CN1289251C - 用于焊条送进时故障识别的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍一种用来在焊条送进时识别故障的装置。其中在焊矩(10)内设有一用来测量用于焊条(13)的送进压力和送进牵引力的传感装置(27)，这里沿焊条(13)送进方向-按箭头(30)-在传感装置(27)之后设一用于焊条送进的驱动装置(31)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于焊条送进时用来识别故障的装置和方法。
背景技术
在JP-A-500-49137中介绍一种焊接设备，其中焊条从焊条卷通过软管组件输送给焊炬。这里焊接设备具有两个驱动装置，其中第一个驱动装置设置在焊条卷区域内，并且由它将焊条送入软管组件。第二个驱动装置设置在焊炬区域内，并且将焊条从软管组件送入焊炬内。软管组件终止于沿焊条输送方向紧靠第二个驱动装置的前面，其中在软管组件和驱动装置之间焊条芯做成一圆弧形状的弯曲的曲线。这个圆弧配设两个接触元件，使得根据圆弧尺寸的不同在两个触点之一和焊条芯之间建立接触。因此现在可以通过这种装置测量两个驱动装置之间多余的焊条，使得在焊条芯和两个接触元件之一接触时控制至少一个驱动装置的送进速度的减小或加大。
此外由US 4261500A已知一种用于来自远距离的焊条的模块式送进的焊条送进装置。其中焊条送进装置具有多个驱动装置，特别是一脉冲式送进模块，一中间送进模块和一牵引式送进模块。其中脉冲式驱动装置配设于焊条卷，而牵引式驱动装置配设于焊炬。中间送进模块位于它们之间。此外在冲击式和牵引式驱动装置之间设有用来测量焊条送进量的装置。
由JP-A49-42550已知一种装置，其中焊条在两个滚轮之间行进，滚轮通过一臂弹性地支承，这里此臂与一电位计相连，使得在滚轮运动时发生电阻变化。此装置设置在两个焊条送进装置之间。第一个焊条送进装置配设于焊条卷，并将焊条从焊条卷通过此装置送入软管组件。焊条的进一步送进通过第二个焊条送进装置进行，它设置在焊炬内或焊炬区域内，也就是说在软管组件后面。通过由于滚轮运动引起的电阻变化调节至少一个焊条送进装置，使得可以进行两个焊条送进装置的平衡，并保证恒定的焊条送进。
已知一种按奥地利专利申请A 1968/99的同一个申请人的“带主驱动和辅助驱动装置”的焊条送进装置”的装置和传感装置。其中介绍了一种系统，其中焊条偏离其送进方向，以测量送进压力。在该专利申请中传感装置或管式传感器用来调节送进压力，这里可以通过相应的匹配将该装置和管式传感器用于按本发明的方案。
发明内容
本发明的目的是，创造一种在焊条送进时识别故障的装置和方法，用这种装置和方法进行焊条送进，特别是送进压力和/或送进牵引力的监控。
本发明的这个目的这样来实现，即一种用来装入或装在焊炬上的用于识别在焊条送进时的故障的装置，其中在焊炬和焊接器械内设置或装入一驱动装置，在焊炬内设一用来测量用于焊条的送进压力或送进牵引力的传感装置，其中沿焊条的送进方向在传感装置之后设一用于焊条送进的驱动装置，传感装置引起焊条在焊炬内相对于其送进方向的偏转。
这里有利的是，通过设置传感装置可以识别卡死，或在焊条弯管内的故障以及焊条芯的磨损或在传感装置之前的焊条送进系统内的故障。从而还达到，可以确定在传感器前或后是否出现或即将出现故障。
此外有利的是，传感装置由一转盘构成，此转盘通过一固定元件可旋转和摆动地支承，并做得用来靠在焊条上；设有一用于转盘在焊条上的压力的调整装置；所述调整装置设计为用于偏移焊条；转盘和/或固定元件与一接触元件连接；接触元件由触点和接触片构成；传感装置由一管式传感器构成。由此得到的优点可以从说明书中看到。
此外本发明的目的这样来实现，即由在焊炬内的传感装置测量焊条的送进压力和送进牵引力，这时在压力太高或太低时由传感装置分别发出一个信号，接着由控制装置进行处理。
这里有利的是，通过设置传感装置可以识别焊条的卡死以及焊条芯的磨损，由此例如通过焊接机的控制装置引入相应的措施。
此外有利的是，焊条通过传感装置偏转；所述传感装置由一转盘构成并且测量转盘的运动；测量转盘的偏转运动；在“送进压力太大”的信号时通知控制装置，在传感装置之后的焊条送进中即将出现故障；通知控制装置，在接触管上即将出现焊条的卡死；在“送进压力太小”的信号时通知控制装置，在传感装置之前的焊条送进中即将出现故障；通知控制装置，焊条芯即将出现磨损；传感装置的信号由控制装置后续处理。由此得到的优点可以从说明书中看到。
附图说明
接着通过实施例对本发明作较详细的说明。
附图表示：
图1一焊接机或焊接器械的示意图；
图2以简化的示意图表示的用于焊炬的用来测量送进压力和送进牵引力的装置，特别是传感装置的实施例。
具体实施方式
首先应该规定，在下面说明的不同实施形式中，相同的零件配备相同的图形标记或相同的零件号，其中在整个说明书中包含的公开内容按照含义可以转移到具有相同图形标记或相同零件号的相同零件上。在说明书中所选用的位置数据，例如上面、下面、侧面等等相对于直接说明以及表示的图形，在位置变化时按照含义可以转移到新的位置上。此外来自所示和所述不同实施例的单项特征或特征组合也可以是独立的、本发明的或按本发明的解决方案。
图1中示出一用于不同焊接方法，例如MIG/MAG-焊接或TIG-焊接或电极焊接法的焊接设备或焊接器械1。当然按本发明的方案也可以用在电源或焊接电源中。
焊接器械1包括一带一功率部分3、一控制装置4和一配设于功率部分3和控制装置4的转换元件5的焊接电源2。转换元件5或控制装置4与一控制阀6连接，它设置在一贮气罐9和焊炬10之间的用于气体8，特别是保护气体，例如CO2、氦或氩等等的供气管7内。
此外还可以通过控制装置4控制焊条送进器11，它对于MIG/MAG-焊接是常用的，这里优先通过一供应管12或通过焊条芯将焊条13从储存滚筒14输送到焊炬10区域内。当然也可以如由现有技术所知的那样，将焊条送进器11内置在焊接器械1，特别是基本壳体内，而不是像图1中所示的那样，做成辅助器械。
用来在焊条13和工件16之间建立电弧15的电流通过一焊接线17从焊接电源2的功率部分3输送给焊炬10或焊条13，其中待焊接工件16通过另一焊接线18同样与焊接器械1，特别是与焊接电源2连接，从而可以通过电弧15建立一电流电路。
为了冷却焊炬10可以通过一焊炬10的冷却回路19在中间连接一流量继电器20的情况下与一液体容器，特别是水箱21连接，由此在焊炬10投入运行时冷却回路19可以起动特别是用于装在水箱21内的液体的液体泵，从而可以例如通过冷却管促使焊炬10或焊条13冷却。
以外焊接器械1具有一输入和/或输出装置22，通过它可以调整不同的焊接参数或焊接器械1的运行类型或软件程序。这里通过输入和/或输出装置22调整的焊接参数继续传递给控制装置4，并接着由它控制焊接设备或焊接器械1的各个部件。
此外在所示实施例中焊炬10通过一软管组件23与焊接器械1或焊接设备连接。在软管组件23中设置从焊接器械1到焊炬10的各根导线。软管组件23通过属于现有技术的连接装置24与焊炬10连接，而软管组件23中的各根导线则通过连接套或插塞连接与焊接器械1的各个触点连接。为了保证软管组件23相应地去除张力，软管组件23通过一去张力装置25与壳体，特别是与焊接器械1的焊接壳体连接。
图2中示出焊炬10的局部详视图，其中设有一用来在焊条送进时识别故障的装置。
这里该装置由一传感装置27构成，它设置在焊炬10内。传感装置27可以用极其不同的类型实现，并不局限于所示的实施例。这里重要的是，传感装置27安装在焊炬10内，并且做得用来测量用于焊条13的送进压力或送进牵引力。传感装置27可以例如通过一管式传感器实现，为在奥地利专利申请A 1968/99中“带有主驱动和辅助驱动的焊条送进装置”所已经申报的那样。
在所示实施例中传感装置27由一通过一支承元件29可旋转地支承的转盘(Drehrad)28构成，其中转盘28贴合在焊条13上。此外可以看到，沿焊条13的输送方向-按箭头30-传感装置27的后面设有一用于焊条送进的驱动装置31。因此采用焊条送进直接在焊炬10内进行的焊炬10，其中在焊接器械1或在焊条送进器11内设有另一未画出的驱动装置。
设置在焊接器械1或焊条送进装置11内的驱动装置的任务是，将焊条13从储存滚筒14中输出，同时建立一输送压力，以输送焊条13穿过软管组件23。而焊炬10内的另一个驱动装置31对焊条13实施牵引运动，特别是一送进牵引力，即通过驱动装置31将焊条13从软管组件23中拉出，接着继续传送到焊炬10的接触管上-未画出。这里已经证实，驱动装置31设置在非常靠近焊炬10的接触管处是有利的。
但是为了能够测量送进压力或送进牵引力，要求传感装置27或转盘28引起焊条13偏离其送进方向的偏转或凸台形的偏移，亦即焊条13在焊炬10内这样地偏转，使它占有圆弧形的曲线。从而可以根据圆弧大小或根据偏转求出送进压力或送进牵引力，因为焊条13的圆弧大小或偏转随送进压力或送进牵引力的不同而改变。因此在圆弧大小或偏转太小时由传感装置27发出一“送进压力太小”的信号，相反在圆弧大小或偏转太大时传感装置27发出一“送进压力太大”的信号。
就这方面而言焊条13可以形成不同的圆弧大小或偏转，因为焊条13不在传感装置27内引导，从而可以偏转，亦即焊条13在它里面通过软管组件23引到焊炬10的焊条芯32或引导软管终止于传感装置23之前或传感装置27之内，接着焊条自由行进。当然接着焊条13也可以重新进入焊条芯32或引导软管内。
但是为了达到规定的偏转方向，焊条13必须在传感装置27内便已经进行由转盘28引起的规定的偏转。这时在焊条13的送进压力太大时在传感装置27的区域内将继续变形，使偏转或圆弧大小得到扩大，因为有比由驱动装置31所输送的更多的焊条13输入传感装置27。反过来，亦即在送进压力太小时，在焊炬10内由驱动装置31将比驱动装置输入焊接器械1或焊条送进器11的更多的焊条13从传感装置27中输出，使偏转或圆弧大小变小。
因此焊条13的这种运动可以确定，在送进的焊条13上是作用一送进压力还是送进牵引力，使得现在起可以测量送进压力和送进牵引力，由此可引入或传出相应的信号或工步。这时可以通过一调整装置33调整转盘28作用在焊条13上的压力，特别是用来使焊条13偏转的压力，亦即通过调整装置33可以确定偏转，从而确定送进压力，因为通过调整装置33使转盘28、从而使焊条13以相应的压力偏转，因此为了调整转盘28首先必须克服这个压力。
如果焊条13通过由偏转滚轮或转盘28施加一压力垂直于其送进方向偏转，那末在焊条13均匀地输入和输出时焊条13的偏转保持不变。亦即输入的焊条13的量相当于由驱动装置31拉出的焊条13的量，焊条13是“无应力的”，亦即在转盘28的横截面区域内焊条在其纵向没有压力或拉力，也就是说既不受压力也不受拉力。相反如果焊条13的输出量放慢(它通过驱动装置31造成)，即末输入更多的焊条13，并导致在转盘28支承区横截面内焊条13中压应力的加大，并造成焊条13剧烈的偏转。
相反如果有比由设置在沿焊条13送进方向按本发明的用来识别故障的装置前面的、未画出的送进装置输入的量，更多的焊条13从转盘28区域中拉出，那么在转盘28区域内在焊条13中便产生拉力，它逆传感装置27的转盘28的偏转力克服通过转盘28产生的压力促使焊条13、从而还有转盘28位置发生变化。因此按本发明的装置不仅能够确定在焊条13的后续输入量太大时在焊条13中形成的压力，而且可以检测通过设置在焊炬10内的驱动装置31造成的太大的拉力。当然在焊条13内产生太大的拉力也可以作为信号发出，或者使一太小的送进压力的确定产生一信号。因此第一次可以用这种装置以令人难以置信地简单的方法确定超过或低于一定的送进压力和/或送进牵引力。
在所示实施例中调整装置33这样构成，即调整元件34连同一所属的弹簧35，以促使在转盘28上形成压力。但是这里只在一个方向产生相应的压力，当然调整装置33也可以做成这样，即在转盘28的两个摆动方向可以产生相应的压力。
此外转盘28和/或固定元件29与一接触元件36连接，使得可以通过接触元件36测量转盘28的偏移，从而测量焊条13的偏转。在所示实施例中接触元件36通过两个触点37、38构成，在触点之间设一接触片39。接触片39又与转盘28或固定元件29连接，使得在转盘28的偏转足够大时与两个触点37、38之一相接触，从而发出一电信号。这里在偏转加大时圆弧大小也加大，使得接触片39与触点38接触，相反在偏转减小时接触片39与对面的触点37接触。
对于这种传感装置27的精确工作原理不作详细的说明，因为工作原理非常简单。这里仅仅指出，焊条13沿箭头30方向送进，并且焊条13通过转盘28产生一定的偏转，这时测量转盘28的摆动运动，特别是偏转运动。
现在通过焊炬10内的这种传感装置27可以实现在焊条送进时的故障识别方法。其中由焊炬10内的传感装置27测量焊条13的送进压力和送进牵引力，这时在送进压力或送进牵引力太高或太低时由传感装置27分别发出一信号。接着由传感装置27发出的信号可以由控制装置，特别是焊接器械1的控制装置4进一步处理，或者可以根据这个信号引入特殊的措施。其中可以通过经由焊接器械1的控制装置4的处理使传感装置27的信号与焊接过程相结合，使得在例如焊接开始时控制装置4可以知道，没有由于故障造成紧接的“送进压力太低”的信号，因为首先必须建立相应的输送压力。因此这个信号可以被控制装置4抑制。这里传感装置27的信号与焊接过程的状态的连接带来很大的优点，因为可以由控制装置4确定，是否在实际上真的存在一个故障还是由于在焊接过程中的变化引起的信号。
通过发出“送进压力太大”的信号，也就是通过接触片39与触点38的接触，通知控制装置4，在传感装置27后面焊条的送进中即将出现故障，特别是焊条13卡死在接触管上，使得可以由控制装置4引入相应的预防措施，以防止卡死。反过来如果发出“送进压力太小”的信号，也就是说接触片39与触点37接触，那么控制装置4被通知，在传感装置27之前的焊条送进中即将发出故障，特别是焊条芯的磨损。因此可由控制装置发出例如一个警报信号，在下一个最好的机会时可以更换焊条芯32。
因此直到现在才能够前期识别焊条13在接触管上卡死，并可以引入相应的调节和控制方法，这特别是在自动焊接设备中带来很大的优点。在这方向焊条13的识别可以由传感装置27确定，因为在焊条13即将在接触管上卡死之前，由于摩擦损失加大由焊炬10内的驱动装置31产生的焊条13的送进量减小，使圆弧尺寸或偏转加大，从而通过传感装置27感知。因此在大多数情况下可以例如由控制装置4通过短时间减小焊接电流防止焊条13卡死。
在这方面焊条芯32的磨损也被识别，因为在送进压力不变时焊条芯32内的摩擦损失加大，使得焊接器械1或焊条送进器11内的驱动装置不再能送进这么多焊条13，从而由焊炬10中的驱动装置31输出更多的焊条13，由此使焊条13在传感装置27内的圆弧尺寸或偏转减小。
通过识别焊条13的卡死和焊条芯32的磨损可以在自动焊接设备中避免由于焊接送进器中的故障造成的早期停机时间，从而减少停机费用。
当然接触元件36也可以做成这样，即进行转盘28运动的连续监测。为此转盘28可以例如与一电位计或增量式传感器连接，使得在超过一定的理论值后发出一相应的信号，或者可直接由控制装置4处理测出的数值。
为了有条理起见最后应该指出，为了更好地理解焊接器械1或传感装置27的结构，它们及其组成部分部分地不按比例和/或放大和/或缩小地画出。
以本发明独特的解决方案为基础的目的可以从说明书中得到。
尤其是在图1；2中所示的各种结构构成本发明独特的解决方案的内容。与此相关的本发明的目的和解决方案可以从对这些图形的详细说明中得到。
图形标记表
1焊接器械 2焊接电源
3功率部分 4控制装置
5转换元件 6控制阀
7供给管 8气体
9储气罐 10焊炬
11焊条送进器 12电源线
13焊条 14储存滚筒
15电弧 16工件
17焊接线 18焊接线
19冷却回路 20流量继电器
21水箱 22输入和/或输出装置
23软管组件 24连接装置
25去张力装置 26壳体
27传感装置 28转盘
29固定元件 30箭头
31驱动装置 32焊条芯
33调整装置 34调整元件
35弹簧 36接触元件
37触点 38触点
39接触片
Claims (16)
1.一种用来装入或装在焊炬上的用于识别在焊条送进时的故障的装置，其中在焊炬和焊接器械内设置或装入一驱动装置，其特征为：焊炬具有一用来测量用于焊条(13)的送进压力和/或送进牵引力的传感装置(27)，沿焊条(13)的送进方向在该传感装置之后设置用于在焊炬(10)内送进焊条的驱动装置(31)，传感装置(27)引起焊条(13)在焊炬(10)内相对于其送进方向的偏转。
2.按权利要求1的装置，其特征为：传感装置(27)由一转盘(28)构成，此转盘通过一固定元件(29)可旋转和摆动地支承，并做得用来靠在焊条(13)上。
3.按权利要求2的装置，其特征为：设有一用于转盘(28)在焊条(13)上的压力的调整装置(33)。
4.按权利要求3的装置，其特征为：所述调整装置设计为用于偏移焊条(13)。
5.按权利要求2至4其中一项所述的装置，其特征为：转盘(28)和/或固定元件(29)与一接触元件(36)连接。
6.按权利要求5的装置，其特征为：接触元件(36)由触点(37，38)和接触片(39)构成。
7.按权利要求1至4其中一项所述的装置，其特征为：传感装置(27)由一管式传感器构成。
8.按权利要求1至4其中一项所述的装置，其特征为：传感装置(27)做得用来在焊条(13)的圆弧尺寸或偏转太小时发出一“送进压力太小”的信号，和在圆弧尺寸或偏转太大时发出一“送进压力太大”的信号。
9.一种用于在焊条送进时识别故障的方法，其中焊条从焊条储备或焊条卷中通过一驱动装置输送到一软管组件内，并从该软管组件通过在焊炬内或焊炬区域内的另一驱动装置送进到焊接部位，其特征为：由焊炬内的传感装置测量焊条的送进压力和送进牵引力，其中传感装置在送进压力太大或太小时分别发出一信号，在焊炬中的驱动装置沿焊条的送进方向连接在该传感装置之后，这里由该传感装置引起焊条(13)相对于其在焊炬(10)内的送进方向的偏转。
10.按权利要求9的方法，其特征为：所述传感装置由一转盘构成，并且测量该转盘的运动。
11.按权利要求10的方法，其特征为：测量所述转盘的偏转运动。
12.按权利要求9至11之一的方法，其特征为：在“送进压力太大”的信号时通知控制装置，在传感装置之后的焊条送进中即将出现故障。
13.按权利要求12的方法，其特征为：通知控制装置，在接触管上即将出现焊条的卡死。
14.按权利要求9至11之一的方法，其特征为：在“送进压力太小”的信号时通知控制装置，在传感装置之前的焊条送进中即将出现故障。
15.按权利要求14的方法，其特征为：通知控制装置，焊条芯即将出现磨损。
16.按权利要求9至11之一的方法，其特征为：传感装置的信号由控制装置后续处理。
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