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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schweissgerätes bzw. einer Schweissanlage und auf ein Schweissgerät bzw. eine Schweissanlage mit einer Stromquelle zur Bereitstellung elektrischer Energie an zumindest einer mit dem Schweissgerät bzw. der Schweissan- lage verbindbaren Elektrode, wie dies in den Ansprüchen 1 und 11beschrieben ist.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum bidirektionalen Datenaustausch eines Schweissgerätes bzw. einer Schweissanlage mit anderen Komponenten, wie beispielsweise die Anbindung eines Schweissgerätes über einen Webserver, insbesondere einen HTTP-Server, an das Internet bekannt. Weiters ist bekannt, dass ein Schweissgerät Daten mit einem schweissgeräte- spezifischen Datenformat an weitere Komponenten, beispielsweise eine Rechenanlage oder einen PC, weiterleitet und diese Daten von der weiteren Komponente verarbeitet, umgewandelt oder gespeichert werden.
Aus der WO 00/34863 A2 ist ein System und Verfahren zur Anwendung eines OPC-Servers bekannt, bei dem der OPC-Server auf einem Computer installiert ist und entsprechende Software- Bausteine für die Auswertung und Visualisierung ablaufen. Nachteilig ist hierbei, dass bei der Verwendung des OPC-Servers für eine externe Komponente diese mit dem Computer verbunden werden muss, wobei eine Konfiguration bzw. Anpassung der Datenübertragung von der Komponen- te zum Computer mit dem OPC-Server vorgenommen werden muss.
Weiters ist aus der EP 1 043 107 A2 eine Vorrichtung zum Lichtbogenschweissen bekannt, bei der ein Datenaustausch zweier Schweissgeräte bzw. eines Schweissgerätes mit einer weiteren Komponente, insbesondere einen Computer, über das Versorgungsnetz durchgeführt wird. Hierzu weist jedes Schweissgerät ein entsprechendes Ein- bzw. Auskoppel-Modul auf. Nachteilig ist hier- bei, dass bei den unterschiedlichsten Komponenten immer das Ein- bzw. Auskoppel-Modul aufein- ander abgestimmt sein muss, um eine entsprechende Datenübertragung durchführen zu können und somit nicht beliebige Schweissgerätetypen miteinander verbunden werden können.
Darüber hinaus ist aus der WO 00/23857 A1 ein System zur Kommunikation über ein Stan- dardkommunikationsprotokoll bekannt, welches eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Computern beinhaltet. Das System beinhaltet ein Modul, welches die Weitergabe von Informatio- nen zwischen den Computern regelt. Das System beinhaltet weiter ein Modul, welches einer ersten Kontrollvorrichtung erlaubt, mit einem Computer, welcher mit einer Prozesskontrollausrüstung kommuniziert, in Verbindung zu treten und welches einer zweiten Kontrollvorrichtung erlaubt, die Aufgaben der ersten Kontrollvorrichtung zu übernehmen, wenn die erste Kontrollvorrichtung nicht erreichbar ist. Dabei kann das verwendete Standarddatenprotokoll das OPC-Standardformat sein und die weitergegebenen Informationen können durch einen oder mehrere Prozesskontrollparame- ter gebildet sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schweissgerät bzw. eine Schweissanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Schweissgerätes bzw. einer Schweissanlage zu schaffen, wobei die Kommunikation mit anderen Komponenten erleichtert wird und somit die Flexibilität des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage erhöht wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass interne Daten des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage von einem im Schweissgerät bzw. der Schweissanlage integrierten OPC-Server, welcher einen OPC-Software-Baustein verarbeitet, von einem internen Datenformat des Schweiss- gerätes bzw. der Schweissanlage in ein OPC-Standardformat umgewandelt werden und/oder interne Daten vom OPC-Server durch Mess-/Ausgabemittel erfasst werden und anschliessend die im OPC-Standardformat vorliegenden Daten über eine OPC-Schnittstelle weiteren Komponenten zur Verfügung gestellt werden und/oder beliebige Daten im OPC-Standardformat von externen Kom- ponenten empfangen werden, und diese Daten für die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage vom OPC-Server in das interne Datenformat des Schweissgerätes bzw.
der Schweissanlage zur Bearbeitung und/oder Speicherung umgewandelt werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Schweissgerät bzw. die Schweissanlage direkt und ohne Zuhilfenahme weiterer externer Komponenten Daten in einem Standardformat, insbesondere in einem OPC-Standardformat, weiterleiten bzw. empfangen kann und dadurch weitere störungsan- fällige und wartungsaufwendige Komponenten, wie beispielsweise ein externer PC oder eine externe PC-Anlage, wegfallen können.
Derartige externe Komponenten müssen aufgrund der hohen Störeinflüsse durch einen Schweissprozess in einer entsprechenden Entfernung positioniert werden, wobei für die Datenver-
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bindung mit dem Schweissgerät ein hoher Verdrahtungsaufwand aufgrund einer notwendigen Abschirmung der Leitung entsteht oder es muss ein entsprechend grosser Aufwand zur Abschir- mung der gesamten Komponente in Kauf genommen werden.
Durch die Integration des OPC- Servers in das Schweissgerät, insbesondere durch die Verlegung des OPC-Servers innerhalb des Schweissgehäuses, können derartige Aufwendungen vermieden werden, da eine entsprechende Abschirmung durch das Schweissgehäuse vorhanden ist und zusätzlich nur eine sehr kurze Lei- tungsverbindung benötigt wird, die von keinen bzw. nur geringen Störeinflüssen, die vernachläs- sigbar sind, von aussen beeinträchtigt wird.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Schweissgeräte bzw. Schweissanlagen, welche mit demsel- ben externen Standarddatenformat, insbesondere dem OPC-Standardformat, arbeiten, unterein- ander ausgetauscht werden können und somit keine sehr zeit- und kostenaufwendigen Einstellar- beiten durchgeführt werden müssen bzw. Vorrichtungen zum Umwandeln von unterschiedlichen Datenformaten angeordnet werden müssen. Damit wird erreicht, riass Schweissgeräte mit den unterschiedlichsten internen Datenformaten gegeneinander ausgetauscht werden können, ohne dass dabei eine Anpassung an die neuen Schweissgeräte bzw. Schweissanlagen notwendig ist.
Somit ist ein Austausch älterer Schweissgeräte durch neuere Schweissgeräte jederzeit möglich.
Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass bei der Verwendung eines standardisierten Formates, insbesondere dem OPC-Standardformat, für den externen Datenaustausch mit weiteren Kompo- nenten keinerlei Abstimmungen unter den unterschiedlichen Herstellern notwendig sind, wodurch eine erhebliche Zeiteinsparung und somit eine erhebliche Kosteneinsparung beim Bau einer Ferti- gungsanlage mit mehreren Komponenten erreicht wird, da bereits im Vorfeld das Datenformat für die Datenkommunikation den einzelnen Hersteller bekannt ist und somit bereits in der Entwicklung bzw. beim Bau der Komponenten diese aufeinander abgestimmt werden können. Somit wird auch eine einfache Anpassung bzw. Abstimmung der einzelnen Komponenten bei der Inbetriebnahme der Fertigungsanlage erreicht, da die übergebenen Daten von den verschiedensten Komponenten immer im gleichen Format vorliegen.
Dadurch wird auch erreicht, dass immer nur eine Übersetzung der Daten von einem Datenformat, insbesondere von dem OPC-Standardformat, in die unter- schiedlichsten Datenformate für die unterschiedlichsten Komponenten durchgeführt werden muss.
Bei den bekannten Systemen ohne Verwendung eines einheitlichen Standardformates werden hingegen bei einer Datenkommunikation mit den verschiedensten externen Komponenten, wie beispielsweise einem oder mehrerer Robotern, einer oder mehrerer SPS-Steuerungen usw., für die Datenübertragung zu diesen die internen Daten des Schweissgerätes in die verschiedensten unter- schiedlichen Datenformate der Komponenten umgewandelt, sodass eine sehr hohe und zeitintensi- ve Anpassung der Datenprotokolle für die unterschiedlichen Komponenten notwendig ist und somit immer mehrere unterschiedliche Übersetzungsprogramme benötigt werden, d.
h., dass für jede Komponente, die ein eigenes internes Datenformat aufweist, eine Übersetzung der Daten des Schweissgerätes durchgeführt werden muss, wodurch erhebliche Kosten entstehen und eine Vorort- anpassung bei der Inbetriebnahme von Anlagen meist nicht mehr möglich ist. Derartige Nachteile werden durch die Integration des OPC-Servers vermieden, wobei durch die Integration des OPC- Servers nunmehr die Möglichkeit geschaffen wird, dass das Schweissgerät direkt oder über ein Bussystem mit externen Komponenten verbunden werden kann. Somit wird erreicht, dass eine erhebliche Raumeinsparung erzielt wird, da keinerlei zusätzliche Komponenten, wie ein externer PC, für die Umwandlung der Daten des Schweissgerätes benötigt wird.
Weiters wird durch die Integration des OPC-Servers die Möglichkeit geschaffen, dass direkt vom OPC-Server Daten aufgenommen werden können. Hierzu ist es lediglich notwendig, dass der OPC-Server mit entsprechenden Mess-/Ausgabemittel ausgestattet wird, sodass der OPC-Server unabhängig vom Datenformat der Komponente, insbesondere des Schweissgerätes, betrieben werden kann.
Durch ein Vorgehen gemäss Anspruch 2 wird der Vorteil erzielt, dass eine sehr einfache Rege- lung und/oder Steuerung des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage durch andere Komponen- ten auf sehr einfachem Weg durchgeführt werden kann.
Der Vorteil der Massnahme gemäss Anspruch 3 ist darin zu sehen, dass aus einer Vielzahl von internen Daten des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage jene Daten ausgewählt bzw. einge- stellt werden, welche zur Regelung und/oder Steuerung von oder durch andere Komponenten oder zur Speicherung für spätere Auswertungen, beispielsweise für eine Qualitätskontrolle, benötigt
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werden.
Eine vorteilhafte Auswahl der internen Daten wird im Anspruch 4 beschrieben.
Durch ein Vorgehen gemäss Anspruch 5 wird der Vorteil erzielt, dass eine sehr gute Zusam- menarbeit des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage mit anderen Komponenten erreicht wer- den kann und auch eine Qualitätskontrolle eines laufenden Schweissprozesses durchgeführt wer- den kann.
Der Vorteil eines Vorgehens gemäss Anspruch 6 liegt darin, dass die in das OPC- Standardformat umgewandelten Daten mit weiteren Daten von anderen Komponenten, welche ebenfalls im OPC-Standardformat bereitgestellt werden und einen Zeitstempel aufweisen, zusam- mengefügt werden können und somit auch eine Qualitätskontrolle sehr komplexer Prozesse durch die Zusammenführung der Daten von mehreren Produktionsmaschinen durchgeführt werden kann.
Durch ein Vorgehen gemäss Anspruch 7 wird der Vorteil erzielt, dass der Verdrahtungsaufwand zu anderen Komponenten sehr gering gehalten wird.
Der Vorteil des im Anspruch 8 beschriebenen Vorgehens ist darin zu sehen, dass ein Speicher- bedarf für Daten im Schweissgerät bzw. der Schweissanlage gering gehalten werden kann, da die Daten an eine übergeordnete Steuervorrichtung mit einer Speichervorrichtung geliefert und von dieser gesammelt werden.
Durch eine Massnahme gemäss Anspruch 9 wird der Vorteil erzielt, dass für eine Visualisierung des Schweissprozesses auch Daten von anderen Komponenten herangezogen werden können, sodass in einfacher Form eine Kombination unterschiedlicher Daten von unterschiedlichen Kompo- nenten ermöglicht wird.
Durch ein Vorgehen gemäss Anspruch 10 wird der Vorteil erzielt, dass mit anderen Komponen- ten ein Datenaustausch ohne Kenntnis des internen Datenformates der anderen Komponenten durchgeführt werden kann.
Unabhängig davon wird die Aufgabe der Erfindung auch dadurch gelöst, dass im Schweissgerät bzw. der Schweissanlage ein OPC-Server, welcher einen OPC-Software-Baustein umfasst, zur Umwandlung von internen Daten des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage von einem internen Datenformat in ein OPC-Standardformat und/oder umgekehrt, angeordnet ist und/oder der OPC- Server mit Mess-/Ausgabemittel zur Erfassung interner Daten ausgestattet ist und der OPC-Server mit einer OPC-Schnittstelle in Leitungsverbindung steht, wobei die OPC-Schnittstelle an einem Gehäuse des Schweissgerätes bzw. der Schweissanlage angeordnet ist, wie dies im Anspruch 11 beschrieben ist.
Der sich daraus ergebende Vorteil liegt darin, dass durch die Integration des OPC- Servers in das Schweissgerät baulich eine sehr kompakte Einheit, die gegenüber äusseren Störein- flüssen sehr gut abgeschirmt ist, geschaffen werden kann, da keine weiteren Vorrichtungen zum Umwandeln der Daten in ein OPC-Standardformat benötigt werden und dadurch die Kosten für die Anschaffung bzw. die Wartung eines derartigen Schweissgerätes bzw. einer derartigen Anlage reduziert werden können und auch das Schweissgerät bzw. die Schweissanlage sehr einfach gegen andere Schweissgeräte bzw. Schweissanlagen, welche ebenfalls das OPC-Standardformat verwen- den, ausgetauscht werden kann. Weitere wesentliche Vorteile wurden bereits zum Anspruch 1 erwähnt, sodass auf diese verwiesen wird.
Eine sehr einfache störungsunanfällige und vielbewährte Ausgestaltung des OPC-Servers so- wie des OPC-Software-Bausteins ist im Anspruch 12 beschrieben.
Durch eine Ausgestaltung gemäss Anspruch 13 wird der Vorteil erzielt, dass handelsübliche Komponenten für die OPC-Schnittstelle herangezogen werden können und somit diese sehr kos- tengünstig herzustellen ist.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schweissgerät mit integriertem OPC-Server in vereinfachter, schematischer Darstel- lung ;
Fig. 2 das Schweissgerät aus Fig. 1 mit Anschluss an ein Datenübertragungssystem, welches mit anderen Komponenten einer Fertigungsanlage in Verbindung steht, in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform der Fertigungsanlage in vereinfachter, schaubildlicher
Darstellung.
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Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merk- malskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie- len für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
In Fig. 1 ist eine Schweissanlage bzw. ein Schweissgerät 1 für verschiedenste Schweissverfah- ren, wie z.B. MIG/MAG-Schweissen bzw. WIG/TIG-Schweissen oder Elektroden-Schweissverfahren usw., dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, dass die erfindungsgemässe Lösung bei einer Stromquelle bzw. einer Schweissstromquelle eingesetzt werden kann.
Das Schweissgerät 1 umfasst eine Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3, einer Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 und einem dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuer- und/oder Auswer- tevorrichtung 4 zugeordneten Umschaltglied 5. Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 ist mit einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8, insbesondere ein Schutzgas, wie beispielsweise C02, Helium oder Argon und dgl., zwischen einem Gasspeicher 9 und einem Schweissbrenner 10 angeordnet ist.
Zudem kann über die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 noch ein Drahtvorschubgerät 11, welches für das MIG/MAG-Schweissen üblich ist, angesteuert werden, wobei über eine Versor- gungsleitung 12 ein Schweissdraht 13 von einer Vorratstrommel 14 in den Bereich des Schweiss- brenners 10 zugeführt wird. Selbstverständlich ist es möglich, dass das Drahtvorschubgerät 11, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, im Schweissgerät 1, insbesondere im Grundgehäuse, integriert ist und nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, als Zusatzgerät ausgebildet ist.
Der Strom zum Aufbauen eines Lichtbogens 15 zwischen dem Schweissdraht 13 und einem Werkstück 16 wird über eine Schweissleitung 17 vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Schweissbrenner 10 bzw. dem Schweissdraht 13 zugeführt, wobei das zu verschweissende Werk- stück 16 über eine weitere Schweissleitung 18 ebenfalls mit dem Schweissgerät 1, insbesondere mit der Stromquelle 2, verbunden ist und somit über den Lichtbogen 15 ein Stromkreis aufgebaut werden kann.
Zum Kühlen des Schweissbrenners 10 kann über einen Kühlkreislauf 19 der Schweissbrenner 10 unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters 20 mit einem Flüssigkeitsbehälter, insbe- sondere einem Wasserbehälter 21, verbunden werden, wodurch bei der Inbetriebnahme des Schweissbrenners 10 der Kühlkreislauf 19, insbesondere eine für die im Wasserbehälter 21 ange- ordnete Flüssigkeit verwendete Flüssigkeitspumpe, gestartet wird und somit eine Kühlung des Schweissbrenners 10 bzw. des Schweissdrahtes 13 bewirkt werden kann.
Das Schweissgerät 1 weist weiters eine Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 auf, über die die unterschiedlichsten Schweissparameter bzw. Betriebsarten des Schweissgerätes 1 eingestellt wer- den können. Dabei werden die über die Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 eingestellten Schweissparameter an die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 weitergeleitet, und von dieser werden anschliessend die einzelnen Komponenten der Schweissanlage bzw. des Schweissgerätes 1 angesteuert.
Weiters ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Schweissbrenner 10 über ein Schlauchpaket 23 mit dem Schweissgerät 1 bzw. der Schweissanlage verbunden. In dem Schlauch- paket 23 sind die einzelnen Leitungen vom Schweissgerät 1 zum Schweissbrenner 10 angeordnet.
Das Schlauchpaket 23 wird über eine zum Stand der Technik zählende Verbindungsvorrichtung 24 mit dem Schweissbrenner 10 verbunden, wogegen die einzelnen Leitungen im Schlauchpaket 23 mit den einzelnen Kontakten des Schweissgerätes 1 über Anschlussbuchsen bzw. Steckverbindun- gen verbunden sind. Damit eine entsprechende Zugentlastung des Schlauchpaketes 23 gewähr- leistet ist, ist das Schlauchpaket 23 über eine Zugentlastungsvorrichtung 25 mit einem Gehäuse 26, insbesondere mit dem Gehäuse des Schweissgerätes 1, verbunden.
Das Schweissgerät 1 weist ein internes Datenübertragungssystem 27, insbesondere ein inter- nes Bussystem 28, auf, welches einen Datentransfer zwischen den einzelnen Komponenten bzw.
Baugruppen des Schweissgerätes 1 bzw. der Schweissanlage, wie beispielsweise der Stromquelle 2
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und/oder dem Leistungsteil 3 und/oder der Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 und/oder dem Schweissbrenner 10 und/oder dem Drahtvorschubgerät 11 und/oder der Ein- und/oder Ausgabevor- richtung 22 und/oder dgl. ermöglicht.
Die Kommunikation der Komponenten des Schweissgerätes 1 über das interne Bussystem 28 erfolgt mit Hilfe eines internen, vom Schweissgerätehersteller abhängigen Datenformates. Hierzu ist zu erwähnen, dass sämtliche Geräte bzw. Anlagen, wie beispielsweise eine Roboteranlage, die mit dem Schweissgerät verbunden werden kann, mit einem eigenen herstellspezifischen Datenformat arbeiten, sodass durch einfaches Zusammenschalten der Komponenten kein Datenaustausch durchgeführt werden kann. Für Personen bzw. Komponenten, welche dieses Datenformat nicht kennen, ist das Lesen bzw. eine Weiterverarbeitung der internen Daten des Schweissgerätes 1 bzw. der Schweissanlage nicht bzw. nur mit grossem Übersetzungsaufwand möglich.
Erfindungsgemäss ist nun vorgesehen, im Schweissgerät 1 einen OPC-Server 31 anzuordnen, welcher zur Verarbeitung eines OPC-Software-Bausteins 32 dient.
Unter OPC-Software-Baustein 32 ist ein Datenverarbeitungsprogramm zu verstehen, welches eine Umwandlung der Daten von einem internen Datenformat in das OPC-Standardformat bzw. umgekehrt durchführt. Dieser OPC-Software-Baustein 32 kann in Abhängigkeit von dem umzu- wandelnden internen Datenformat unterschiedlich aufgebaut sein, d. h., dass der OPC-Software- Baustein jeweils auf das gewünschte interne Datenformat der Komponente, insbesondere des Schweissgerätes 1, angepasst wird, sodass für verschiedene Geräte bzw. Komponenten unterschied- lich aufgebaute OPC-Software-Bausteine eingesetzt werden können.
Unter OPC-Server 31 versteht man eine Rechenanlage bzw. einen Computer, welcher zum Lesen oder Empfangen von Daten eines "OPC-Clients" bzw. zur Weiterleitung von Daten an einen "OPC-Client" ausgebildet ist. Die Kommunikation dabei erfolgt über das OPC-Standardformat, wobei dies ein freies, von vielen Herstellern von Fertigungs- bzw. Automatisierungskomponenten verwendetes bzw. empfohlenes Datenformat darstellt.
Der OPC-Server 31 kann durch Komponenten eines handelsüblichen PCs bzw. eines Rech- ners, insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, gebildet sein und weist einen Mikroprozessor 33 sowie eine Speichereinheit 34 auf. Selbstverständlich ist es möglich, dass auf diesen Kompo- nenten eines PCs bzw. Rechners auch noch andere Softwarebausteine bzw. Programme vorhan- den sind. Als Betriebssystem wird vorteilhafterweise Windows verwendet. Es ist aber ebenfalls möglich, andere Betriebssysteme, wie beispielsweise Linux, Unix oder dgl. zu verwenden.
Der OPC-Server 31 steht mit einer OPC-Schnittstelle 36 in Leitungsverbindung. Diese OPC- Schnittstelle 36 kann durch eine Schnittstellenkarte gebildet sein, welche vom OPC-Server 31 angesteuert wird. Die OPC-Schnittstelle 36 kann als serielle oder parallele Schnittstelle, insbeson- dere als Ethernet-Schnittstelle, ausgebildet sein. Dabei ist es möglich, eine dazugehörige Treiber- software am OPC-Server 31 oder der Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 zu installieren.
Der OPC-Server 31 steht mit dem internen Datenübertragungssystem 27, insbesondere mit dem internen Bussystem 28, in Leitungsverbindung und wandelt die gelieferten Daten von einem internen Datenformat in ein OPC-Standardformat um und stellt diese umgewandelten Daten an der OPC-Schnittstelle 36 anderen Komponenten zur Verfügung.
Es ist aber auch möglich, dass der OPC-Server 31 eine eigenständige Erfassung der benötigten Daten durchführt und somit unabhängig von den internen Steuer- und/oder Regelabläufen arbeitet.
Hierzu ist der OPC-Server 31 zur Aufnahme der internen Daten mit entsprechenden Mess-/ Ausgabemittel ausgestattet, d. h., dass interne Daten vom OPC-Server 31 durch Mess-/Ausgabe- mittel erfasst werden. Die Mess-/Ausgabemittel können beispielsweise durch einen Temperatur- sensor, der gegebenenfalls die Temperatur der Kühlflüssigkeit oder des Leistungsteils überwacht, durch Digital/Analogwandler oder durch einen Shunt für die Strommessung usw. gebildet werden.
Durch einen Einsatz von unabhängigen Mess-/Ausgabemittel wird ermöglicht, dass ein sehr einfa- cher Aufbau des OPC-Servers 31 realisiert werden kann, der in jedes beliebige Schweissgerät 1 eingebaut und auch nachgerüstet werden kann, da ein derartiger OPC-Server 31 unabhängig von dem internen Datenformat des Schweissgerätes 1 als eigenständige Baugruppe arbeitet.
Selbstverständlich ist es möglich, dass der OPC-Server 31 eine Umwandlung der internen Da- ten des Schweissgerätes 1 durch die Integration bzw. durch die Verbindung mit dem internen Bus- system 28 bzw. der Steuer- und/oder Ausgabevorrichtung 4 und eine eigenständige Aufnahme von internen Daten über die eigenen Mess-/Ausgabemittel durchführen kann, d. h. dass sowohl die Daten
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des Schweissgerätes 1 als auch die eigenständig erfassten Daten verarbeitet werden können.
Wesentlich ist lediglich, dass für die externe Datenkommunikation mit weiteren Komponenten die notwendigen Daten vom Schweissgerät 1 im OPC-Standardformat vom OPC-Server 31 zur Verfügung gestellt werden.
Unter internem Datenformat ist jenes Datenformat zu verstehen, welches zur internen Kommu- nikation zwischen den Komponenten bzw. Baugruppen des Schweissgerätes 1 verwendet wird, wobei dieses Datenformat herstellerabhängig ist und daher nur für einen sehr beschränkten Per- sonenkreis bzw. nur für extra zu diesem Zweck ausgebildete Maschinen lesbar bzw. weiterverar- beitbar ist. Werden nun Daten mit diesem internen Datenformat an andere Geräte bzw. Vorrichtun- gen übermittelt, so muss zuvor eine aufwendige Umwandlung in das jeweilige vom Hersteller ge- bräuchliche Datenformat der weiteren Komponente durchgeführt werden.
Sollte dabei beispiels- weise von einem Schweissgerät 1 aus mit mehreren Komponenten unterschiedlicher Hersteller, also mit mehreren unterschiedlichen internen Datenformaten eine Datenkommunikation durchge- führt werden, so müsste für jede dieser Komponenten eine eigene Umwandlung des internen Da- tenformates des Schweissgerätes 1 auf das jeweilige herstellerspezifische Datenformat der weite- ren Komponenten durchgeführt werden.
Das OPC-Standardformat ist ein von vielen Herstellern von Fertigungsanlagen bzw. Steuer- und/oder Regelkomponenten verwendetes Datenformat für die externe Datenkommunikation, welches für die Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten einer automatisierten Fertigung empfohlen und auch häufig angewendet wird, d. h., dass die verschiedensten Hersteller Übersetzungsprogramme zur Umwandlung ihrer Daten in das OPC-Standardformat, also entspre- chende OPC-Software-Bausteine, entwickelt haben, sodass durch Einsatz der Übersetzungspro- gramme eine Datenkommunikation zwischen den einzelnen Komponenten möglich ist.
Die OPC-Schnittstelle 36 des Schweissgerätes 1 zur Weiterleitung der umgewandelten Daten kann bedarfsweise mit einem externen Datenübertragungssystem 37, insbesondere einem exter- nen Bussystem 38, verbunden werden. Es können weitere Komponenten einer Fertigungsanlage 41 (siehe Fig. 2) mit dem externen Datenübertragungssystem 37, insbesondere mit dem externen Bussystem 38, in Leitungsverbindung stehen und einen Datenaustausch untereinander durchführen.
Da bei der internen Datenkommunikation zwischen den einzelnen Baugruppen des Schweiss- gerätes 1 über das interne Datenübertragungssystem 27, insbesondere über das interne Bussys- tem 28, eine Vielzahl von Daten, welche für externe Komponenten nicht von Interesse sind, über- tragen wird bzw. zur Verfügung steht, ist es zweckmässig, eine Auswahl der umzuwandelnden Daten beispielsweise über die Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 des Schweissgerätes 1 zu ermöglichen. Dadurch werden nur jene Daten, welche ausgewertet, gespeichert, weiterverarbeitet oder zur Regelung und/oder Steuerung von anderen Komponenten benötigt werden, in das OPC- Standardformat umgewandelt, wodurch die umzuwandelnde Datenmenge erheblich reduziert werden kann.
Es ist von Vorteil, diese Umwandlung in möglichst kurzer Zeit, insbesondere ohne zeitliche Verzögerung, also in Echtzeit durchzuführen, um eine rasche Steuerung bzw. Regelung externer Komponenten oder weiterer Fertigungsvorrichtungen einer Fertigungsanlage 41 zu er- möglichen. Selbstverständlich ist es möglich, dass vom Hersteller die zu übertragenden Daten vorgegeben werden. Damit der OPC-Server 31 zu den entsprechenden Daten kommt, wird bei- spielsweise dem OPC-Server 31 eine interne Busadresse zugeordnet, sodass von der Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 oder einer anderen Komponente bzw. Baugruppe des Schweissge- rätes 1 über das interne Datenprotokoll mit dem internen Datenformat die Daten übertragen wer- den können, d. h., dass der OPC-Server 31 wie die weiteren Komponenten bzw. Baugruppen des Schweissgerätes 1 angesprochen werden kann.
Daten, welche vom internen Datenformat in das OPC-Standardformat umgewandelt werden sollen, können beispielsweise Soll- und/oder Istwerte von verschiedenen Schweissparametern, aber auch Steuersignale, wie beispielsweise das Betätigen einer Prozesssteuertaste am Schweissbrenner 10 oder dgl., aber auch Betriebsdaten oder Warn- bzw. Fehlermeldungen, wie beispielsweise Daten über den noch vorhandenen Vorrat an Schweissdraht 13 auf der Vorratstrommel 14 bzw. das Nichtvorhandensein dieses Schweissdrahtes 13, sein. Prinzipiell können alle im Schweissgerät 1 erfassten Messwerte bzw. Signale bzw. Daten in das OPC-Standardformat umgewandelt werden, sofern dies nötig ist.
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In der Fig. 2 ist das zuvor beschriebene Schweissgerät 1 mit dessen Komponenten in Zusam- menschaltung mit anderen Fertigungsvorrichtungen 42 gezeigt. Die Fertigungsvorrichtungen 42 können beispielsweise durch einen Roboter 43, eine frei programmierbare Steuerung, insbesonde- re eine SPS 44, ein Reinigungsgerät 45 oder eine Vielzahl von anderen, nicht weiters beschriebe- nen Vorrichtungen gebildet sein.
Die Fertigungsvorrichtungen 42 stehen über das externe Datenübertragungssystem 37 bzw. das externe Bussystem 38 mit einer übergeordneten Steuervorrichtung 46 in Verbindung. Die übergeordnete Steuervorrichtung 46 kann beispielsweise eine Vorrichtung zur Visualisierung bzw. zur Qualitätssicherung sein. Dies kann durch einen PC oder eine Rechneranlage realisiert werden, wobei alle ihr zur Verfügung gestellten bzw. von ihr ausgegebenen Daten im OPC-Standardformat abgefasst sind. Da Fertigungsvorrichtungen 42 üblicherweise nicht zur Ausgabe von Daten im OPC- Standardformat ausgebildet sind, müssen die von den Fertigungsvorrichtungen 42 ausgegebenen bzw. empfangenen Daten erst von einem internen Datenformat der Fertigungsvorrichtungen 42 auf ein OPC-Standardformat umgewandelt werden.
Dies kann beispielsweise durch externe Rechner 47, welche externe OPC-Server 48 umfassen, durchgeführt werden. Die Umwandlung aller Daten in das OPC-Standardformat ist vorteilhaft, da unterschiedliche Fertigungsvorrichtungen 42 mit unterschiedlichen internen Datenformaten arbeiten.
Die dargestellte Ausführungsform des externen Datenübertragungssystems 37 bzw. des exter- nen Bussystems 38 in sternförmiger Architektur ist nur eine der möglichen Ausführungsformen. Es ist ebenfalls möglich, das externe Bussystem 38 mit einer anderen Architektur, beispielsweise durch einen seriellen Bus, auszuführen. Derartige Bussysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt und es wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen.
Die übergeordnete Steuervorrichtung 46 kann nun alle ihr im OPC-Standardformat gelieferten Daten auswerten, zusammenführen bzw. speichern und so eine reproduzierbare Dokumentation verschiedener Prozesse der Fertigungsanlage 41 durchführen. Es ist vorteilhaft, dass die von den Fertigungsvorrichtungen 42, insbesondere von den zugeordneten OPC-Servern 31,48, gelieferten Daten mit einem Zeitstempel versehen werden, um eine Rekonstruktion verschiedener Prozesse zu einem bestimmten Zeitpunkt zu ermöglichen.
Durch eine derartige Datenauswertung bzw. Visualisierung kann eine Qualitätsüberprüfung bzw. Sicherung bzw. Fehlerfrüherkennung aufgrund von in der Vergangenheit aufgetretenen und sich in einem bestimmten Zeitzyklus wiederholenden Fehlern durchgeführt werden.
Beispielsweise können durch die lückenlose Speicherung und Auswertung der Daten des Schweissgerätes 1 von der übergeordneten Speichervorrichtung 46 verschiedenste Verhaltensmus- ter über den Zustand des Schweissgerätes 1 erkannt werden, sodass eine frühzeitige Erkennung von Störungen bzw. Fehlfunktionen möglich ist. Dadurch kann zu einem günstigen Zeitpunkt, insbesondere während der Stillstandszeit der Fertigungsanlage 41, das Wartungspersonal auf einen zu erwartenden Fehler aufmerksam gemacht werden, sodass die entsprechende Komponen- te bzw. Baugruppe des Schweissgerätes 1 getauscht werden kann. Somit können Betriebsausfälle der gesamten Fertigungsanlage 41 verhindert werden.
Diese Auswertungen haben sich in beson- derer Weise bei den Verschleissteilen bewährt, d. h., dass beispielsweise festgestellt werden kann, wann das Kontaktrohr verschlissen ist oder die Drahtseele ausgetauscht werden muss oder dgl.
Das Schweissgerät 1 ist über die OPC-Schnittstelle 36 direkt und ohne Zwischenschaltung von weiteren Komponenten mit der übergeordneten Steuervorrichtung 46 verbunden. Dadurch kann beispielsweise bei Defekt oder Wartungsarbeiten am Schweissgerät 1 dieses durch ein anderes Schweissgerät, welches ebenfalls OPC-Daten verarbeiten bzw. ausgeben kann, ersetzt werden, ohne dass dabei zeitintensive Anpassungen durchgeführt bzw. andere Vorrichtungen zur Daten- umwandlung in ein OPC-Standardformat eingesetzt werden müssen. Dadurch ist es möglich, dass auch Schweissgeräte 1 mit einem anderen internen Datenformat eingesetzt bzw. untereinander ausgetauscht werden können, da für die externe Datenübertragung mit den weiteren Komponenten immer ein definiertes Datenformat, insbesondere das OPC-Standardformat, eingesetzt wird.
Dies ist deshalb von besonderer Wichtigkeit, da beim Austausch eines Schweissgerätes, wel- ches ein internes Datenformat verwendet, mit einem anderen Schweissgerät, welches ein anderes internes Datenformat verwendet, die Vorrichtung zur Datenumwandlung in ein OPC- Standardformat zum Verarbeiten beider interner Datenformate ausgebildet sein müsste, was aber bei der Vielzahl von möglichen und von den unterschiedlichen Herstellern verwendeten internen
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Datenformaten ein sehr grosses Problem darstellt und somit ein Austausch von Schweissgeräten sehr problematisch ist und meist nur mit einer entsprechenden Softwareanpassung der dazugehö- rigen Vorrichtung zur Datenumwandlung durchgeführt werden kann.
Durch die Integrierung des OPC-Servers 31 in das Schweissgerät 1 werden alle diese Probleme vermieden und es kann darüber hinaus auch eine kostengünstigere bzw. kompaktere Baueinheit geschaffen werden als bei der Ausführung mit einer externen Vorrichtung zur Datenanpassung, insbesondere mit einem externen OPC-Server 48.
Bei derartigen Aufbauten, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, wird üblicherweise ein externer OPC-Server 48 für mehrere Komponenten eingesetzt, sodass von einem OPC-Server mehrere unterschiedliche interne Datenformate unterschiedlicher Komponenten bzw. Fertigungsvorrichtun- gen 42 in das OPC-Standardformat umgewandelt werden. Dies beinhaltet jenen Nachteil, dass bei Ausfall dieses OPC-Servers 48 gleich mehrere externe Komponenten bzw. Fertigungsvorrichtun- gen 42 keinen Datenaustausch durchführen können.
Durch die Anordnung des OPC-Servers 31 im Schweissgerät 1 kann dies verhindert werden, wobei gleichzeitig der Vorteil erreicht wird, dass bei einem Austausch des Schweissgerätes 1 nur mehr eine Verbindung mit dem externen Bussystem 38 oder der übergeordneten Steuervorrichtung 46 durchgeführt werden muss, um den Betrieb der Fertigungsanlage 41 wieder aufzunehmen, da bereits die Daten des Schweissgerätes 1 im OPC- Standardformat ausgegeben werden. Dadurch kann eine Anpassung des internen Datenformates an einem externen OPC-Server 48 entfallen.
In der Fig. 3 ist eine mögliche Ausführungsform der Fertigungsanlage 41 in rein schematischer, schaubildlicher Darstellung gezeigt. Dabei ist ein erfindungsgemässes Schweissgerät 1 bzw. eine erfindungsgemässe Schweissanlage sowie ein aus dem Stand der Technik bekanntes, weiteres Schweissgerät 51 bzw. eine weitere Schweissanlage gezeigt, wobei diese jeweils einen dazugehöri- gen Roboter 43 bzw. Roboterarm aufweisen.
Die Fertigungsanlage 41 umfasst zwei weitere Fertigungsvorrichtungen 42, wobei diese durch Montageroboter gebildet sind. Des weiteren umfasst die Fertigungsanlage 41 die übergeordnete Steuervorrichtung 46 zur Auswertung und Speicherung von Daten sowie Steuer-, Regel- und Kontrollzwecke. Alle Daten, welche der übergeordneten Steuervorrichtung 46 zur Verfügung ge- stellt werden bzw. von dieser ausgegeben werden, sind im OPC-Standardformat ausgebildet.
Um nun die internen Datenformate der unterschiedlichen Fertigungsvorrichtungen 42 auf die- ses OPC-Standardformat umzuwandeln, sind zwischen den Fertigungsvorrichtungen 42 und der übergeordneten Steuervorrichtung 46 Rechner 47 oder weitere Vorrichtungen, welche diese Um- wandlung durchführen, angeordnet.
Wichtig ist, dass diese Rechner 47, die den OPC-Server 48 für die Komponenten bilden, bzw. die weiteren Vorrichtungen, welche die Umwandlung in das OPC-Standardformat durchführen, unterschiedlich ausgebildet sein können, um die Umwandlung über entsprechend angepasste OPC- Software-Bausteine der verschiedensten internen Datenformate in das OPC-Standardformat durchführen zu können.
Dasselbe wie zuvor für die Fertigungsvorrichtungen 42 beschriebene Problem tritt auch bei dem weiteren Schweissgerät 51 auf. Es ist zur Ausgabe von Daten in einem herstellerabhängigen Datenformat ausgebildet und somit können diese Daten nicht direkt von Maschinen, welche nicht über Kenntnisse bzgl. dieses Datenformates verfügen, gelesen werden.
Bei Defekt bzw. Wartungsarbeiten bzw. Austausch einer Fertigungsvorrichtung 42 oder des weiteren Schweissgerätes 51 kann es zu erheblichen Problemen wegen der unterschiedlich ver- wendeten internen Datenformate kommen. Wird beispielsweise das Schweissgerät 51 ersetzt, so muss eine Anpassung des dazugehörigen Rechners 47, insbesondere des OPC-Software- Bausteines des OPC-Servers 48, durchgeführt werden, falls ein neues Schweissgerät 51 mit neuem internen Datenformat eingesetzt wird. Dabei ist jedoch auch eine Anpassung des OPC-Servers 48 notwendig, wenn das Schweissgerät 51 das gleiche interne Datenformat aufweist, jedoch neue zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise neue Komponenten, Schweissparameter, Betriebsdaten usw., aufweist.
Dadurch ist es nicht möglich, bei derartigen Fertigungsanlagen 41 einen einfachen Austausch älterer Komponenten, insbesondere älterer Schweissgeräte 51 durch neu entwickelte Schweissgeräte 51, durchzuführen. Dies ist insofern zu begründen, dass durch die neuen Funktio- nen diese nicht von dem OPC-Server 48 erkannt werden können, sodass eine Fehlfunktion des OPC-Servers 48 bei der Umwandlung der Daten von dem internen Datenformat in das
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OPC-Standardformat entsteht. Es kann also nur ein Austausch des Schweissgerätes 51 mit einem neuen, auf dem gleichen Stand der Technik befindlichen Schweissgerät 51 ohne Probleme bzw.
Anpassungen vorgenommen werden.
Wird hingegen, wie dargestellt, ein Schweissgeräte 1 mit integriertem OPC-Server 31 verwen- det, so kann jederzeit ein beliebiger Austausch unterschiedlicher Gerätegenerationen des Schweissgerätes 1 vorgenommen werden, da der OPC-Software-Baustein des integrierten OPC- Servers 31 bereits vom Werk bzw. Hersteller aus entsprechend angepasst wird, sodass bei dem neuen Schweissgerät 1 sofort wieder die Funktionen des zuvor eingesetzten Schweissgerätes 1 zur Verfügung stehen.
So können die von diesen Schweissgeräten 1 zur Verfügung gestellten Daten wiederum von jeder OPC-tauglichen externen Komponente gelesen bzw. weiterverarbeitet werden bzw. es kann das Schweissgerät 1 direkt mit OPC-Daten gesteuert und/oder geregelt werden, ohne dass dabei Probleme bei der Inbetriebnahme der Fertigungsanlage 41 entstehen und somit ein längerfristiger Stillstand der Fertigungsanlage 41 verhindert werden kann. Dadurch ist es möglich, dass während des Betriebes der Fertigungsanlage 41 eine Anpassung der übergeordneten Steuer- vorrichtung 46 bzw. der weiteren Komponenten, falls erforderlich, auf die neuen Funktionen des neuen Schweissgerätes 1 durchgeführt werden kann.
Wichtig ist, dass das dargestellte Schweissgerät 1 keine weiteren Umwandlungsvorrichtungen oder dgl. benötigt, um mit anderen Fertigungsvorrichtungen 42 bzw. der übergeordneten Steuer- vorrichtung 46 eine Kommunikation mittels dem OPC-Standardformat aufzubauen. Man könnte von einem "plug & play"-fähigen Schweissgerät 1 sprechen.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Schweissgerätes 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be- schreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 3 gezeigten Ausführungen und Massnahmen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betreiben eines Schweissgerätes bzw. einer Schweissanlage mit einer von einer Steuer- und/oder Auswertevorrichtung gesteuerten bzw. geregelten Energiequelle, insbesondere einer Stromquelle, zur Beaufschlagung von zumindest einer mit dem
Schweissgerät bzw. der Schweissanlage verbindbaren Elektrode, insbesondere einem
Schweissdraht, mit elektrischer Energie zur Durchführung eines Schweissprozesses, wobei die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung Software-Bausteine verarbeitet und gemäss den dadurch vorgegebenen Anweisungen sowie anhand vorliegender Einstellungen operiert, wobei das Schweissgerät bzw.
die Schweissanlage über eine Schnittstelle einen, insbeson- dere bidirektionalen, Datenaustausch mit einer externen Komponente durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass interne Daten des Schweissgerätes von einem im Schweissgerät in- tegrierten OPC-Server-Object Linking and Embedding for Process Control -, welcher ei- nen OPC-Software-Baustein verarbeitet,
von einem internen Datenformat des Schweissge- rätes in ein OPC-Standardformat umgewandelt und/oder interne Daten vom OPC-Server durch Mess-/Ausgabemittel erfasst werden und anschliessend die im OPC-Standardformat vorliegenden Daten des Schweissgerätes über die OPC-Schnittstelle am Schweissgerät wei- teren Komponenten zur Verfügung gestellt und/oder beliebige Daten im OPC-
Standardformat von externen Komponenten empfangen werden und zur Bearbeitung und/oder Speicherung diese Daten vom OPC-Server im Schweissgerät in das interne Da- tenformat des Schweissgerätes für die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung und/oder ü- ber die Mess-/Ausgabemittel umgewandelt werden.