DE10124805A1

DE10124805A1 - Drahtvorschubeinheit

Info

Publication number: DE10124805A1
Application number: DE2001124805
Authority: DE
Inventors: Udo Kessler; Siegfried Raddatz; Ralf Hellmig
Original assignee: Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-12-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drahtvorschubeinheit (4) von Schweißgeräten und dergleichen schweißtechnischen Anlagen, welche zur Steuerung des Schweißvorganges und internen Kommunikation mit einem Bussystem (5) verbunden sind. Die Drahtvorschubeinheit (4) weist ebenfalls eine Schnittstelle (2) zum Anschluß an das Bussystem (5) auf. Durch die erfindungsgemäße Drahtvorschubeinheit können auch Materialien qualitativ hochwertig verschweißt werden, deren Stoffeigenschaften dies nach dem Stand der Technik nicht ermöglichen (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtvorschubeinheit von Schweißgeräten und dergleichen schweißtechnischen Anlagen, welche zur Steuerung des Schweißvorganges und internen Kommunikation mit einem Bussystem verbunden sind.

Beim automatisierten Aluminiumschweißen ist ein exaktes elektronisches, mechanisches und zeitliches Abstimmen des Drahtvorschubs auf die Systemkomponenten des Schweißgerätes und -anlagen oder dergleichen notwendig.

Bei den Schweißgeräten nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise aus "Störungsfrei Automatisieren" der Mai- Ausgabe 2000 der Zeitschrift "Automation und Qualität", Grütter-Verlag, bekannt, ist die Schweißstromquelle mit einer Bus-Schnittstelle ausgestattet, mittels welcher eine direkte analoge oder digitale Ansteuerung der Schweißstromquelle durch eine übergeordnete Steuerung ermöglicht ist. Die Informationen zur Ansteuerung einer Drahtvorschubeinheit werden von der übergeordneten Steuerung an die Schweißstromquelle übermittelt, die dann wiederum diese Informationen, wie z. B. Start- und Stopp-Signale oder auch Informationen zur Drahtvorschubgeschwindigkeit, an die Drahtvorschubeinheit weiterleitet.

Nachteilig bei diesen Anlagen sind die mit zeitlicher Verzögerung eintreffenden Steuersignale, so dass bei verschiedenen empfindlichen Schweißmaterialien, wie z. B. Aluminium, Toleranzwerte für den Energieeintrag überschritten werden und sich das zu verschweißende Material verziehen kann. Daraus resultieren Spannungen im Endprodukt, was eine verminderte Qualität desselben zur Folge hat. Auch weitere Stoffeigenschaften des Schweißmaterials können bei den bekannten Drahtvorschüben zu Qualitätsminderungen führen, da durch die Signalübertragung über die Stromquelle keine exakte Abstimmung möglich ist. Zur erwähnen ist hierbei insbesondere, dass viele Materialien, wie wiederum auch das Aluminium, beim Verschweißen schon auf geringe Verunreinigungen sehr empfindlich reagieren, so dass bereits Mindestanforderungen an die Qualität des Endproduktes nicht eingehalten werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Drahtvorschubeinheit zu Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Drahtvorschubeinheit eine Schnittstelle zum Anschluß an das Bussystem der Schweißanlage aufweist.

Dadurch ist eine direkte Kommunikation der Drahtvorschubeinheit mit allen Systemkomponenten und Peripheriegeräten der Schweißanlage ermöglicht. Ein elektronisches, mechanisches und auch zeitliches Abstimmen der Drahtvorschubeinheit auf die Systemkomponenten und Peripheriegeräte der Schweißanlage ist exakt möglich. So wird das zu verschweißende Material, wie zum Beispiel Aluminium, nur über der unbedingt notwendigen Zeitspanne dem Energieeintrag der Schweißanlage ausgesetzt. Thermische Belastungen der zu verscheißenden Materialien sind somit minimiert. Zudem wird bei dem erfindungsgemäßen Drahtvorschub das Risiko von auftretenden Verunreinigungen während des Schweißvorganges durch die besonders exakte mechanische Abstimmbarkeit des Drahtvorschubs während des Energieeintrags in das Schweißmaterial minimiert.

Weiterhin vereinfacht sich die Systemkonzeption und der Automatisierungsgrad, da nun auch die Drahtvorschubeinheit über das Bussystem direkt mit allen Systemkomponenten der Schweißanlage kommunizieren kann. Zudem ist somit eine schnellere Kommunikation der Drahtvorschubeinheit mit der Schweißanlage erreicht. Auch erhöht sich die Flexibilität des Gesamtsystems, da die Drahtvorschubeinheit über eine busfähige Schnittstellen an das Gesamtsystem angeschlossen ist und bei Wartung-, Instandsetzungs- und Austauscharbeiten an einer Drahtvorschubeinheit nach der Erfindung keine Arbeiten an der Schweißstromquelle mehr nötig sind. Ferner ist der Aufwand in der Verkabelung und Kabelführung minimiert, da die Ansteuerung der Drahtvorschubeinheit nun ebenfalls über das Bussystem erfolgt.

Als besonders günstig erweist sich auch der Einsatz der genormten Schnittstellen eines Bussystems, so daß keine unterschiedlichen Spannungen für die Drahtvorschubeinheit und die verschiedenen an das Bussystem angeschlossenen Komponenten berücksichtigt werden müssen. Die Einbindung in eine Bandstraßenförderung ist somit erleichtert und auch bei Defekten der Drahtvorschubeinheit lässt sich diese einfach austauschen, ohne daß die Schweißstromquelle davon beeinflusst wird.

Das busfähige Drahtvorschubsystem ist insbesondere in den Fällen von Vorteil, wenn beim Schweißprozeß der Draht nicht verfahrensimmanent ist, wie z. B. beim MSG-Schweißen (/bzw. übergeordnet bei Schutzgasschweißverfahren mit abschmelzender Elektrode), sondern der Draht als Kalt- oder Heißdraht zugeführt wird. Dies ist z. B. bei WIG-, Plasma- und Laserschweißungen der Fall. Während beim Schutzgasschweißen mit abschmelzender Elektrode die Drahtgeschwindigkeit Bestandteil der Kennlinie der Stromquelle ist und es deshalb ausreichend ist, den Drahtvorschub direkt über die Schweißstromquelle anzusteuern, ist dies bei den anderen zuvor genannten Verfahren nicht der Fall. Hier ist die Integration des Drahtvorschubs in das Bussystem ein grundsätzlicher technischer Vorteil.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung weist die Schnittstelle eine metallische Verkabelung auf, die einfach und kostengünstig zu realisieren ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schnittstelle zur Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung der Schweißanlage Lichtwellenleiter aufweist. Hierdurch sind keine galvanischen Verbindungen gegeben und die damit verbundenen Beeinflussungen der Signale in Bezug auf Einstrahlung und Einkopplung von Störungen werden vermieden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Bussystem auch einen Infrarotempfänger und einen Infrarotsender aufweisen. Dadurch wird eine Verkabelung zwischen Schweißanlage und Drahtvorschubeinheit vermieden.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm mit einer erfindungsgemäßen Drahtvorschubeinheit, die über eine Schnittstelle an das Bussystem der Schweißanlage angeschlossen ist,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Drahtvorschubeinheit nach dem Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt einige Systemkomponenten einer busgesteuerten Schweißanlage, bei der die Drahtvorschubeinheit 4 mittels einer Schnittstelle 2 an ein Bussystem 5 der Schweißanlage angeschlossen ist. Eine übergeordnete Steuereinheit 1 ist für die Steuerung der Schweißanlage zuständig. Ebenfalls mittels Schnittstellen 2 sind sowohl die übergeordnete Steuereinheit 1 als auch eine Schweißstromquelle 3 an das Bussystem 5 angeschlossen.

Die Drahtvorschubeinheit 4 kommuniziert über ihre Schnittstelle 2 und das Bussystem 5 mit den Systemkomponenten 2, 3 der Schweißanlage, wodurch eine direkte Ansteuerung der Drahtvorschubeinheit 4 ermöglicht ist.

Nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 2 muß, um in die Steuerung der Drahtvorschubeinheit 4 einzugreifen, zuerst die Schweißstromquelle 3 über das Bussystem 5 von der übergeordneten Steuereinheit 1 angesprochen werden. Von dieser wird dann über konventionelle Verkabelung 6 die Drahtvorschubeinheit angesprochen, das heißt sie erhält von der Stromquelle 3 ein Start- oder Stopsignal und gegebenenfalls ein Signal für eine Drahtvorschubgeschwindigkeitsänderung.

Durch die Integration der Drahtvorschubeinheit 4 in das Bussystem 5 gemäß Fig. 1 ist eine schnellere Ansteuerung der Drahtvorschubeinheit sowie ein exakteres Abstimmen auf die weiteren Komponenten der Schweißanlage ermöglicht. Auch Fehler können schneller diagnostiziert und Fehlmargen vermieden werden, da die Drahtvorschubeinheit 4 nun direkt mit der übergeordneten Steuereinheit 1 kommuniziert. Durch die Verwendung genormter Schnittstellen 2 ist auch eine Vereinfachung der gesamten Systemkonzeption gegeben, so daß Reparatur- und Wartungsmaßnahmen zügiger durchgeführt werden können.

Bezugszeichenliste

1

Steuereinheit

2

Schnittstelle

3

Stromquelle

4

Drahtvorschubsystem

5

Bussystem

6

Verkabelung

Claims

1. Drahtvorschubeinheit (4) von Schweißgeräten und dergleichen schweißtechnischen Anlagen, welche zur Steuerung des Schweißvorganges und internen Kommunikation mit einem Bussystem (5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtvorschubeinheit (4) eine Schnittstelle (2) zum Anschluß an das Bussystem (5) aufweist.

2. Drahtvorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (2) zur Kommunikation mit dem Bussystem eine Verdrahtung aufweist.

3. Drahtvorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (2) zur Kommunikation mit dem Bussystem (5) Lichtwellenleiter aufweist.

4. Drahtvorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle (2) zur Kommunikation mit dem Bussystem einen Infrarotsender und einen Infrarotempfänger aufweist.