 26 und einen hier nicht gezeigten Kommandoschalter, beispielsweise einen einfachen Druckknopfschalter, über den Schaltschrank 23 in der Impulsformerstufe 31 Impulse zur Weiterschaltung des Lochstreifens 17 zu erzeugen und damit unter Benutzung des Endschalters 33 ein vorgewähltes Programm Kl ;
K2 mit den Kanälen K3-K18 in die Ausgangsstellung zu bringen.
Veränderungen des Schweissdruckes werden dem Lochstreifen 17 ebenfalls aufgegeben und über den Druckminderer 34 (Fig. 2) gesteuert.
Durch die manuelle Betätigung eines weiteren, ebenfalls nicht gezeigten Kommandoschalters, in FormeineseinfachenDruckschalters, wird nun über dieImpulsformerstufe 31 unddenSchaltschrank 23 der Lochstreifen 17 um eine Teilung weitergeschaltet. Das bewirkt, dass der Fahrwerksmotor 20 eingeschaltet und der Punktschweisskopf 6 in Pfeilrichtung (Fig. 4) bis zum Anfangspunkt der Lichtmarke 35 des vorgesehenen Wegstreckenprogrammes 32 ; 12 usw. gefahren wird. Dadurch wird gleichzeitig die vollkommen selbsttätig arbeitende Steuerung des vorgegebenen Arbeitsprogrammes (Fig. 3) in Abhängigkeit von dem durch die fahrbare Schweisseinrichtung zurückgelegten Weg, also nach dem durch die Lichtmarken 12 ; 35 vorbestimmten Wegstreckenprogramm, eingeleitet.
Dies geschieht dadurch, dass die mit dem Punktschweisskopf 6 verbundenen und dessen sämtliche Bewegungen in den drei Dimensionen mit ausführenden Photozellen 7 ; 8 die in der Fortbewegungsrichtung (Pfeil- richtung in Fig. 4) nächste Markierung 12 anfahren. Dadurch wird in diesen Photozellen 7 ; 8 ein Photostrom in Form eines Impulses erzeugt, der über den Verstärker 27 (Fig. 2) und die Impulsformerstufe 28 an den Arbeitsprogrammspeicher 17 zur Fortschaltung des Lochstreifens abgegeben wird.
Dieses einmalige Fortschalten des Lochstreifens 17 löst dann die vorbestimmten Schaltbefehle K3
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chenden Veränderungen des Betriebszustandes der Schweisseinrichtung aus.
Zur Veränderung der Schweissstromstärke wird dabei über die Kanäle Kll ; K12 des Lochstreifens 17 der Phasenanschnitt des Ignitronschützes 29 verändert und damit über den Schweisstransformator 30 der Punktschweisselektrode 9 die benötigte Schweissstromstärke mit der ebenfalls vorgegebenen Schweisszeit zugeführt.
Die Veränderung des Schweisspunktabstandes erfolgt in ähnlicher Weise durch den Lochstreifen 17 ortsabhängig.
Aus Fig. 4 ist auch ersichtlich, wo der Schweissprozess an verschiedenen Stellen unterbrochen werden muss und wo ausserdem die Schweissparameter, der Punktabstand sowie die Fortbewegungsrichtung (Pfeilrichtung), entsprechend der konstruktiven Gestaltung und den statischen Erfordernissen, denen das Schweisswerkstück 2 genügen muss, beliebig verändert werden können.
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