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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenschweissen rohrförmiger Teile von im wesentlichen kreisringförmigem Querschnitt entlang einer Umfangsstossfuge mit einem um eine vertikale
Achse drehbaren Drehtisch zur hinsichtlich dieser Achse koaxialen Halterung der rohrförmigen Teile und mit einer Mehrzahl von Schweissvorrichtungen mit Schweisselektroden, die entlang der Umfangsstossfuge der rohrförmigen Teile positionierbar sind.
Kernbehälterkonstruktionen für Kernreaktoren bereiten wegen ihrer ungewöhnlichen Grösse und ihres grossen Gewichts erhebliche Schweissschwierigkeiten, wie sie normalerweise bei andern Fertigungsvorgängen nicht auftreten. Die Kernbehälterkonstruktionen von Druckwasserreaktoren dienen zur Halterung der
Reaktorinnenteile und der Kernbaugruppen und werden ihrerseits von einem oberen Flansch getragen, der auf einem inneren Auflagerand im obersten Teil des Reaktordruckbehälters aufliegt. Im allgemeinen sind derartige Kernbehälter aus vier gesonderten Bauteilen zusammengesetzt, nämlich einem oberen kreisrunden
Ringflansch, einem oberen zylinderrohrformigen Mantelabschnitt, einem unteren zylinderrohrförmigen
Mantelabschnitt und einer unteren Kerntragplatte. Alle diese Teile sind zusammengeschweisst.
Die aus dem oberen Flansch, dem oberen Mantelabschnitt und dem unteren Mantelabschnitt gebildete Anordnung stellt eine im wesentlichen rohrförmige Baugruppe dar, deren unteres Ende durch die untere Kerntragplatte im wesentlichen abgeschlossen ist. Die ungefähre Höhe der gesamten Kernbehälterkonstruktion liegt im
Bereich von 9 m, der Innendurchmesser beträgt etwa 3, 5 m. Die ungefähre Wandstärke des oberen und des unteren Mantelabschnitts liegt etwas über 5 cm. Während die untere Kerntragplatte nur wenig mehr als 50 cm der Gesamthöhe des Kernbehälters ausmacht, trägt sie mit einem Gewicht von etwa 27 t beträchtlich zum Gesamtgewicht von 73 t der gesamten Kernbehälterkonstruktion bei.
Die beiden unteren Umfangs schweissnähte, welche die untere Kerntragplatte mit dem unteren
Mantelabschnitt und den unteren Mantelabschnitt mit dem oberen Mantelabschnitt verbinden, sind von entscheidender Wichtigkeit und müssen eine hohe Qualität aufweisen, und beim Schweissen des Kernbe- hältermantels muss eine genaue Massüberwachung stattfinden.
An die fertige Konstruktion werden beispielsweise folgende Anforderungen gestellt : Die Schwindung in Längsrichtung zwischen zwei benachbarten Mantelabschnitten oder andern Teilen darf einen Toleranzbereich von 0, 102 cm nicht übersteigen ; die Parallelität des oberen Flansches mit Bezug auf die untere Kerntragplatte muss nach der Längsschwindung innerhalb eines Fehlerbereichs von 0, 05 cm liegen, und die diametrale Schwindung muss über die gesamte 360 umfassende Schweisszone bei jeder Schweissnaht konstant sein, um Verwindungen auf ein Minimum herabzusetzen und die Koinzidenz der X-Y-Achsen zwischen dem oberen Flansch und der Kerntragplatte in einem Toleranzbereich von 0, 05 cm beizubehalten.
Wegen dieser strengen Konstruktionsüberwachungsvorschriften werden die Schweissnähte des Kernbehälter bei vertikalstehenden Mantelabschnitten ausgeführt. Die Schweissung erfolgt also in der Horizontalebene. Herkömmliche Schweisstoleranzen und eine bessere Gewichtsverteilung zwischen den verschiedenen zu schweissenden Bauteilen würden ein übliches Schweissverfahren zulassen, bei welchem die Mantelabschnitte in horizontaler Lage unter einem Schweissbrenner gedreht werden. Angesichts der oben repräsentativ genannten Abmessungen (diese Abmessungen können selbstverständlich je nach der Grösse des betreffenden Reaktors unterschiedlich sein) leuchtet es ein, dass dieses übliche Schweissverfahren mit grösster Wahrscheinlichkeit zu starken Verziehungen hinsichtlich der Fluchtung der verschiedenen Bauteile nach beendigter Schweissung führen würde.
Derartige Verziehungen sind jedoch bei einer Kernreaktorkonstruktion unzulässig.
Um den oben genannten Gesichtspunkten gerecht werden zu können, ist die Schweissung auch schon bei vertikal aufeinandergestellten Mantelabschnitten vorgenommen worden. Dabei wurde mit dem Ziel, eine röntgenstrahlengeprüfte Qualitätsschweissnaht zu erzeugen, an verschiedenen Stellen der herzustellenden Naht mittels Handschweissverfahren geschweisst ; dennoch traten Schweissschwindungen und Verziehungen auf. Im allgemeinen ist es schwierig, Schweissnähte herzustellen, die sowohl den Qualitätsanforderungen als auch den Anforderungen an die Masshaltigkeit gerecht werden, was seine Ursache in der Schwierigkeit der gleichzeitigen und gleichförmigen Verteilung der Wärme an allen Schweissnähten hat. Deshalb sind normalerweise viele Reparaturen notwendig, wodurch Zeit- und Kostenaufwand erheblich sind.
Ausserdem führen örtliche Reparaturen von nicht einwandfreien Schweissstellen zu weiteren unannehmbaren Verziehungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Schweissverbindungen zwischen grossen zylinderrohrförmigen od. ähnl. Bauteilen so zu verbessern, dass
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Schweissverbindungen hoher Qualität in sehr genauer, vorhersagbarer und steuerbarer Weise herstellbar sind, wobei die Verziehungen der geschweissten Teile relativ klein bleiben.
Zur Lösung dieser Aufgabe wurde eine Vorrichtung entwickelt, mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Drehtisch zur hinsichtlich dieser Achse koaxialen Halterung der rohrförmigen Teile und mit einer Mehrzahl von Schweissvorrichtungen mit Schweisselektroden, die entlang der Umfangsstossfuge der rohrförmigen Teile positionierbar sind, die gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass die
Schweissvorrichtungen an einer vertikalen, innerhalb der zu verschweissenden rohrförmigen Teile befindlichen Säule radialsymmetrisch angeordnet sind.
Das zur Herstellung der Schweissnaht verwendete Schweisszusatzmaterial wird vorzugsweise vor dem
Auftragen in die Schweissnaht erhitzt, wobei die Menge der dem Schweisszusatzmaterial zugeführten Wärme entsprechend der Tiefe der Schweissung automatisch gesteuert wird.
Dementsprechend werden der Schweisslichtbogenstrom, die Geschwindigkeit der Zusatzmaterialzu- führung und die dem Zusatzmaterial zugeführte Wärme programmierbar derart verändert, dass an allen
Schweissstellen in jedem Zeitpunkt das gleiche Verhältnis von Wärmezuführung zu abgelagertem Zusatz- material vorhanden ist, um eine gleichbleibende Qualität und Reproduzierbarkeit jeder Schweissnaht sicherzustellen.
Bei einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Säule an ihrem unteren
Ende konisch ausgebildet und in eine entsprechende Öffnung einer feststehenden, in der Mitte des Drehtisches angeordneten Haltekonstruktion eingesetzt, wobei der Drehtisch um die feststehende Halte- konstruktion drehbar ist, und innerhalb der Aufnahmeöffnung eine Hubvorrichtung angeordnet ist, mittels welcher die vertikale Säule aus der Öffnung heraushebbar ist.
Es ist ferner eine Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Schweissvorrichtungen von einer Mehrzahl von Positionierungsarmen getragen sind, die seitlich der vertikalen Säule verlaufen und ausfahrbar oder zurückziehbar sind und bei welcher den Schweissvorrichtungen eine entsprechende Anzahl von Schweisssteuerständen zugeordnet ist, welche an der vertikalen Säule angeordnet und mit dem jeweils entsprechenden Positionierungsarm verbunden sind und von welchen aus die Schweissvorrichtungen steuerbar sind.
Eine weitere bevorzugte Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Antrieb zur vertikalen Verschiebung der Steuerstand/Positionierungsarm-Anordnungen entlang der Säule und durch einen Sicherungsmechanismus zur Verhinderung einer Vertikalbewegung der Steuerstand/Positionierungsarm-Anordnungen, solange nicht von mindestens zwei der Steuerstände ein Befehl für die Vertikalbewegung gegeben wird.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemässe Vorrichtung einen Oszillator auf, zur Erzeugung einer vertikalen Schwingungsbewegung der Schweissvorrichtungen entlang ihres horizontalen Schweisspfades und zur Unterbrechung dieser Schwingungsbewegung an den Totpunkten der Schwingungsbewegung während einer vorgegebenen Zeitdauer.
Bei einer weiteren bevorzugten Vorrichtung ist eine Spurführungsvorrichtung zur Führung der Schweissvorrichtungen entlang der Umfangsstossfuge vorgesehen, welche jeweils einen an Halteplatten angeordneten Spurführungsarm aufweisen, der seitlich von diesen Halteplatten wegragt und in der Umfangsstossfuge neben der Schweissvorrichtung geführt ist und welcher ausserdem vertikal beweglich angeordnet ist, um Änderungen der vertikalen Lage der Umfangsstossfuge folgen zu können, und durch Fühler zur Abtastung eines Vertikalversatzes des Spurführungsarmes und darauf ansprechende Schalter, welche die Schweissvorrichtungen jeweils entsprechend dem jeweiligen Vertikalversatz des Spurführungsarmes nachstellen, wobei diese Nachstellung jeweils nach einer Verzögerung erfolgt, die gleich der Zeit ist, welche die Schweissstelle braucht,
um die dem Abstand zwischen der Schweissstelle und dem Spurführungsarm entsprechende Distanz zu durchlaufen.
Eine bevorzugte Vorrichtung mit Stromzuführungen für die Schweisselektroden ist gekennzeichnet durch einen Stromspannungssteuerkopf zur Messung der Spannung über der Lichtbogenstrecke zwischen der Schweisselektrode und der Schweissstelle am Werkstück, und zum Vergleich der Lichtbogenspannung mit einer vorgegebenen Spannung und durch eine auf eine Differenz zwischen der Lichtbogenspannung und dieser vorgegebenen Spannung ansprechenden Antrieb, welcher eine Bewegung der Schweisselektrode im Sinne der Verringerung dieser Differenz herbeiführt.
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Hinsichtlich der Zusatzmaterialzuführungen zu den Schweissvorrichtungen wird eine Einrichtung zur automatischen Steuerung der Zuführvorrichtungen bevorzugt, wobei die'Menge des zur Schweissstelle zugeführten Zusatzmaterials variabel entsprechend einem vorgewählten Programm einstellbar ist, welches vom Pegel der der Schweisselektrode zugeführten Energie abhängig ist.
Es ist ferner vorzugsweise eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung vorgesehen, zur Erhitzung des Zusatzmaterials vor der Zuführung in die Schweissnaht und eine variable Steuerung für den Heizstrom in Abhängigkeit von der Zusatzmaterialzuführgeschwindigkeit.
Diese Widerstandsheizeinrichtung leitet vorzugsweise einen Wechselstrom unmittelbar durch das Zusatzmaterial und die zu schweissenden rohrförmigen Teile.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer nach der Erfindung beispielsweise anwendbaren Verteilung der Schweissstellen, Fig. 2A eine perspektivische Darstellung des oberen Teils einer Schweissvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2B eine perspektivische Darstellung des unteren Teils der Schweissvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 3 eine Draufsicht der Mittelsäulensteuerplattform der in Fig. 2A dargestellten Schweissvorrichtung, Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 2A sichtbaren Mittelsäulensteuerplattform, Fig. 5 eine Seitenansicht einer in Fig. 2A sichtbaren
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Fig. 6teilweise geschnittene Frontansicht der Schweisskopfführungseinrichtung, Fig.
8 eine teilweise geschnittene Draufsicht der Schweissschlittenführung und einer Elektromagnetverriegelung, Fig. 9 eine teilweise geschnittene Draufsicht des den Schweissschlitten gegen Herabstürzen sichernden Verriegelungsmechanismus, Fig. 10 eine teilgeschnittene Seitenansicht des in Fig. 9 gezeigten Verriegelungsmechanismus in der unverriegelten Stellung, Fig. 11 eine teilgeschnittene Seitenansicht des in Fig. 9 gezeigten Verriegelungsmechanismus in der verriegelten Stellung, Fig. 12 eine Frontansicht des in Fig. 2 sichtbaren Schweisssteuergeräts, Fig. 13 ein schematisches Schaltbild einer Steuerschaltung zur programmierten Steuerung des Schweissstromes, Fig.14 ein schematisches Schaltbild einer Führungssteuerschaltung, welche dazu dient, jeden Schweissbrenner mit Bezug auf die Schweissfuge ausgerichtet zu halten, Fig.
15 ein schematisches Schaltbild der Verdrahtung der Bauteile zur Steuerung der vertikalen und horizontalen Tragarmbewegungen, Fig. 16 ein schematisches Schaltbild der Programmschaltung für die Heissdrahtmaterialzuführung, Fig. 17 ein schematisches Schaltbild der Verzögerungsbausteine der in Fig. 6 dargestellen Programmschaltung, Fig. 18 ein schematisches Schaltbild des zum Erhitzen des Schweisszusatzmaterials dienenden Wechselstrompositionsservomotors, die Fig. 19A, 19B und 19C Blockschaltbilder der Hauptsystemlogik der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 20 ein Blockschaltbild der die vertikale Schlittenbewegung steuernden
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Spurführungssteuerlogik, Fig. 23 ein Blockschaltbild der Steuerlogik für Horizontalbewegungen, und Fig. 24 ein Blockschaltbild der Steuerlogik des Spannungssteuerkopfes.
Um den für einen Reaktorkernbehälter geforderten Bedingungen hinsichtlich der Konstruktionsgenauigkeit und der Schweisstoleranzen gerecht zu werden, beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung mit vollständig in ein automatisches System integrierten mechanischen Halterungen, Werkzeug- und Schweisseinrichtungen zur genauen Steuerung der Schweissung mit einer Vielzahl von Schweissköpfen, die entlang der herzustellenden Schweissnaht symmetrisch mit Bezug auf eine Achse angeordnet sind, welche die Drehachse der zu schweissenden rohrförmigen Baugruppe schneidet.
Gemäss dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel können die Sehweisspositionen-10-gemäss der Erfindung an symmetrisch mit Bezug auf eine Achse --12--, welche die Achse --14-- des Kernbehälters --16-- schneidet, gelegenen Stellen angeordnet sein. Die der Erfindung zugrundeliegende Theorie liegt darin, dass Schwindung und Verziehung dadurch steuerbar sind, dass ein identisches Verhältnis von Wärmezufuhr zu Volumen des abgelagerten Metalls in jedem Zeitpunkt an allen geeignet positionierten Schweissstellen aufrechterhalten wird. Dieses Verhältnis wird an den verschiedenen Schweissstellen mittels elektronischer Regelkreise gleichgehalten, welche Schweissparameter wie beispielsweise Lichtbogenspannung, Zusatzwerkstoffzuführung, Schweissstrom und Drehgeschwindigkeit des Drehtisches regeln und koordinieren.
Zusätzlich ist eine Schweisskopfführung vorgesehen, welche sicherstellt, dass die einzelnen Schweisskopf vertikal mit Bezug auf die Umfangsschweissfuge ausgerichtet bleiben.
Gemäss der Erfindung verläuft die Hauptachse in der Mittellinie der Kernbehälterbauteile vorzugsweise senkrecht zur Tischfläche eines Drehtisches bzw. Tragteils. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung
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sind zwei äussere Ausleger und eine abnehmbare innere Mittelsäule vorgesehen, welche Schweissstationen mit einem Winkelabstand von 180 'an der Innenseite oder der Aussenseite oder an Innen-und Aussenseite des zu schweissenden Kernbehälters tragen. Diese Ausführungsform ist in den Fig. 2A und 2B dargestellt, welche den oberen und den unteren Teil einer gemäss der Erfindung verwendbaren Vorrichtung zeigen.
Diese Vorrichtung weist einen Drehtisch --18-- auf, auf welchem konzentrisch mit der Drehtischachse ein Kernbehälter --16-- aufgesetzt ist.
Durch die Mitte des Drehtisches verläuft eine Bohrung oder eine Hülse --20-- zur Aufnahme eines Positionierungszapfens --22-- der Mittelsäule --24--. Der Drehtisch ist für konzentrische Belastungen von etwa 180 t ausgelegt, d. h. für Punktbelastungen von 180 t bei statischen Bedingungen und eine konzentrische Belastung von 180 t. Der Drehtischdurchmesser beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel etwa 5 m.
Die Drehtischoberfläche ist bearbeitet und weist eine Anzahl von Bohrungen auf, die der Befestigung von Spannbacken der bei Horizontalbohrwerken verwendeten Bauart oder Stützen --26-- dienen, wie in Fig. 2B dargestellt, um den Kernbehälter konzentrisch zur Drehtischachse positionieren zu können.
Die Drehtischunterseite --18-- ist ebenfalls bearbeitet und mit einem selbstausrichtenden Drucklager - versehen. Eine kreisringförmige Fläche am Rand der Drehtischunterseite wirkt mit äusseren Stützlagern --30-- und mit Schleifplatten --32-- zusammen, welch letztere ausserdem als Schleifkontakt für elektrische Erder --34-- dienen. Das untere Lagergestell enthält die konische Hülse --20-- zur
Positionierung des Mittelsäulenzapfens --22-- in der Mitte des Drehtisches. Ein Teil des Hülsengehäuses ragt um eine ausreichende Strecke unter das Bodenniveau hinab, um eine ausreichende Säulenstabilität zu gewährleisten. Um das Herausnehmen der Mittelsäule zu erleichtern, ist im Sockel der Hülse eine hydraulische 90-Tonnen-Hubvorrichtung --36-- angeordnet.
Diese Hubvorrichtung ist mittels ausserhalb des Drehtisches gelegener Mittel betätigbar, um die Mittelsäule aus ihrem konischen Festsitz herauszu- drücken, wenn die Säule abgenommen werden soll.
Vorzugsweise sind zwei federbelastete Erder --34-- mit einer Belastbarkeit von jeweils 2000 A zur Vervollständigung der elektrischen Schweisserdung und zum Schutz der Drehtischlager vor Schweissströmen vorgesehen.
Der Drehantrieb des Drehtisches erfolgt über einen Präzisionszahnkranz --38--, der am Drehtischumfang angeordnet ist. Der Antrieb erfolgt mit gleichmässiger, geregelter Drehzahl innerhalb eines stufenlos verstellbaren Drehzahleinstellbereichs, beispielsweise von 0, 0053 bis 0, 058 Umdr/min : 2%, und wird von dem am Drehtischrand angeordneten Antriebsmotor --40-- gesteuert. Die Kraftübertragung vom Motor zum Drehtisch erfolgt mittels eines in Fig. 2B gezeigten Getriebes --42--.
Die Mittelsäule --24-- ist eine Manipulatorsäule, die innerhalb der Kernbehälterbaugruppe --16-- steht und mit ihrem unteren Ende mittels Zapfen --22--, der durch die mittige Bohrung des Drehtisches hindurch und in die konische Hülse --20-- des unteren Drehtischlagertragteils hineinragt, positioniert ist.
Das obere Ende der Mittelsäule wird von einer Hilfsplattform --44-- gehalten, die ausserhalb des Drehtisches abgestützt ist. Das obere Säulenende ist mit einem konischen Zapfen und einer Hülse --46-- versehen und fluchtet mit einem Haltering der Hilfsplattform.
Der konische Zapfen --46-- am oberen Ende der Mittelsäule ist ausserdem so ausgebildet, dass er einen Verlängerungsteil aufnehmen kann, welcher dann verwendet wird, wenn bei grösseren Kernreaktoren verwendete Kernbehälter mit Überlänge zu schweissen sind. Die Verwendung eines Verlängerungsteils macht die Handhabung der Mittelsäule einfacher und es entfällt die Notwendigkeit, eine feste Länge zur Handhabung aller Arten von Bauteilen vorzusehen, die von der Vorrichtung aufgenommen werden sollen.
Die Mittelsäule --24-- trägt einen vertikal verschieblichen Manipilatorschlitten --48--, an welchem zwei Schweissausleger --50-- und eine Bedienungsplattform --52-- angebracht sind. Beide Ausleger sind gleich ausgebildet und in geeigneter Weise derart versetzt angeordnet, dass sie an horizontalen Verlängerungen der Ausleger-50-angeordnete Schweisskopfe-54-um 180 gegeneinander versetzt auf einer gemeinsamen Mittellinie und fluchtend mit derjenigen von an Säulenauslegern angeordneten Schweissbrennern --56-- halten.
Das Heben der Bedienungsplattform-Schlittenanordnung --58-- erfolgt unter Verwendung eines Wechselstrom-Bremsmotors, der mit einem Untersetzungsgetriebe gekuppelt ist. Zwei Doppelkettenräder - des Motors wirken mit einer Antriebskette --62-- zusammen. Die Kette --62-- ist mit einem Ende am Schlitten --58-- und mit ihrem andern Ende an Gegengewichten --64-- befestigt, die innerhalb eines entlang der Säule verlaufenden rohrförmigen Gehäuses angeordnet sind.
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Der Schlitten --58-- ist eine verwindungsarme Kastenkonstruktion. An dem Schlitten sind in Fig. 8 dargestellte PräzisionsroUengruppen-68-montiert, welche mit Führungsschienen --70-- an der Mittelsäule zur Sicherstellung einer genauen Ausrichtung des Schlittens und der Ausleger zusammenwirken.
Jeder Ausleger --50-- ist als Kastenabschnitt-72- (Fig. 3) ausgebildet, der mittels einer an seiner Seite befestigbaren Zahnstange antreibbar ist. Der Auslegervorschubweg beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel etwa 90 cm. Die Zahnstange des Auslegers wird mittels eines Wechselstrom-Bremsmotors über ein Ritzel angetrieben. Der Antriebsmotor ist über ein Untersetzungsgetriebe mit dem die Zahnstange treibenden Ritzel gekuppelt. Für einen vielseitigen Betrieb ist der Antriebsmechanismus umsteuerbar. Zur Verriegelung in der richtigen Stellung ist eine Zahnsperre vorgesehen, die aus einem mit der am Ausleger angeordneten Zahnstange zusammenwirkenden Zahnstangenabschnitt gebildet ist.
An der Mittelsäule der in den Fig. 2A und 2B beispielsweise dargestellten Vorrichtung ist eine Reihe von mit vertikalen Abständen von jeweils etwa 10 cm angeordneten Bohrungen --74-- (in der die Seitenansicht des Schlittens zeigenden Fig. 4 mehr im einzelnen dargestellt) vorgesehen, mit welchen ein elektromagnetisch betätigter Bolzen --76-- zusammenwirkt, der in Fig. 8 gezeigt ist und eine mechanische Verriegelung gegen ein Herabstürzen des Schlittens bei einem Versagen der Antriebskette oder des Antriebsmechanismus im Stillstand bildet. Die Steuerschaltung ist so ausgebildet, dass der Schlittenantrieb die Schlittenbewegung so lange fortsetzt, bis der Bolzen-76-- in eine Bohrung --74-- eingreift.
Zusätzliche elektrische Verriegelungen, die später noch beschrieben werden, verhindern einen Betrieb der
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vorgesehen, bei welchem es sich um eine federbelastete Vorrichtung an jedem Schlitten handelt, die durch
Nachlassen des Antriebskettenzuges derart betätigt wird, dass eine Klinke --80-- in eine an der Säule - angeschweisste vertikale Zahnstange --82-- eingreift. Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Seitenansicht des Mechanismus --78-- im ausgeklinkten und im verriegelten Zustand und Fig. 9 zeigt eine Draufsicht des ausgeklinkten Mechanismus.
Die Energiezuleitungs- und Steuerkabel --84-- (in den Fig. 2A und 2B sichtbar) sind am oberen
Säulenende befestigt und bilden eine auf den Schlitten herabhängende Schleife. Zusätzlich zu den normalen Steuerleitungen und Schweissleitungen sind an jedem der Schlitten Luftauslässe angeordnet und es sind Gebläse mit flexiblen Rohrleitungen vorgesehen, welche die Herstellung einer Frischluftströmung ohne Erzeugung übermässiger Zugerscheinungen unterstützen, welch letztere die Deckgasschicht an der Schweisszone beeinflussen könnten. Ausserdem sind an den Bedienungsständen --86-- (in Fig. 2A dargestellt) und an einer entfernten Stelle jeweils Gegensprechanlagen angeordnet, um die Tätigkeit des Bedienungspersonals während des Betriebs der Vorrichtung koordinieren zu können.
Zwei auf dem Boden stehende Auslegersäulen --88-- sind auf beiden Seiten des Drehtisches angeordnet und mit Ausnahme der Tatsache, dass sie jeweils nur einen Ausleger aufweisen, hinsichtlich der meisten Einzelheiten im wesentlichen gleich wie die Mittelsäule --24-- ausgebildet. Die Ausleger dieser Säulen sind einander diametral gegenüberliegend auf der gleichen Mittellinie wie die Schweissvorrichtungen der Mittelsäule angeordnet.
Jede der Bedienungsplattformen --52 und 53-- ist mit horizontalen Verlängerungen --90-- versehen, die seitlich zur Schweissnut --92-- hin ragen, um es dem Bedienungspersonal zu ermöglichen, den Schweissvorgang aus nächster Nähe zu beobachten.
Ein Teil der Mittelsäulentragkonstruktion ist durch eine rechteckige Stabilisierungsplattform --44-- gebildet, welche an zwei vertikalen Tragstützen --94-- befestigt ist, welch letztere sich ausserhalb des Drehtischumfangs befinden. Diese Plattform --44-- dient auch dazu, dem Bedienungspersonal den Zugang zu den Schlitten --58 und 59-- zu ermöglichen, und dient ferner zur Führung der Energiezuleitungs- und Steuerkabel, die zu den drei Säulen --24 und 88-- führen. Ein Einschnitt --96-- im vorderen Ende der Plattform --44-- lässt den erforderlichen Raum für ein Kranseil und die Mittelsäulenverlängerung frei, wenn sich die Plattform in horizontaler Stellung vefindet.
Abnehmbare Abschnitte des Plattformbodens ermöglichen den leichten und sicheren Zugang zum Mittelsäulenschlitten durch das Bedienungspersonal.
Die Tragkonstruktion der Plattform --44-- weist ein Schneckengetriebe --98-- und eine Gleitstange --100-auf, wodurch die Plattform leicht in verschiedene Höhenpositionen anhebbar ist, so dass Kernbehälter mit verschiedenen Vertikalabmessungen herstellbar sind. Ausserdem ist diese Plattform an einer der
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Tragstützen schwenkbar angeordnet, so dass sie zum Einsetzen und Herausnehmen der Mittelsäule und eines Kernbehälter mittels einer elektromotorgetriebenen Kurbel von der Mittelsäule weg schwenkbar ist.
Am Ende jedes Auslegers --50-- ist mittels eines Adapters eine Schweisskopfanordnung --102-- befestigt, wobei alle Schweisskopfanordnungen --102-- gleich ausgebildet und unter sich austauschbar sind. An dem Adapter --106-- ist über eine Halteplatte --107-- ein vertikaler 15-cm-Schlitten --104-- (in den Fig. 2A und 4 dargestellt) befestigt, welche eine vertikale Feineinstellung der Schweisskopfanordnung ermöglicht.
Die Bewegung des Schlittens erfolgt über einen mit Schneckengetriebe versehenen Motor - -108--. Wenn das Spurführungssteuersystem auf"Auto"eingestellt ist, erfolgt die vertikale Einstellung jedes Schweissbrenners --54 und 56-- zur Aufrechterhaltung der Fluchtung mit der Schweissnaht --92-- über den Vertikalschlitten, wie noch an Hand der nachstehenden Beschreibung des Spurführungssystems erläutert wird.
Das Spurführungssystem (in den Fig. 2A, 3, 4,5, 6 und 7 dargestellt), welches die vertikale Ausrichtung der Schweissköpfe --54 und 56-- mit Bezug auf die Stossfuge --92-- aufrecht erhält, weist einen federbelasteten Arm --110-- auf, der seitlich von der Halteplatte --107-- wegragt und mit der Stossfuge --92-- in Berührung steht. Am freien Ende des Spurführungsarmes --110-- ist eine Kugelrolle
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--92-- geführt- durch die Halteplatte --107-- erfolgt über ein Gelenk--114--, welches eine vertikale Bewegung des Spurführungsarmes zusammen mit Veränderungen der Stossfuge ermöglicht, wenn sich diese bei
Drehung des Drehtisches an dem Spurführungsarm vorbeibewegt.
Die vertikale Verlagerung des
Spurführungsarmes wird von Mikroschaltern --116-- auf beiden Seiten dieses Armes abgetastet, welche die
Vertikalbewegung dieses Armes in ein die Verschiebungsrichtung darstellendes elektrisches Signal umsetzen. Dieses Signal wird dann zur Steuerung des Motors --108-- verwendet, welcher den Schweisskopf wieder in fluchtende Stellung mit der Stossfuge bringt. Vorzugsweise ist die Kugelrolle --112-- des Spurführungsarmes --110-- so nahe wie möglich am Schweisskopf angeordnet, wobei sie jedoch nicht die Sicht des Bedienungspersonals auf die Schweissnaht behindert.
Es kann eine Verzögerungsschaltung vorgesehen sein, welche eine Zeitverzögerung erzeugt, die gleich der Zeit ist, welche die Stossfuge zum Durchlaufen der Distanz zwischen dem Schweisskopf und der Kugelrolle des Spurführungsarmes braucht, so dass der Motor --108-- erst nach dieser Zeitverzögerung im Sinn einer Wiederausrichtung des Schweisskopfes betätigt wird. Dadurch ist also eine geschlossene Regelschleife gebildet, welche ständig die Fluchtung des Schweisskopfes mit Bezug auf die Stossfuge korrigiert.
An dem Vertikalschlitten --104-- ist ein Schweisskopfoszillator --118-- befestigt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ermöglicht der Oszillator --118--, der am besten in Fig. 4 sichtbar ist, einen gesteuerten Hub bis zu 7, 6 cm mit einer einstellbaren Verweilphase an jedem Ende des Hubweges, wodurch der Schweisskopf an den Totpunkten der Schwingungsbewegung während einer programmierbaren Zeitdauer verweilen kann.
Am Oszillator --118-- ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Lichtbogenspannungssteuerkopf - befestigt. Dieser Kopf ist für das automatische Schweissen von Formen ausgelegt, bei denen der Arbeitsraum begrenzt ist. Der Lichtbogenspannungssteuerkopf --120-- besteht aus einem umsteuerbaren Schrittmotor, einer Kugelumlaufgetriebespindel, einer hin-und hergehenden Kugelumlaufgetriebemutter und einem Präzisionsschlitten. Der Schrittmotor dreht die Spindel des Kugelumlaufgetriebes, welche wieder die hin-und hergehende Getriebemutter hebt und senkt. Der bewegliche Teil des Schlittens ist unmittelbar mit der hin-und hergehenden Kugelumlaufgetriebemutter verbunden, so dass er durch diese Mutter, welche den Schweisskopf trägt, angehoben und abgesenkt wird.
Der Befestigungsadapter für den Schweisskopf ist unmittelbar am beweglichen Teil des Schlittens angeschraubt. Der dem Lichtbogenspan- nungssteuerkopf-120- (der nachstehend beschrieben wird) zugeordnete Differenzverstärker tastet die Spannung zwischen dem Schweisskopf und dem Werkstück ab und vergleicht diese Spannung mit einer vorgegebenen Spannung, welche den gewünschten Lichtbogenabstand zwischen dem Schweisskopf und dem Werkstück darstellt. Wenn die tatsächliche Spannung zwischen dem Werkstück und dem Schweisskopf von dieser vorgegebenen Spannung abweicht, wird der Schrittmotor so betätigt, dass er den Schweisskopf wieder auf den richtigen Abstand vom Werkstück bringt. Folglich wird während des gesamten Schweissvorganges eine konstante Lichtbogenlänge aufrechterhalten.
Der Schweisskopf ist als einstückiger Teil jeder Schweissanordnung ausgebildet. Der Schweisskopf weist eine einstückige Gaslinse auf, welcne eine stabile Strömung eines Schutzgases mit einer Schutzzonenhöhe
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bis zu 2, 54 cm erzeugt, damit der Schweissbereich gut sichtbar bleibt. Der Schweisskopf und das
Energiekabel werden durch Wasserkanäle wassergekühlt, welche von der oberen Plattform --44-- der mittleren Säule --24-- hergeführt sind.
Eine Heissdrahtzuführvorrichtung --122-- (am besten in den Fig. 3 und 4 dargestellt) ist neben dem
Schweisskopf angeordnet und liefert von einer Rolle --124-- Zusatzmaterial zur Schweissstelle. Grund- sätzlich weist die Heissdrahtzuführvorrichtung eine Schweisszusatzmaterial tragende Spule --124-- auf, und das Schweisszusatzmaterial wird durch einen Hochgeschwindigkeitsdrahtrollenantrieb --126-- durch ein
Kontaktrohr --128-- hindurch zur Schweissstelle am Werkstück zugeführt, u. zw. an einer mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des rohrförmigen Teils nahe hinter dem Schweisskopf gelegene Stelle.
Zwischen das Werkstück --16-- und das Kontaktrohr --128-- ist eine Wechselstromquelle geschaltet, so dass der
Wechselstrom durch den Zusatzmaterialdraht --130-- fliesst, wodurch dieser Zusatzmaterialdraht vor der
Ablagerung in der Schweissnaht durch elektrische Widerstandsaufheizung erwärmt wird.
Wie aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist die übliche Heissdrahtzuführung gemäss der Erfindung so abgewandelt, dass die Menge des in der Schweissnaht abgelagerten Zusatzmaterials entsprechend der Grösse der dem Schweisskopf zugeführten Energie variabel steuerbar ist. Ausserdem ist die Grösse des durch den Zusatzmaterialdraht fliessenden Wechselstromes entsprechend der Geschwindigkeit, mit welcher der Zusatzmaterialdraht in der Schweissnaht abgelagert wird, regulierbar.
Wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht, variiert die Ablagerungsgeschwindigkeit des
Schweisszusatzmaterials an einer einzigen Schweissstelle gemäss der Erfindung in programmierter Weise. Um dies zu erreichen, wird die dem Schweisskopf zugeführte Energie in Abhängigkeit von der Zeit verändert.
Zusätzlich kann der Zusatzmaterialvorschub in gleicher Weise verändert werden, um die Ablagerung des
Zusatzmaterials in der Schweissnaht zu steuern. Durch den Zusatzmaterialantrieb wird ein Tachometer angetrieben, welches ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das die Ablagerungsgeschwindigkeit des
Zusatzmaterials in der Schweissnaht darstellt. Das Ausgangssignal des Tachometers stellt ein Rückfüh- rungssignal einer Drahtzuführungsregelung dar, welche die gewünschte Zusatzmaterialzuführgeschwindig- keit sicherstellt. Die Programmierungsschaltungen für die Zusatzmaterialzuführung steuern gleichzeitig die
Zusatzmaterialzuführgeschwindigkeit und den Heizstrom.
Am Mittelsäulenschlitten und an jedem der Auslegersäulenschlitten ist, wie oben erwähnt, eine Bedienungsplattform --52 bzw. 53-- befestigt. Eine Winkeltragvorrichtung, die mittels Zugstangen und
Spannschlössern starr gehalten wird, trägt, obwohl dies nicht dargestellt ist, das Plattformgitter, auf welchem die Bedienungsperson steht. Zur Anpassbarkeit an verschiedene Kernbehältergrössen sind Plattformzusatzteile und Spannseile vorgesehen. Zum Anbringen der Zusatzplattformteile sind Anschlussplatten vorgesehen. Diese Plattformzusatzteile sind allgemein durch die Verlängerungen --90-- in Fig. 3 dargestellt.
Das Installationssystem ermöglicht die Zuführung von Luft, Kühlwasser, Schweissgas, Gas für den Heissdrahtkopf und Spülgas zu den gewünschten Stellen durch nicht verwechselbare Schnelltrenndoppelabsperranschlüsse. Die Rohrgrössen und Rohrwerkstoffe sind so ausgewählt, dass ein niedriges Druckgefälle und eine geringe Durchlässigkeit für das jeweilige Strömungsmittel gegeben sind. Beispielsweise ist Nylon für die Gasleitungen und Polyäthylen für die Wasser- und Luftleitungen verwendbar. Alle beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigten Systeme sind an eine Wolfram-Inertgasschweissanordnung angepasst, jedoch ist es selbstverständlich, dass andere Schweissverfahren in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von hochpräzisen reproduzierbaren Schweissnähten anwendbar sind.
Jeder Manipulatorausleger --50-- ist mit einer Steuertafel --132-- versehen, die gleich ausgebildet wie die den andern Schweissvorrichtungen zugeordneten Steuertafeln und mit diesen austauschbar ist. Jede Steuertafel ist so gestaltet, dass die Bedienungselemente für eine leichte Bedienung während des Schweissens optimal angeordnet sind, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Eine zweite feststehende Steuerkonsole die jedem Bedienungsstand zugeordnet ist, ist für Funktionen vorgesehen, die während des jeweiligen Schweissvorganges normalerweise nicht benötigt werden.
Die austauschbaren Steuertafeln --132-- weisen Steuerelemente zum Einfahren --136-- und Ausfahren --138-- des Auslegers, zum Heben --140-- und Absenken --142-- des Hauptschlittens, zum Einstellen der Höhe des Schweisskopfes --144--, zum Einstellen der Lichtbogenlänge-146--, zur Grob- und Feineinstellung des Stromes --148-- zur Erwärmung des Zusatzwerkstoffes, zur Einstellung des Schweissgleich-
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stromes --150--, zur Steuerung des Oszillators--152--, zur Steuerung des Gradienten der Zusatzmaterialzuführung --154--, weiter zur Steuerung des Reinigungsgases --156--, der automatischen Spannungs-
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--158--,Schweissbeginns und des Schweissendes --166--, sowie einen Nothaltschalter --168-- zum Abschalten der
Vorrichtung auf.
Ausserdem ist ein Nebensteuerstand-Koordinierungsschalter --170-- vorgeschen, der eine
Bewegung des Mittelsäulensteuerstandes verhindert, solange ein Befehl dazu nicht von beiden Mittel- säulensteuerständen vorliegt. Mittels eines Schlüsselschalters-172-- kann die logische Koordinations- überwachung des jeweils andern Steuerstandes abgeschaltet werden, so dass die Plattform von nur einem
Steuerstand aus bewegbar ist. Zusätzlich zu den an der Steuertafel --132-- angeordneten Steuerelementen sind gemäss Fig. 12 digitale Direktanzeigeeinheiten --174-- vorgeschen, u.zw. eine Anzeigeeinheit --176-- für die Lichtbogenspannung, eine Anzeigeeinheit --178-- für die Drahtzuführgeschwindigkeit und eine Anzeigeeinheit --180-- für den Schweissstrom.
Die an der feststehenden Konsole --134-- angeordneten
Steuerelemente enthalten Einstellorgane für die linke und rechte Verweilphaseneinstellung, die Oszillatorgeschwindigkeit, die Schwingungsamplitude, die normale Drahtzuführgeschwindigkeit, die Lichtbogenspannungsempfindlichkeitssteuerung, den Gasnachstrom nach dem Abschalten, die Wasser- pumpensteuerung und die Steuerung der Drehrichtung des Drehtisches.
Die Schaltung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist so ausgebildet, dass auf Befehl anfänglich die Dicke des Zusatzmaterialauftrags mit der Zeit entlang einer gegebenen Schweissstrecke erhöht wird, bis eine feste vorgegebene Dicke erreicht worden ist. Es wird nochmals daran erinnert, dass die beiden Schweissköpfe in jedem gegebenen Zeitpunkt identische Schweissungen an den beiden um 180 versetzten Schweissstellen erzeugen. Nachdem ein Schweisskopf einen Bogen entsprechend 180 durchlaufen hat, kann ein Befehl erzeugt werden, die Dicke des Zusatzmaterialauftrags im gleichen Mass zu verringern, in welchem die anfängliche Dickensteigerung stattgefunden hat, bis eine gleichförmige
Schweissnahtdicke am gesamten Umfang der Stossfuge erhalten worden ist. Jeder Schweissdurchgang sollte daher eine gewisse Überlappung aufweisen.
Eine beispielsweise elektronische Schaltung zur Bereitstellung des programmierten Schweiss gleich- stromes, der zur Herstellung des gewünschten Steigerungsmasses der Schweissauftragdicke erforderlich ist, ist in Fig. 13 dargestellt. Die Hauptbauelemente sind ein Verstärker --200--, der als Integrator dient, ein Verstärker --202--, ein Spannungsinverter und ein Verstärker --204--, der als Addierer dient. Als Stromquelle für die Verstärker dient eine 30 V-Gleichstromquelle. Drei Schweissstärkesteuerorgane, nämlich "Anfangsabschnitt" --206--, "Hauptschweissabschnitt" --208-- und "Endabschnitt" --210-- sind als Spannungsteiler geschaltet, um das gewünschte Dickenänderungsprogramm weiter zu entwickeln. Diese Steuerorgane sind in der Bedienungskonsole untergebracht und werden normalerweise vor Schweissbeginn eingestellt.
Vor dem Zünden eines Schweisslichtbogens beträgt die Ausgangsspannung des Verstärkers --200-- etwa -10 V Gleichspannung, was durch die Zenerspannung einer Zenerdiode --212-- und den Spannungsabfall an einer Diode --214-- bestimmt ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers --200-- wird den potentialhöheren Enden des Anfangsabschnittpotentiometers --206-- und des Endabschnittpotentiometers - zugeführt,
und die am Schleifer des Anfangsabschnittpotentiometers erscheinende Spannung gelangt über normalerweise geschlossene Kontakte eines Relais --216-- und einen Widerstand --218-- zum invertierenden Eingang des Verstärkers --204--. Ferner wird das Ausgangssignal des Verstärkers --200-- über einen Widerstand --220-- dem invertierenden Eingang des Verstärkers --202-- zugeführt. Ein +15-V-Gleichspannungssignal, welches über ein Potentiometer --222-- (ein dem Verstärker --202-zugeordnetes Trimmpotentiometer) und einen Widerstand --224-- zum Inverter gelangt, wird (durch Einstellen des Potentiometers --222--) algebraisch mit dem -10-V-Ausgangssignal des Verstärkers --200-- summiert, so dass am Ausgang des Verstärkersstärkers-202-- ein Signal von 0 V erscheint.
Das Ausgangssignal des Verstärkers --204-- ist durch einen 150-n-Gegenkopplungswiderstand-226- und über die normalerweise geschlossenen Kontakte eines Relais --228-- auf einen Wert von weniger als +1 V Gleichspannung blockiert.
Die Zündung eines Gleichstromlichtbogens erzeugt ein Signal, welches das Relais --228-- betätigt, welches dann seinerseits den Blockierkreis über dem Verstärker --204-- öffnet und dadurch bewirkt, dass der Verstärker --204-- ein Inverter mit dem Verstärkungsfaktor 1 wird, und welches gleichzeitig den
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Stromkreis vom Ausgang des Verstärkers-204-zum Schaltungsausgang schliesst. Dadurch kann die
Inversion der am Schleifer des Anfangsabschnittpotentiometers abgegriffenen Spannung am Ausgang des Verstärkers --204-- erscheinen, von wo aus sie zum Gleichstromleistungssteuerkreis gelangt.
Gleichzeitig mit den oben erwähnten Ereignissen hat das Relais --228-- den Signaleingang des Verstärkers --200-- von der über einen Widerstand --230-- zugeführten festen positiven Spannung, die den Verstärkerausgang auf -10 V Gleichspannung gehalten hat, auf ein negatives Signal umgeschaltet, mit welchem der Verstärkereingang dann über ein Anstiegsgeschwindigkeitspotentiometer --232--, einen 0 bis
10/0 bis 100 s-Bereichsschalter --234-- und ein jeweils zugehöriges Bereichseichungstrimmpotentiometer - verbunden ist.
Diese Änderung der Verstärkereingangspolarität bewirkt den Beginn einer Integration von-10 V
Gleichspannung aus mit einer Geschwindigkeit, die durch die Einstellungen der oben erwähnten Bauteile festgelegt ist.
Da der Verstärker --200-- von -10 bis 0 V zu integrieren beginnt, wird das negative Eingangssignal des Verstärkers --202-- verkleinert, wodurch das positive Eingangssignal mit der Folge überwiegt, dass das Ausgangssignal des Verstärkers --202-- gleichzeitig mit dem Anstieg der Ausgangsspannung des Verstärkers --200-- von -10 bis 0 V von 0 bis-10 V Gleichspannung abfällt.
Das Ausgangssignal des Verstärkers --202-- wird der potentialhöheren Seite des Hauptschweissab- schnittpotentiometers --208-- zugeführt und der abgegriffene gewünschte Spannungswert gelangt über einen Widerstand --238-- und wird im Verstärker --204-- mit dem Signal des Verstärkers --200-- bzw. des Widerstands --218-- summiert. Das Endausgangssignal ist eine positive Schwingung von der
Anfangsabschnitt-Stromeinstellung zur Hauptschweissabschnitt-Stromeinstellung während der Anstiegszeit.
Wenn die Bedienungsperson den Ablauf "Schweissunterbrechung" einschalten will, dreht sie den Schweissstartsehalter-166- (Fig. 12) in die Stopp-Stellung, wodurch das Relais --216-- betätigt wird..
Das Relais --216-- schaltet das Signal vom Schleifer des Anfangsabschnittpotentiometers --206-- zum
Schleifer des Endabschnittpotentiometers --210-- und den Eingang des Verstärkers --200-- vom negativen Anstiegsgeschwindigkeitkreis zum positiven Signal des Abfallgeschwindigkeitkreises. Diese Umschaltung bewirkt, dass der Verstärker --200-- von 0 bis-10 V zu integrieren beginnt. Diese Schwingung hat auf den Verstärker --202-- eine Wirkung, die entgegengesetzt der oben für den Anstieg beschriebenen Wirkung ist, d. h. der Ausgang dieses Verstärkers --202-- läuft von -10 V zurück zu 0 V.
Das Endergebnis ist eine lineare Änderung des Ausgangssignals des Verstärkers --204-- von dem durch das Hauptschweissabschnittpotentiometer --208-- eingestellten Wert zu dem durch die Einstellung des Endabschnittpotentiometers --210-- vorgegebenen Wert. Dieses Ausgangssignal wird dem Schweisskopf übermittelt. Wie oben erwähnt, wird die Zusatzmaterialzuführung und die Vorwärmung des Zusatzmaterials entsprechend dem Schweissstrom gesteuert.
Der Spurführungssteuerkreis, der auf die Stellung des Spurführungsarmes anspricht und den Schweisskopf mit Bezug auf die Schweissnaht korrigiert und ausrichtet, bildet ebenfalls einen Teil der Gleichstromsteuerschaltung. Seine in Fig. 14 dargestellten Hauptkomponenten sind vier Leistungsdioden - 240-und Relais-242 und 244--.
Die vier Dioden bilden einen Vollweggleichrichter, welcher die 115-V-Netzwechselspannung --246-- in eine Gleichspannung umformt, die für den Motor zur Ausrichtung des Schweisskopfes gebraucht wird. Die Motorfeldspannung wird kontinuierlich direkt angelegt, während die Ankerspannung über einen Strombegrenzerwiderstand --248-- mit 10 Q und 10 W und einen Umsteuerrelaiskreis --250-- angelegt wird.
Wenn eine bestimmte Bewegungsrichtung durch die Mikroschalter vorgegeben wird, welche durch einen vertikalen Versatz des Spurführungsarmes betätigt werden, so wird das jeweils zugehörige Relais (für Aufwärtsbewegung das Relais --242--, für Abwärtsbewegung das Relais-244-) betätigt und legt die Ankerspannung mit der für die geforderte Bewegungsrichtung richtigen Polarität an den Motor an. Wenn die Bewegung beendet wird, wird der Widerstand --248-- als dynamische Bremse zur Verringerung von Überschwingungen über den Anker geschaltet. Ein Versatz erzeugt also ein Fehlersignal, welches den Motor in der geeigneten Richtung zur Verkleinerung des Fehlers und folglich zur Korrektur der Position des Schweisskopfs betätigt.
Ein beispielsweiser Schaltkreis zur Steuerung der vertikalen und horizontalen Auslegerbewegung ist in Fig. 15 gezeigt. Um die folgende Beschreibung der Schaltung verständlicher zu machen, sei angenommen, dass der eine Steuerstand auf der Mittelsäule, der mit "A" bezeichnet sei, der Hauptsteuer-
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Es sollte bemerkt werden, dass, wenn der Positionsservo automatisch heruntergesteuert wird, das normalerweise negative Signal am Widerstand --344-- durch Null geht und bis etwa +0, 5 V ansteigt. Dies verhindert, dass oberhalb des geringsten Pegels ein Nullwert erscheint, so dass folglich der Spannungsdrehregler --338-- im Gegenuhrzeigersinn bis an einen Gummipolsteranschlag gedreht wird, wo die Rutschkupplung durchdreht und ein Leerlauf stattfindet, bis der Lichtbogen gelöscht ist.
In Reihe mit dem Positionsgeber sind zwei Trimmpotentiometer geschaltet. Das Höchstwerttrimmpoten- tiometer-368-ermöglicht die Einstellung der maximal gewünschten Rechtsstellung des Drehreglers - beim maximalen am Widerstand --344-- erscheinenden Steuersignal. Das Niedrigstwerttrimm-
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--370-- ermöglichtpotentiometers --340-- in einen Niederimpedanzpegel für die Rückübertragung zur Steuertafel um.
Der Zusatzmaterialdrahtzuführservo und die Steuerfolgelogik weisen beispielsweise die folgenden Hauptkomponenten auf : Zwei Festkörperzeitgeber --374-- (Startverzögerung) und --318-- (Stoppverzögerung), einen Operationsverstärker --376--, der als Integral-Proportional-Servovorverstärker dient, eine Zündeinrichtung --378-- für steuerbare Siliziumgleichrichter und eine aus steuerbaren Siliziumgleich-
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Wenn an der Schweissstelle ein Gleichstromlichtbogen gezündet worden ist, gelangt die +24-V-Gleich- spannung über den Anschluss --390-- zum Zeitgeber --374--. Dadurch bewirkt der Zeitgeber eine
Verzögerung um die gewünschte Zeitspanne, die durch den Startverzögerungswähler-394-- auf der
Steuertafel in dem mittels des Schalters --392-- eingestellten Bereich (beispielsweise im Bereich 0 bis 10 s oder 0 bis 100 s) gewählt ist. Am Ende dieser Verzögerungszeit schliesst der Zeitgeber --374-- den normalerweise geöffneten Kontaktsatz --396--, wodurch der Oszillator automatisch angesteuert wird.
Wenn der Betriebsartschalter --398-- für die Drahtzuführung in der "Auto"-Stellung steht, gelangt die +24-V-Gleichspannung an den Zeitgeber --374-- und den Betriebsartschalter --398--, welcher das Relais - erregt. Das Relais --382-- schaltet die +24-V-Gleichspannung über die normalerweise geschlossenen Kontakte --400-- zur Spule des Relais --388--, welches seinerseits die +24-V-Gleichspannung zu den Spulen des Relais --384-- und des Relais --386-- schaltet. Die Ansteuerung der Relais --384, 388 und 386-schliesst den Stromkreis von der steuerbaren Gleichrichterbrücke --380-- zum Motoranker, wodurch der Motor bereit ist, mit der Drahtzuführung zu beginnen. In diesem Zeitpunkt ist der Vorschubhubkreis entregt.
Eine zweite Funktion des Relais --382-- ist das Schliessen des Kreises --402--, welcher das Schweissschütz in der Wechselstrom-Leistungszuleitung betätigt. Schliesslich schaltet das Relais --382-- das positive Gleichstromsteuersignal vom Abwärtshubeinstellpotentiometer --204-- über die nunmehr geschlossenen Kontakte des Relais --386-- und den Widerstand --406-- zur Summierverbindung des Verstärkers --376-- ein.
Der Verstärker --376-- erhält das Steuersignal, invertiert dieses und beginnt bis zu einem Gleichspannungsausgangssignal von etwa 10 V zu integrieren. Die 10 V sind durch die Zenerdiode --408-festgelegt. Wenn der Verstärker negativ auszusteuern beginnt, leitet die Polaritätsabtastdiode-410-dieses Signal zur Steuerwicklung der Zündeinrichtung --378--, welche die steuerbaren Gleichrichter --412 und 414-- der Vollwegbrücke in der Motorzuleitung durchschalten. Die Ausgangsspannung dieser Brücke gelangt über den Widerstand-416-, der zur Begrenzung hoher Stromstösse dient (die beim Umsteuern der Motorrichtung während des Hubablaufs auftreten können), zum Anker des Drahtzuführmotors.
Mit dem Anker --362-- ist der Tachometergenerator --360-- gekoppelt, der nun beginnt, über dem Tachometereinstellpotentiometer --418-- eine Spannung zu erzeugen. Das Potentiometer --418-- teilt diese Spannung und leitet einen gewünschten Spannungspegel über den Widerstand --420-- zur Summierverbindung des Verstärkers --376--, welche eine entgegengesetzte Polarität wie das über den Widerstand --406-zugeführte Befehlssignal hat. Wenn der Motor eine Drehzahl erreicht, welche zur Erzeugung eines Tachometersignals über den Widerstand --420-- führt, das hinsichtlich seiner Amplitude gleich dem über den Widerstand --406-- zugeführten Signal ist, beträgt die algebraische Summe Null, weshalb der Ver-
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stärker --376-- aufhört zu integrieren.
Der Kondensator --422-- hält den Ausgang auf dem Pegel, der erforderlich ist, damit der Motor mit dieser Drehzahl weiterläuft.
Wenn der Motor/Tachometer die gewünschte Drehzahleinstellung übersteigen würde, würde die invertierte Differenz am Ausgang des Verstärkers --376-- eine ins positive gehende Integration beginnen, die Zündeinrichtung --378-- würde die steuerbaren Gleichrichter mit geringerem Phasenwinkel ansteuern und folglich würde die Motordrehzahl auf den gewünschten Wert verringert.
Wird der Verstärker --376-- als Integral-Proportional-Servosteuerorgan weiter untersucht, so zeigt sich, dass, wenn der Motor langsamer als gewünscht läuft, das Steuersignal vorherrscht, was ein stärker negatives Ausgangssignal und folglich eine vorgerückte Phasenwinkelzündung und eine erhöhte Drehzahl zur Folge hat. Wenn umgekehrt der Motor schneller als gewünscht läuft, so herrscht das Tachometersignal vor, was ein weniger negatives Ausgangssignal und eine verringerte Drehzahl zur Folge hat.
Folglich läuft der Motor im stationären Zustand mit der gewünschten Drehzahl ; es ist keine Abweichung zwischen den Amplituden des Steuer- und des Rückführungssignals vorhanden und die Schaltungsauslegung ist
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Verstärker benutzt wird, und dieser Drehzahlbefehl wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dem im
Uhrzeigersinn liegenden Ende eines Maximalgeschwindigkeitpotentiometers mit fünf Windungen zugeführt.
Der Schleifer dieses Potentiometers ist mit der Hauptkonsole und mit dem im Uhrzeigersinn liegenden Ende des Drahtzuführungsgeschwindigkeitspotentiometers verbunden, welches mechanisch mit dem Heissdraht- drehregler in der Wechselspannungsversorgung gekuppelt ist.
Das im Gegenuhrzeigersinn liegende Ende dieses Drehzahlpotentiometers ist zur Hauptkonsole zurückgeführt und an den Schleifer eines Minimal- geschwindigkeitspotentiometers mit fünf Windungen angeschlossen. Das Minimaldrehzahlpotentiometer ist mit seinem im Gegenuhrzeigersinn gelegenen Ende mit dem Bezugspotential einer : 15 V-Gleichstromquelle verbunden.
Der beschriebene Schaltkreis stellt ein Drahtzuführgeschwindigkeitspotentiometer mit einem Höchstwert-und einem Niedrigstwertserientrimmer dar. Das Befehlssignal wird vom Drahtgeschwindigkeitspotentiometer --340-- in der Wechselspannungsversorgung abgenommen und dem Verstärker --372-- zugeführt, welcher der Folgeverstärker ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers --372-- wird dem Heissdrahtschaltungschassis zugeführt.
Nachdem das Schütz nun erregt ist und der Draht mit der gegebenen Abwärtshubgeschwindigkeit langsam zum Werkstück hinbewegt wird, erregt der Stromfühlerkreis-424-das Relais-304-, sobald eine Berührung mit dem Werkstück stattfindet, wodurch der Positionsservo auf Aufwärtshub gestellt und der Drehzahlbefehl zum Wechselspannungsdrahtzuführgeschwindigkeitspotentiometer geschaltet wird. Von diesem Punkt an bis zum Abfall hängt die Drahtzuführgeschwindigkeit von der Heissdrahtspannungseinstellung ab, wobei die Minimal- und Maximal-Trimmeinstellorgane zum Balancieren des Verhältnisses von Wechselstromleistung zu Drahtgeschwindigkeit benutzt werden.
Wenn der Stoppfolgeschalter betätigt wird, wird das Relais --306-- erregt und stellt den Positionsservo in die Abfallstellung, und der Stoppverzögerungszeitgeber --318-- beginnt die Zeitsteuerung mit der durch die Einstellung des Stoppverzögerungspotentiometers --426-- und dem 0 bis 10/0 bis 100 s-Bereichsschalter-428- (Fig. 17) vorgegebenen Zeitspanne.
Am Ende der Stoppverzögerungszeit werden die normalerweise geschlossenen Kontakte --400-- geöffnet und der Oszillator abgeschaltet, während die normalerweise geschlossenen Kontakte die +24-V-Leitung zu den Spulen der Relais --388 und 386-- trennen, welche ihrerseits den Drahtzuführmotor von der Gleichrichterbrücke --380-- trennen und den als dynamische Bremse wirkenden Widerstand-430- (Fig. 16) über den Anker --362-- schalten, wodurch unnötiger Leerlauf verhindert wird.
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betreffenden Steuerstand überwachte Schweissstelle und die genau gegenüberliegende Schweissstelle erregen.
Zur Auslösung der Drehfunktionen an der Steuertafel muss zuerst der Reinigungsgasschalter in der Ein-Stellung stehen, wie in dem in Fig. 19A wiedergegebenen logischen Diagramm gezeigt ist. Die elektrische Verriegelung verhindert, dass infolge mangelnder Gasströmung ein Schaden am System
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entsteht. Der Drehung-Start/Stopp-Schalter --164-- (Fig. 12) ist ein Knebelschalter mit zwei Stellungen, der unten in der Mitte der Steuertafel angeordnet ist.
Auf dem Schlitten der Mittelsäule sind zwei Hochfrequenzleistungseinheiten angeordnet und auf jeder der Auslegersäulen befindet sich eine derartige Einheit. Jede dieser Einheiten weist eine Relaisabtastschaltung auf, welche den Lichtbogen-Ein-Zustand signalisiert. Die Hochfrequenz wird eingeschaltet, wenn der Schweiss schalter --166-- (Fig. 12), der sich im unteren Mittelbereich der Steuertafel befindet, betätigt wird. Dieser Schalter kann nur dann betätigt werden, wenn vorher die Gas- und Drehfunktionen gemäss Fig. 19A ausgelöst worden sind. Die Hochfrequenz wird aufrechterhalten, bis ein Lichtbogen gezündet wird. Sodann wird der Lichtbogen zwischen der Schweisselektrode und der Schweissnaht durch den Schweissgleichstrom aufrechterhalten.
Die Steuerungen--162-- (Fig. 12) für den Schweissgleichstrom liegen im rechten Mittelabschnitt der austauschbaren Steuertafel und in der jeder Schweisseinrichtung zugeordneten feststehenden Konsole. Die
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feststehenden Steuerkonsole eingestellt, bevor der Schweissvorgang beginnt. Die Anstiegs- und Abfallgeschwindigkeitseinstellungen sind in Sekunden geeicht (die Anstiegsgeschwindigkeitseinstellung gibt die Anzahl von Sekunden an, welche der lineare Anstieg vom Anfangsstrom bis zum Schweissstrom braucht). Auf dem Chassis im Inneren der feststehenden Steuerkonsole befindet sich ein Knebelschalter, welcher den Bereich der Anstiegs-und Abfallzeitgeber entweder auf 0 bis 10 s oder 0 bis 100 s einstellt.
Der Abfallvorgang kann von Hand ausgelöst werden, indem der Schweissstartschalter-166- (Fig. 12) in die Stoppstellung gestellt wird. Um den Lichtbogen vorzeitig zu löschen, kann ein Nothalteschalter --168-gedrückt werden (ein grosser Knopf auf dem unteren rechten Teil der austauschbaren Steuertafel).
Wie oben erwähnt, sind Spannungssteuerköpfe auf jedem Oszillator der Schweisskopfanordnung montiert, um den Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück zu steuern. Ein Digitalgleichstromvoltmeter --176-- (Fig. 12) gibt die tatsächliche Lichtbogenspannung oder eine voreingestellte
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schalter befindet sich auf der feststehenden Steuertafel und dient der Einstellung eines Steuerzeitverzögerungzeitgebers, welcher den Beginn der Spannungsüberwachung verzögert, nachdem der Lichtbogen gezündet worden ist, und den Spannungssteuerkopf während der eingestellten Zeit in einer festen Stellung hält. Diese Zeit muss mittels eines Einstellknopfes in Anpassung an die jeweiligen Bedingungen eingestellt werden und den Steilheitsanforderungen gerecht werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die maximale Zeit im Bereich von 10 s.
Der Lichtbogenspannungsknopf --146-- stellt die Bezugsspannung für die Lichtbogenspannungs- überwachung ein, wenn der Lichtbogenspannungsmessschalter in der Bezugsspannungsstellung steht, und die eingestellte Spannung wird auf dem Voltmeter angezeigt. Wenn der Schalter in die Lichtbogenmessstellung gestellt ist, zeigt das Voltmeter die tatsächliche Lichtbogenspannung während des jeweils betreffenden Schweisszyklus an. Es sollte bemerkt werden, dass beide Spannungen gleich sind, wenn der Auto/Aus-Schalter auf der feststehenden Steuerkonsole in die Auto-Stellung geschaltet ist und die Steuerung richtig arbeitet. Die Steuerung ist unwirksam, wenn dieser Schalter in der Aus-Stellung steht.
Die Bewegung des Kopfes kann mittels des Bewegung-Ein/Aus-Schalters gesteuert werden.
Der zur Lichtbogenspannungssteuerung dienende Schaltungsteil stellt einen selbständigen Baustein dar, der in der Steuertafel eingebaut ist. Grundsätzlich weist dieser Baustein einen stabilen Differenzverstärker mit hoher Verstärkung auf, welcher das Differenzfehlersignal zwischen einer voreingestellten Bezugsspannung und der Schweisslichtbogenspannung verstärkt. Fehler von nur 0, 01 V bewirken die Abgabe eines Wechselstromimpulses zum Schrittmotor des Spannungssteuerkopfes, um den Fehler durch Nachstellen der Lichtbogenlänge zu korrigieren. Jeder Impuls bewirkt, dass der Spannungssteuerkopf den Schweisskopf um 0, 00318 cm bewegt. Die Bewegungsrichtung hängt vom Vorzeichen des Fehlersignals ab. Jeder Korrekturbefehl wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 Impulsen/s an den Schrittmotor weitergegeben.
Das Spurführungssystem wird grundsätzlich mittels eines Knebelschalters gesteuert, der drei Stellungen, nämlich eine "Auto"-, eine "Aus"- und eine "Hand"-Stellung besitzt. In der Hand-Stellung ermöglicht der Pösitionsschalter die Voreinstellung des Schweisskopfes. In der Auto-Stellung bewirken die
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Mikroschalter des Spurführungskopfes eine konstante Fluchtung zwischen der Schweissspitze und der
Stossfuge.
Die Oszillatorsteuerungen sind zwischen der austauschbaren Steuertafel und der feststehenden
Steuerkonsole aufgeteilt. Die Schalter für Schwingungsweite, Rechtsschweissung, Linksschweissung und der
Hand/Aus/Auto-Schalter sind auf der feststehenden Steuerkonsole angeordnet, während der posi- tiv-Auf/positiv-Ab-Schalter-152-, welcher die Oszillatorbewegung nach einer Seite der festen Position begrenzt, auf der austauschbaren Steuertafel angeordnet ist. In der Automatik-Stellung der feststehenden
Steuertafel ist die Anordnung so geschaltet, dass die Schwingungen am Ende der Drahtzuführungsstart- verzögerung beginnen.
Die Heissdrahtsteuerung weist die Wechselstromservos auf, die in den Wechselstromleistungszu- leitungen angeordnet sind, welche durch das bidirektionale, steuerbare Gleichrichter aufweisende
Steuersystem --334-- gesteuert werden, das oben mit Bezug auf Fig. 18 beschrieben worden ist. Die
Servosteuerorgane --154-- sind auf der austauschbaren Steuertafel unter der Drehtzuführgeschwindig- keitssteuerung angeordnet. Zur Betätigung des Drahtzuführsystems muss der Draht-Auto/Aus-Schalter in die Auto-Stellung gestellt sein. Befindet sich dieser Schalter in der Aus-Stellung, kann Draht nur durch
Betätigung des Hub-Schalters in die Auf- oder Ab-Stellung zugeführt werden. Die Hubgeschwindigkeit wird mittels des Drahtgeschwindigkeitsschalters auf der austauschbaren Steuertafel eingestellt.
Befindet sich der Draht-Auto/Aus-Schalter in der Auto-Stellung, so beginnt die eingestellte Drahtstartverzögerung mit der Zeitsteuerung, wenn ein Gleichstromlichtbogen gezündet worden ist. Am Ende dieser voreinge- stellten Zeit beginnt die Drahtzufuhr mit der Hubgeschwindigkeit. Wenn der Draht die Schweissschlacke berührt, beginnt die den Draht vorwärmende Wechselspannung während der mittels des Ansteigszeitein- stellorgans --148-- eingestellten Zeit vom Minimum auf einen vorgegebenen Wert anzusteigen. Gleichzeitig mit dem Beginn des Gleichstromabfalls beginnt die Wechselspannung während der voreingestellten
Abfallzeit auf das Minimum abzusinken. Ebenfalls gleichzeitig beginnt der Drahtstoppverzögerungszeitgeber mit der Zeitsteuerung.
Die Vertikalbewegung der Schlitten wird mittels der Auf/Ab-Knöpfe --140 und 142-- am oberen Teil der austauschbaren Steuertafel (Fig. 12) ausgelöst. Wenn eine Schlittenbewegung auf der Mittelsäule verlangt wird und wenn zwei Bedienungspersonen vorhanden und der Schlüsselschalter --172-- des Nebensteuerstandes in der Stellung für zweiseitige Steuerung steht, muss die eine Bedienungsperson den Zulassungsknopf-170-drücken, der neben dem Schlüsselschalter auf seiner Steuertafel angeordnet ist, während die andere Bedienungsperson die Bewegungsrichtung wählt, bevor die Bewegung beginnen kann.
Befindet sich nur eine Bedienungsperson auf der Mittelsäule, so muss der schlüsselbetätigte Zulassungs- schalter --172-- (Fig.12) auf dem nicht besetzten Steuerstand in die Aus-Stellung gedreht werden. Wenn eine Verschiebung in einer Richtung begonnen hat, hält die Bedienungsperson den betreffenden Bewegungsknopf niedergedrückt, bis er die Beendigung der Verschiebungsbewegung wünscht. Nach dem Loslassen des Knopfes geht die Bewegung weiter, bis der federbelastete Bolzen-78- (Fig. 8) in die nächste Verriegelungsbohrung --74-- an der Säule einrastet. Die Feineinstellung des Vertikalschlittens - 104- (Fig. 4) muss dann zur Positionierung des Schweisskopfes bezüglich der Stossfuge verwendet werden.
Eine Vertikalbewegung der Auslegersäulen erfolgt einfach durch Drücken des gewünschten Bewegungsknopfes. Nebenstandzulassungsknöpfe sind hier nicht notwendig, da die Bewegung auf jeder Auslegersäule unabhängig erfolgt. Trotzdem ist es möglich, dass die Vertikalbewegung auf den Auslegersäulen in der gleichen Weise wie für die Mittelsäule beschrieben, koordiniert werden können.
Eine Horizontalbewegung der Mittelsäulenausleger erfolgt in der gleichen Weise wie die Vertikalbewegung mit der Ausnahme, dass die Ein/Aus-Schalter --136 und 138-- (Fig. 12) betätigt werden.
Horizontalbewegungen der Ausleger der Auslegersäulen werden in derselben Weise eingeleitet.
Um sicherzustellen, dass die jeweils vorhergehenden Schritte des Schweissvorganges in der richtigen Reihenfolge abgelaufen sind, damit Fehler beim Beginn der Schweissung vermieden werden, weist das System eine logische Schaltung auf, welche überwacht, dass die vorzunehmenden Tätigkeiten in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden, bevor der Schweisskopf in Betrieb gesetzt werden kann. Die Hauptsystemlogik ist der Reihe nach in den Fig. 19A, 19B und 19C dargestellt. Die Logik erfordert, dass die folgenden Schritte in der genannten Reihenfolge ausgeführt werden, bevor der Schweissvorgang beginnt :
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1.
Die Hauptenergieversorgung muss eingeschaltet sein,
2. es muss gemeldet sein, dass der Schlittenverriegelungsbolzen, welcher die Ausleger auf der
Hauptsäule sichert, sich in der richtigen Stellung befindet,
3. die Gaszufuhr muss eingeschaltet sein,
4. die Drehtischdrehung muss eingeschaltet sein, und
5. der Hochfrequenzschalter muss eingeschaltet sein.
An dieser Stelle der Ablauffolge befindet sich das System im Bereitschaftszustand und die Kontrolleuchte --182-- (Fig. 12) auf der Steuertafel leuchtet auf. Der schlüsselbetätigte Zulassungsschalter --172-- des benachbarten Steuerstands wird dann in die Ein-Stellung gedreht. Das System ist nun bereit, als einheitliche Schweissvorrichtung zu arbeiten. Der Schweissstartschalter-166- (Fig. 12) wird nun betätigt und bewirkt das Anziehen des Gleichstromleistungsschützes, und es wird ein Lichtbogen gezündet. Das"Nebenschweisskopf-Ein"-Licht auf dem gegenüberliegenden Steuerstand leuchtet dann auf.
Der folgende voreingestellte Schweissparameterfolgeablauf beginnt automatisch, wenn die vorher- gegangenen Schritte in der richtigen Reihenfolge ausgeführt worden sind :
1. Die Drahtzuführungsverzögerung wird eingeschaltet,
2. die automatische Spannungssteuerungsverzögerung wird eingeschaltet,
3. der Gleichstromanstieg wird ausgelöst,
4. die Drahtzuführung wird ausgelöst,
5. die Schwingungsbewegung beginnt, und
6. die Lichtbogenspannungssteuerung wird ausgelöst.
Wenn nach dem Ermessen der Bedienungsperson der Schweissfolgestopp ausgelöst wird, indem der Schweissbeginn/Stopp-Schalter --166-- in die Stopp-Stellung gestellt wird, laufen die folgenden Ereignisse automatisch ab :
1. Der Gleichstromabfall wird ausgelöst,
2. der Heissdrahtspannungsabfall wird ausgelöst,
3. die Drahtstoppverzögerung wird ausgelöst,
4. die Wechselspannungsleistungszufuhr wird abgeschaltet, und
5. der Oszillator wird abgeschaltet.
Die Bedienungsperson kann dann den Nothalteknopf-168- (Fig. 12) drücken, um sicherzustellen, dass der Lichtbogen gelöscht ist. Die Drehung wird beendet, die Gaszufuhr wird abgestellt und die übrigen Versorgungssysteme werden abgeschaltet.
Wenn der Schweissvorgang mit Doppelschweisskopfbetrieb ausgelöst wird, d. h. wenn zwei Schweissköpfe gleichzeitig in Betrieb genommen werden, werden die Meldung der Verriegelungsbolzenstellung, der Gaszufuhreinschaltung, der Einschaltung der Drehung und der Einschaltung der Hochfrequenz an beiden Bedienungsständen verarbeitet. Wenn sich beide Bedienungsstände im Bereitsschaftszustand befinden, kann jede Bedienungsperson die Schweissfolge durch Betätigung des Schweissstartschalters einleiten.
Es ist für den Fachmann leicht einzusehen, dass die oben beschriebenen logischen Systeme mittels einer Reihenanordnung von UND-Gliedern verwirklicht werden können, wie in den Fig. 19A 19B und 19C, welche die Hauptsystemlogik zeigen, und den Fig. 20 bis 24 dargestellt ist, welche die Untersystemlogik zeigen. Jedes folgende Glied in dieser Reihenanordnung erhält ein Eingangssignal von der vorhergehenden Stufe, wenn der zugehörige Schritt ausgeführt worden ist. Folglich ist auf diese Weise die richtige Ablauffolge der Tätigkeiten sichergestellt, um eine reproduzierbare und genaue Ausführung jeder Schweissnaht zu gewährleisten.
Demgemäss begrenzt das erfindungsgemässe, mittels der beschriebenen Vorrichtung ausgeführte Verfahren die Verformung durch Schwindung, indem in jedem Zeitpunkt ein gleiches Verhältnis von Wärmezufuhr zu Volumen der Materialablagerung an jeder Schweissstelle aufrechterhalten wird. Die elektronischen Steuerungen und Rückführungen erzeugen konstante Parameter wie beispielsweise Lichtbogenspannung, Drahtzuführung, Schweissstrom, Drehtischdrehgeschwindigkeit und Schweissnahtspurführung, um sicherzustellen, dass das genannte Verhältnis an jeder Schweissstelle in jedem gegebenen Zeitpunkt identisch ist. Es können daher Schweissverbindungen hoher Qualität bei grossen Zylinderrohren od. ähnl. Bauteilen in sehr genauer, vorhersagbarer und gesteuerter Weise hergestellt werden.