DD271859A1

DD271859A1 - DEVICE FOR SIGNALING A WIRE RESERVE FOR WELDING WITH ENDLESS ELECTRODE

Info

Publication number: DD271859A1
Application number: DD31587988A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Kiese; Gerhard Schermer; Siegfried Prinz; Rainer Gallien
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1989-09-20

Abstract

Die Vorrichtung dient insbesondere beim automatischen Lichtbogenschweissen mit abschmelzender, endloser Drahtelektrode zur rechtzeitigen Signalisierung einer noch vorhandenen Drahtreserve auf einer Korbspule. Die erfinderische Loesung kommt darin zum Ausdruck, dass ein ueber einen Bolzen schwenkbarer gelagerter Hebel mit einem Taststift versehen ist und letzterer durch eine, am anderen Ende des Hebels, befestigte Zugfeder mit einer konstanten Vorspannung auf die letzte Drahtlage drueckt, wobei der Hebel synchron mit der Haspel- bzw. Korbspulengeschwindigkeit umlaeuft. Dabei passiert eine ebenfalls am Ende des Hebels angeordnete Schaltflaeche nach jeder Umdrehung der Haspel/Korbspule die Wirkflaeche eines im Grundgestell befestigten induktiven Gebers, wodurch periodisch das vom induktiven Geber ausgesandte Signal ueber eine nachgeordnete Rechnersteuerung ausgewertet wird. Im Falle des Anbruchs der letzten Drahtlage veraendert der federbelastete Hebel seine Stellung und es kommt zu einer Unterbrechung des periodisch verarbeiteten Signals. Damit wird steuerungstechnisch der Industrieroboter bzw. Schweissautomat so eingeregelt, dass waehrend des Verbrauchs der letzten halben Drahtlage das gerade zu bearbeitende Teil fertig geschweisst wird. Anschliessend schaltet sich die Schweissanlage ab und kann nur wieder betaetigt werden, wenn eine neue Korbspule eingehaengt wird. Die Erfindung wird am besten durch Figur 1 dargestellt. Fig. 1The device is used in particular in automatic arc welding with consumable, endless wire electrode for timely signaling of a remaining wire reserve on a basket coil. The inventive solution is expressed in that a pivotable about a bolt mounted lever is provided with a stylus and the latter by a, attached to the other end of the lever, tension spring with a constant bias on the last wire layer, the lever synchronously with the Reel or basket reel speed. In this case, a switching surface also arranged at the end of the lever passes after each revolution of the reel / basket coil the Wirkflaeche an inductive transmitter mounted in the base frame, which is periodically evaluated by the inductive sensor signal via a downstream computer control. In the case of the onset of the last wire position of the spring-loaded lever changes its position and there is an interruption of the periodically processed signal. Thus, control technology of the industrial robot or welding machine is adjusted so that during the consumption of the last half wire position, the currently being machined part is welded. Subsequently, the welding system switches off and can only be re-activated when a new basket coil is hooked. The invention is best illustrated by FIG. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Signalisieren der vorhandenen Drahtreserve auf einer Drahtspule beim Schweißen, insbesondere beim Lichtbogenschweißen mit abschmelzender, endloser Drahtelektrode, vorzugsweise bei Schweißautornaten bzw. -robotern.The invention relates to a device for signaling the existing wire reserve on a wire spool during welding, in particular during arc welding with consumable, endless wire electrode, preferably in Schweißautornaten or robots.

Characteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß beim automatischen Schweißen das Signalisieren einer bestimmten Drahtreserve auf einer Drahtspule in sofern wichtig ist, da bei einem unerkannten Ende des Schweißdrahtes der automatische Ablauf des Schweißvorganges unter Umständen völlig willkürlich mitten in einer Schweißnaht unterbrochen werden kann. Das führt aann in den meisten Fällen zu einem Ausschußteil, da ein manueller Eingriff in den automatischen Ablauf des Schweißvorganges, wie er beispielsweise beim Roboterschweißen vorliegt, nicht möglich ist.It is known that in automatic welding the signaling of a specific wire reserve on a wire spool is important in so far as at an unrecognized end of the welding wire, the automatic sequence of the welding process may be interrupted completely arbitrary in the middle of a weld under certain circumstances. This leads in most cases to a reject part, since a manual intervention in the automatic sequence of the welding process, such as is present in robot welding, is not possible.

Es sind Lösungen bekannt, die es ermöglichen, den auf einer Drahtspule aufgewickelten Draht außerhalb dieser Spule an einer Abtasteinrichtung vorbeizuführen, wobei hier vorzugsweise induktive Geber zum Einsatz kommen. Bei einem Ausbleiben des Drahtes wird dann über eine Prozeßsteuerung das Drahtende festgestellt und der Schweißvorgang unterbrochen. Der Nachteil solcher Einrichtungen besteht darin, daß diese Unterbrechung des Schweißvorganges auch hier willkürlich, also mitten in einer Schweißnaht auftreten kann. Fehlerhafte Schweißteile sind die Folgf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei einem fehlerhaften, also stockenden Transport, diese Einrichtung unwirksam wird, da sie keinen Fehler anzeigt und somit den Schweißvorgang nicht abschaltet. Das führt dann zum Rückbrennen des freien Drahtendes an der Kontaktdüse und somit in den meisten Fällen zu deren Zerstörung.Solutions are known which make it possible to pass the wire wound on a wire bobbin outside of this bobbin past a scanning device, in which case inductive sensors are preferably used. In the absence of the wire, the wire end is then determined by a process control and the welding process is interrupted. The disadvantage of such devices is that this interruption of the welding process can also occur here arbitrarily, ie in the middle of a weld. Defective weldments are the consequence. Another disadvantage is that in case of a faulty, so halting transport, this device is ineffective, since it indicates no error and thus does not turn off the welding process. This then leads to the burning back of the free wire end to the contact nozzle and thus in most cases to their destruction.

Bei anderen Überwachungseinrichtungen wird die translatorische Bewegung des Schweißdrahtes genutzt, um mit Hilfe rotatorischer Meßgeber entsprechende Signale zu gewinnen. Neben einem hohen gerätetechnischen Aufwand haben di'jse Einrichtungen den weiteren Nachteil, daß auch hier keine echte Drahtreserve angezeigt wird und somit treten die gleichen fehler vie beim automatischen Schweißen auf, wie sie bereits geschildert wurden. Ein weiterer Nachteil all dieser Verfahren b« steht darin, daß bei Unterbrechung des Schweißvorganges, insbesondere wann er mitten in einer Naht erfolgt, umfangreiche und komplizierte prograr.imtechnische Schritte erforderlich sind, um die Schweißnaht qualitätsgerecht zu beenden bzw. den Schweißbrenner in seine Ausgangsstellung zu bringen.In other monitoring devices, the translational movement of the welding wire is used to win by means of rotary encoder corresponding signals. In addition to a high expenditure on equipment di'jse devices have the further disadvantage that even here no real wire reserve is displayed and thus occur the same mistake vie in automatic welding, as they have already been described. Another disadvantage of all these methods b "is that when interrupting the welding process, especially when it takes place in the middle of a seam, extensive and complicated prograr.imtechnische steps are required to finish the weld quality or to the welding torch in its starting position bring.

Ein weiteres Verfahren zum Signalisieren einer Drahtreserve besteht darin, daß um die Drahtspule ein flexibles Band gelegt wird, welches über die Breite der Drahtlagen mit induktiven Gebern ausgestattet ist. Eine solche Einrichtung, wie sie in der Patentschrift WP B 23K/293344 5 beschrieben ist, hat den Vorteil, daß sie neben dem Signalisieren verschiedener, definierter Drahtreserven auch ein Aufspringen und somit ein Verwirren des Schweißdrahtes auf der Orahtspule verhindert. Ihr N.ichteil besteht darin, daß sie nur bei exakt lagegespulten Draht einwandfrei arbeitet. Bei ungleichmäßig gespultem Draht kön ten Fehlsignale entstehen, die den Zustand „Drahtreserve" anzeigen, obwohl dieser nicht vorhanden ist und noch genügend Schweißdraht zur Verfügung steht.Another method for signaling a wire reserve is that a flexible band is placed around the wire coil, which is equipped with inductive encoders across the width of the wire layers. Such a device, as described in the patent WP B 23K / 293344 5, has the advantage that it prevents not only signaling different, defined wire reserves and a popping and thus tangling of the welding wire on the Orahtspule. Your N.ichteil is that it works properly only with exactly position-wound wire. If the wire is unevenly wound, you may receive false signals that indicate the "wire reserve" state, even though it is not present and there is still enough welding wire available.

Der gegenwärtige Zustand ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Praxis Einrichtungen, die eine exakte Bestimmung der Drahtreserve ermöglichen, nicht vorhanden sind bzw. daß die vorhandenen Lösungen eine Reihe von Nachteilen aufweisen, die sich insbesondere beim automatischen Schweißen, beispielsweise mit Robotern, negativ auswirken.The current state is characterized by the fact that in practice devices which allow an exact determination of the wire reserve are not present or that the existing solutions have a number of disadvantages which have a negative effect, in particular in automatic welding, for example with robots.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, beim Schweißen im Automaten- bzw. Roboterbetrieb mit endloser Elektrode die bisher bekannten Lösungen zur Überwachung der Drahtreserve zu verbessern und vor allem Ausfall- und Nacharbeitungszeilen zu senken sowie den Zusatzwerkstoff besser auszulasten.It is the object of the invention to improve the previously known solutions for monitoring the wire reserve when welding in automatic or robotic operation with endless electrode and especially to reduce failure and rework lines and to better utilize the filler.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung der Drahtreserve bei aufgespultem Draht so zu entwickeln, daß eine reproduzierbare Menge Schweißdraht, unabhängig von Wickelzustand und der Rotationsgeschwindigkeit der Drahtspule, als Drahtreserve signalisiert wird.The invention has for its object to develop a device for monitoring the wire reserve with wound wire so that a reproducible amount of welding wire, regardless of winding condition and the rotational speed of the wire coil is signaled as wire reserve.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein in einer rotierenden Haspel gelenkig angebrachter Hebel mit einer Zugfeder einerseits und einem Taststift andererseits gekoppelt ist, wobei der Taststift mittig durch den Boden der Korbspule hindurch mit einer lebten aufgespulten Drahtlage in Wirkverbindung steht, wobei sich an dem Ende des nach einem Absatz sich verjüngenden Durchmessers des Hebt Is eine Schaltfläche befindet, gegenüber der die Wirkfläche des induktiven Gebers angeordnet ist, der seinerseits, je nach Stellung des Hebels, mit der Erozeßsteuerung eines Industrieroboters oder Schweißautomaten zur Signalverarbeitung in Kontakt steht. Dabei wird gewährleistet, daß ein periodisch von dem an sich bekannten induktiven Geber ausgesandtes Signal über die Prozeßsteuerung bei jeder Umdrehung der Haspel über den ordnungsgemäßen Ablauf des Schweißprozesses oder aber über einen Teil der letzten zur Verfügung stehenden Drahtlage informiert. Das ist dann der Fall, wenn der um einen Bolzen drehbar und federbelastete Hebel mit dem Taststift keinen Widerstand mehr vorfindet und funktionsbedingt eine Auslenkung erfährt. Die Positionierung des Taststiftes gegen die letzte Drahtlage am Innendurchmesser der Korbspule wird technologisch so eingestellt, daß die durch den Industrieroboter oder ScliweiGauiomaten zu realisierende Schweißnahtlänge an dem Schweißteil, zum Zeitpunkt des angezeigten und damit bevorstehenden Endes des Drahtvorrates, in jedem Fall ohne Unterbrechung ermöglicht wird. Der Vorteil gegenüber anderen Lösungen besteht vor allem darin, daß unabhängig von der Abspuleinrichtung bzw. von der Drahtlage, bedingt durch die indirekte Abtastung, die Einrichtung nur dann anspricht, wenn nur noch ein geringer Vorrat der letzten aufgespulten Drahtlage vorhanden ist. Damit werden Fehlinformationen ausgeschlossen.According to the invention, the object is achieved in that a lever mounted in a rotating reel lever is coupled with a tension spring on the one hand and a stylus on the other hand, wherein the stylus is centrally through the bottom of the basket coil through with a living wound-up wire layer in operative connection, said on the Is located at the end of the paragraph after a tapered diameter of the Is lifted a button, against which the active surface of the inductive sensor is arranged, which in turn, depending on the position of the lever, with the Erozeßsteuerung an industrial robot or welding machine for signal processing in contact. This ensures that a periodically emitted by the known inductive sensor signal via the process control at each revolution of the reel about the proper flow of the welding process or informed about a part of the last available wire layer. This is the case when the lever rotatable about a pin and spring-loaded with the stylus no resistance finds and functionally undergoes a deflection. The positioning of the stylus against the last wire layer on the inner diameter of the wire coil is technologically adjusted so that the to be realized by the industrial robot or ScliweiGauiomaten weld length at the weld, at the time of the displayed and thus forthcoming end of the wire stock, in any case without interruption. The advantage over other solutions is mainly that irrespective of the unwinding device or of the wire layer, due to the indirect scanning, the device only responds when only a small supply of the last coiled wire layer is present. This excludes misinformation.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be illustrated below with reference to an embodiment. The accompanying drawings show:

Fig. 1: Vorrichtung während des kontinuierlichen Schweißvorganges — Schnittdarstellung Fig.2: Vorrichtung im ausjelenkten Zustand — Schnittdarsteliur.g Fig.3: Vorrichtung mit Sensorausstattung — SchnittdsrstellungFig. 1: Device during the continuous welding process - sectional view Fig.2: device in the bent state - Schnittdarsteliur.g Fig.3: Device with sensor equipment - Schnittdsrstellung

Auf einer rotierenden Haspel 1 befindet sich eine Korbspule 2 mit einem definierten Vorrat an Zusatzdraht. In der Haspel 1 ist dabei ein ständig mitgeführter über den Bolzen 4 schwenkbarer Hebel 3 angeordnet, der zudem einerseits mit einer Zugfeder und andererseits mit einem Taststift 5 in Wirkverbindung steht, wobei der Taststift S arn Innenumfang der Korbspule 2, vorwiegend mittig positioniert, an der letzten Drahtlage anliegt (Fig. 1). Dadurch ist auch gewährleistet, daß eine an dem Hebel 3 en seinem nach einem Absatz sich verjüngenden Durchmesser befindliche Schaltfläche 11 entsprechend der Abzugsgeschwindigkeit des Zusatzdrahtes, jeweils deckungsgleich nach je 1 Umdrehung über die Wirkfläche 10 eines induktiven Gebers 8 fahrbar ist und, daß das von dem induktiven Geber 8 ausgesandto und empfangene Signal als ein Maß für die volle Betriebsbereitschaft in einer zugeordneten Prozeßsteuerung bewertet werden kann. Der induktive Geber 8 ist dabei in Grundgestell 9 der Vorrichtung angeordnet.On a rotating reel 1 is a basket coil 2 with a defined supply of additional wire. In the reel 1 while a constantly entrained over the pin 4 pivotable lever 3 is arranged, which is also on the one hand with a tension spring and on the other hand with a stylus 5 in operative connection, wherein the stylus S arn inside circumference of the basket coil 2, mainly positioned centrally on the last wire layer is applied (Fig. 1). This also ensures that one on the lever 3 s his his after a paragraph tapered diameter button 11 corresponding to the withdrawal speed of the additional wire, each congruent after each 1 revolution on the active surface 10 of an inductive sensor 8 is mobile and that of the Inductive encoder 8 emitted and received signal can be evaluated as a measure of the full operational readiness in an associated process control. The inductive sensor 8 is arranged in the base frame 9 of the device.

Ist der Schweißprozeß so weit fortgeschritten, daß auf der Korbspule 2 die letzte halbe Drahtlage 7 vorliegt, dann erreicht der Taststift 5 eine andere Position sowie auch der mit ihn verbundene Hebel 3 nebst Schaltfläche 11 des Hebels 3 (Fig. 2). Diese Stellung läßt die vorbeschriebene Signalgabe und die Möglichkeit des Emofanges nicht mehr zu, so daß über die nachgeschaltete Prozeßsteuerung der Schweißprozeß nach Vollendung des zu bearbeitenden Schweißteils automatisch beendet wird. Der Vorteil liegt hauptsächlich darin, daß eine unabhängig vom Bediener wirkende Maßnahme rechtzeitig das Ende des Drahtvorrates signalisiert und dabei ein gerade zu bearbeitendes Schweißteil qualitätsgerecht zu Ende geschweißt wird. Fehlschweißungen werden absolut ausgeschlossen. Die auch unter dem Aspekt der Sicherhei .stechnik anzusehende erfinderische Lösung gestattet ein erneutes In-Betrieb-Setzen des Industrieroboters bzw. Schweißautomaten nur nach Wechsel der Korbspule 2.If the welding process has advanced so far that the last half wire layer 7 is present on the basket coil 2, then the stylus 5 reaches a different position as well as the lever 3 connected to it together with the button 11 of the lever 3 (FIG. 2). This position does not allow the above-described signaling and the possibility of Emofanges, so that is automatically terminated by the downstream process control of the welding process after completion of the welded part to be processed. The advantage lies mainly in the fact that a measure acting independently of the operator signals in good time the end of the supply of wire and in the process a piece of welding material that is just to be machined is finished to the required quality. Misfires are absolutely excluded. The innovative solution to be regarded also from the aspect of safety technology permits a renewed putting into operation of the industrial robot or automatic welding machine only after changing the basket coil 2.

Eine Variante zur Erfassung der letzten aufgespulten Drahtlage 7 bietet der Einsatz eines induktiven Gebers 8 mit Wirkfläche Dioser starr angeordnete induktive Geber 8, erfaßt den Anbruch der letzten Drahtlage 7 und signalisiert, auf Grund seiner Positionierung zur Korbspule 2, den Zustand „Drahtreserve", womit ebenfalls eine gerade begonnene Schweißarbeit noch qualitätsgerecht beendet werden kann. Es muß jedoch gewährleistet werden, daß ein Überspringen oinzelner Drahttagen vermieden wird, da sonst unkontrollierte Ansprachen des induktiven Gebers 8 erfolgen.A variant for detecting the last wound wire layer 7, the use of an inductive sensor 8 with effective area Dioser rigidly arranged inductive sensor 8, detects the onset of the last wire layer 7 and signals, due to its positioning to the basket coil 2, the state "wire reserve", which However, it must be ensured that a skip oinzelner wire days is avoided, otherwise uncontrolled speeches of the inductive sensor 8 done.

Claims

Apparatus for signaling a wire reserve in endless electrode welding using a basket coil and a non-contact inductive sensor (initiator) and a process controller for signal processing, characterized in that in a rotating reel (1) hinged lever (3) with a tension spring (6) on the one hand and a stylus (5) is coupled on the other hand, wherein the stylus (5) centrally through the bottom of the basket coil (2) through with a last coiled wire layer (7) is in operative connection, wherein at the end dos after a Paragraph tapered diameter of the lever (3) is a button (11), opposite the active surface of the inductive sensor (10) is arranged, in turn, depending on the position of the lever (3), with the process control of an industrial robot or automatic welding machine for signal processing in contact.

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