DD281978A5 - Zug-druck-drahtvorschubeinrichtung fuer das mig/mag schweissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorschub von Schweiszdraht beim Schweiszen mit abschmelzender Elektrode oder Zusatzdraht. Erfindungswesentlich ist, dasz die Realisierung der Drahtfuehrung nach dem Hauptvorschub mit einem oder mehreren Zugmodulen und laengenvariablen Kabelstuecken in mehrfacher Variation durchfuehrbar ist, wobei die hierzu notwendigen Baugruppen gleichartige, miteinander koppelbare Zentralanschluszverbindungen sowie Einfuehrungs- oder UEbertragungselemente fuer den Elektrodendraht, das Schutzgas, den Schweiszstrom und die Schwingankersteuerspannung besitzen. Weiterhin ist typisch, dasz die Erregerspulen der Zugmodule mit einer Reihendiode versehen sind, deren Wirkungsrichtung bzw. UEberbrueckung je nach erforderlichen technologischen Bedingungen festlegbar ist und eine gemeinsame Stromversorgung aller Zugmodule ueber eine symmetrische Wechselspannung mit fester oder veraenderlicher Frequenz erfolgt. Die Funktion der Reihendioden kommt darin zum Ausdruck, dasz bei gleicher Polaritaet gleichphasig die Verdopplung der Vorschubkraft und bei verschiedener Polaritaet eine alternierende Arbeitsweise mit verdoppelter Vorschubfrequenz und verdoppelter mittlerer Vorschubgeschwindigkeit bewirkt werden. Die Erfindung wird am besten in Fig. 1 dargestellt. Fig. 1{Drahtfuehrung; Hauptvorschub; Zugmodule; Kabelstueck; Zentralanschluszverbindung; Einfuehrungs- oder UEbertragungselemente; Erregerspulen; Reihendiode; Wirkungsrichtung; Vorschubkraft, -frequenz, -geschwindigkeit}

Description

-2- 281978 Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Verwendung von nur einem Typ Zugmodul/Grundmodul die veschiedenartigsten Kombinationen von pulsierenden Zugantrieben zu entwickeln, dabei Montage, elektrischen Anschluß und Inbetriebnahme einfach zu gestalten und wechselnden technologischen Anforderungen (Schweißparameter, Elektrodendurchmesser) als auch verschiedenen Maschenkonfigurationen Rechnung zu tragen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadruch gelöst, daß die Drahtführung nach dem Hauptvorschub aus einem oder mehreren Zugmodulen und längenvariablen Kabelstücken besteht, wobei alle Baugruppen ebenfalls gleichartige, miteinander koppelbare Zentralschlußverbindungen sowie Einführungs- oder Übertragungselemente für den Elektrodendraht, das Schutzgas, den Schweißstrom und die Schwingankerspannung besitzen. Dabei verfugen die Erregerspulen der Zugmodule über eine Reihendiode, deren Wirkungsrichtung oder Überbrückung nach den Förderbedingungon festlegbar ist und die gemeinsame Stromversorgung aller Zugmodule über eine symmetrische Wechselspannung mit fester oder veränderlicher Frequenz erfolgt.

Somit lassen sich, bedingt durch die Koppelbarkeit und die Einsatzfähigkeit der Zugmodule auf unterschiedlichen Halbwellen der Steuerspannung, bisher nicht bekannte Vorschubkombinationen aufbauen. Betrachtet man dabei das direkte Koppeln zweier Zugmodule, gibt es zwei Grundvarianten; Bei gleicher Diodenpclarität arbeiten beide Systeme gleichphasig, was zu einer Verdoppelung der Vorschubkraft führt. Bei verschiedenartiger Diodenpolarität arbeiten die Systeme alternierend, wodurch Vorschubfrequenz und mittlere Vorschubgeschwindigkeit verdoppelt werden. Für die Wahl möglicher Kombinationen und der räumlichen Anordnung gibt es dabei u. a. folgende Gesichtspunkte:

- beim Verschweißen vorwiegend dicker Drähte wird bei vorgegebener V vschubfrequenz vorzugsweise gleichphasig gearbeitet,

- Beim Verschweißen dünner Drähte mit hohen Geschwindigkeiten und bei elastischer Aufhängung ist ein gegenphasiger Betrieb sinnvol, der vor allem auch Eigenschwingungen der Gesamtanordnung unterdrückt und Leistungsverluste reduziert.

Durch Überbrücken bzw. Weglassen der Reihendiode arbeitet ein Einzelsystem mit der doppelten Frequenz.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erlr-tert werden.

Zur Unterstützung dienen nachstehende Prinzipschaltbilder (Figuren 1-6). Die Bilder enthalten die gleichen Grundelemente, wie Brenner 1, Kabelstück 3, Zugmodule 7; 8 und HaupWorschub 6.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Einrichtung mit dem Brenner 1, der mittels Spannprisma 2 an einer beliebigen Bowegungsmaschine befestigt ist. Am Brenner 1 befestigt ist weiterhin Kabels\ück 3 mit Stecker 4 und Kupplung 5. Das Kabelstück 3 verbindet den Brenner 1 mit einer Tandemvorrichtung aus den Zugmodulen 7 und 8, die wiederum über ein längeres Kabelstück 9 mit dem Hauptvorschub 6 in Verbindung stehen. Wie auch der Brenner 1 wird das Zugmodul 7 mittels eines Spannprismas 10 gehalten.

Die Zugmodule 7 und 8 arbeiten gegenphasig. Die Erregerspulen der jeweils verwendeten Zugmodule enthalten eine Reihendiode 11, die entsprechend den geforderten technologischen Bedingungen zur Wirkung kommt oder überbrückbar ist.

Die Fig. 3 zeigt eine einfache Kopplung des Zugmoduls 7 mit dem Brenner 1. Die Befestigung des Zugmoduls 7 am Bewegungsapparat erfolgt indirekt über den Brenner 1 am Spannprisma 2.

Analog Fig. 1 erfolgt die Kopplung mit dem Hauptvorschub 6 über das Kabelstück 9.

Eine mögliche Schaltungsanordnung zeigt Fig.4.

Bei komplizierten Verlegungen, Fig.5, von Kabelstück 3 ist es erforderlich, hohe Schubkräfte zu erzeugen. Hierzu dient eine Gleichschaltung zweier Zugmodule 8, wobei eines mit dem Brenner 1 starr gekoppelt ist und das zweite über ein Spannprisma 10 gehalten wird.

Fig. 6 zeigt die dazugehörige Schaltungsanordnung.

Claims (1)

1. Zug-Druck-Drahtvorschubeinrichtung für das

   MIG/MAG-Schweißen unter Verwendung eines geregelten Schubantriebes in Kombination mit Schwingankerzugmodulen, wobei die Drahtführung nach dem Hauptvorschub aus einem oder mehreren Zugmodulen, als auch längenvariablen Kabelstücken besteht und alle Baugruppen ebenfalls gleichartige, miteinander koppelbare Zentralanschlußverbindungen sowie Einführungs- oder Übertragungselemente für den Elektrodendraht, das Schutzgas, den Schweißstrom und die Schwingankersteuerspannung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspulen der Zugmodule (7; 8) über eine Reihendiode (11) verfügen, deren Wirkungsrichtung oder Überbrückung nach den Förderbedingungen festlegbar ist und die gemeinsame Stromversorgung aller Zugmodule (7; 8) über eine symmetrische Wechselspannung mit fester oder veränderlicher Frequenz erfolgt.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Vorschub von Schweißdraht beim Schweißen mit abschmelzender Elektrode oder Zusatzdraht.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Bekannt sind verschiedene Systeme zum Erzeugen pulsierender Vorschubbewegungen des Elektrodendrahtes beim MIG/MAG-Schweißen. Durch DD-PS 127603 wird eine Motor-Taumelscheibenanordnung mit selbsthemmenden Mitnehmersystemen vorgeschlagen. Solche Lösungen sind durch die Verwendung von Gleichstrommotoren zwar recht leistungsstark, gestatten aber keine unabhängige Einstellung von Vorschubfrequenz und Vorschubgeschwindigkeit und sind hinsichtlich einer Prozeßanpassung nicht flexibel. Diesen Nachteil soll eine Lösung nach DD-PS 131625 beseitigen, die eine Verwendung von oszillierenden Systemen mit einer voneinander unabhängigen Einstellung von Schwingungsamplitude und -frequenz vorsieht. Dabei soll die Stabilisierung des Schweißstrommittelwertes über eine Regelung der Amplitude erfolgen. Nach DD-PS 134 334 wird die Vewendung zweier oder mehrerer solcher Vorschubsysteme vorgeschlagen, wobei ein differenzierter Abgleich der Einzelbaugruppen bei Versorgung durch eine gemeinsame Verstärkereinheit einen sicheren Betrieb auch bei wechselnden Beschleunigungs- und Lastverhältnissen sichern soll.

   Diesen Lösungen, die ausschließlich oszillierende Systeme zur Erzeugung der Vorschubbewegung des Elektrodendrahtes vorsehen, ist gemein, daß ohne eine echte Regelung z. B. dss Schweißstromes, kein stabiler Betrieb, d. h. keine reproduzierbare Vorgabe der Schweißparameter möglich ist. Die für eine Regelung erforderliche Mittelwertbildung des Istwertes führt bei kurzschlußbehaftetem Werkstoffübergang stets zu Beschränkungen der dynamischen Regelparameter und zu einer Begrenzung erreichbarer Vorschubkräfte. Zudem benötigt jedes System eine separate Zuleitung oder einen Abgleich vor Ort. Auch der Vorschlag nach DD-PS 138614 sieht die Kombination von zwei pulsierenden Systemen vor und verweist bereits auf die Möglichkeit einer um 180° zeitlich versetzten Erregung. Allerdings gelten hier die gleichen Einschränkungen wie zu den beiden vorstehenden Patentschriften.

   Deshalb wird nach DD-PS 157683 die Kombination konventioneller, kontinuierlicher und pulsierender Antriebe vorgeschlagen, wobei ein Zug-Druck-System entsteht. Dabei sichert das kontinuierliche, schiebende System sowohl den wesentlichen Teil der erforderlichen Schubkraft als auch dio Konstanz und Reproduzierbarkeit der mittleren Vorschubgeschwindigkeit. Der pulsierende Zugantrieb sorgt dagegen für ein Straffziehen des Elektrodendrahtes im Führungskanal, beseitigt somit den sogenannten „slip-stick"-Effekt, bewirkt die Steuerung des Abschmelzcharakters und paßt sich mit der Amplitude stets der vom Schubantrieb vorgegebenen Geschwindigkeit an, was störanfällige Regelungen überflüssig macht. Das Speisen des Spulensystems mit impulsförmigem Strom variabler Frequenz gestattet eine gute Prozeßanpassung. Die Beschränkung auf nur eineii Zugantrieb ist bei kompliziertem Verlauf des Drahtführungssystems (Robotertechnik) nachteilig und schöpft die Möglichkeiten der Vorschubkombination längst nicht aus. Die bereits geschilderte Reihenschaltung mehrere aufeinander abzustimmender pulsierender Vorschubsysteme (DD-PS 134334) widerspricht dem hier dominierenden Grunogadanken nach unkomplizierten Lösungen ohne Abgleich und Justage und kann nicht problemlos auf das Zug-Druck-System mit klassischem Schubantrieb übertragen werden.

   Ziel der Erfindung

   Es ist Ziel der Erfindung, mit geringem technischen Aufwand für unterschiedliche Anforderungen beim MIG/MAG-Schweißen den Drahttransport hinsichtlich Zuverlässigkeit im Schweißbereich zu verbessern und damit die Produktivität der damit ausgerüsteten Anlagen zu erhöhen.