DE102008034235A1

DE102008034235A1 - Verfahren zum Synchronisieren mindestens zweier Schweißgeräte

Info

Publication number: DE102008034235A1
Application number: DE102008034235A
Authority: DE
Inventors: Bernd Kuntz; Ralf Baier; Dirk Elsasser
Original assignee: Friatec AG
Current assignee: Aliaxis Deutschland GmbH
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: DE102008034235B4

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Synchronisieren mindestens zweier Schweißgeräte, mit den Schritten: a) Definieren eines Master-Schweißgerätes; b) Definieren der weiteren Schweißgeräte als Slave-Schweißgeräte; c) Einrichten einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Master-Schweißgerät und dem Slave-Schweißgerät oder den Slave-Schweißgeräten; d) Einlesen von Arbeitsparametern in das Master-Schweißgerät; e) Weitergabe zumindest eines Teiles der Arbeitsparameter an jedes Slave-Schweißgerät; f) Abfragen von Prüfgrößen, die Information über die jeweilige Schweißstelle enthalten, von jedem der Schweißgeräte; g) Festlegen einer Schweißzeit durch das Master-Schweißgerät aufgrund der Prüfgrößen und von Betriebsparametern der Schweißgeräte und Weitergabe der Schweißzeit an jedes der Slave-Schweißgeräte; h) synchrones Starten aller Schweißgeräte und i) synchrones Stoppen aller Schweißgeräte.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synchronisieren mindestens zweier Schweißgeräte.
Kunststoffbauteile, beispielsweise Rohre, Fittings oder Muffen, werden oftmals mit Hilfe der Heizwendelschweißtechnik miteinander gas- und/oder fluiddicht verbunden, wobei der Heizwendel, dem Heizdraht oder einem anderen geeigneten Heizelement elektrischer Strom zugeführt wird, der das die Heizwendel umgebende Kunststoffmaterial plastifiziert und somit das Verschweißen ermöglicht.
Bei der Auslegung der Heizwendelschweißtechnik für Großmuffen im Bereich d > 900 mm sind die elektrischen Kennwerte, wie zum Beispiel Anlaufstrom, Hochfrequenzwiderstand, Flächenleistung, Schweißspannung usw., durch die zur Verfügung stehende Energiequelle, in der Regel ein Schweißgerät für einphasigen Wechselstrom mit 230 V und 50 Hz, beschränkt. Bei solchen Geräten ist theoretisch eine maximale Leistungsaufnahme von 3.6 kW zu erreichen, die sich allerdings bei der praktischen Auslegung aufgrund von elektrischen Verlusten und einem maximalen Anlaufstrom auf durchschnittlich 3.2 kW reduziert.
Bei großen Muffen steigt der Drahtanteil in der Wicklung und damit die Flächenleistung, mit der Folge, dass der Anlaufstrom nach Beginn einer Schweißung überproportional ansteigt, was sowohl das Schweißgerät als auch die Schweißstelle belastet. Während des Schweißvorgangs wiederum wird der Schweißstrom durch den ansteigenden Widerstand des Heizdrahtes in Folge der Erwärmung begrenzt. In Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und Verlegebedingungen wird die Schweißenergie durch eine Temperaturkompensation des Schweißgerätes nach einer softwareseitigen Berechnung angepasst und vor dem Start der Schweißung durch das Gerät theoretisch vorausberechnet. Hierdurch wird die erforderliche Gesamtschweißenergie als integraler Wert berechnet und mit der maximal möglichen Geräteenergie abgeglichen. Die thermischen und elektrischen Verluste reduzieren hierbei die effektive Leistung. Eine zu geringe Leistung jedoch kann die Qualität der Schweißstelle beeinträchtigen.
Die DE 100 47 475 A1 will diesem Problem begegnen, indem die dort eingesetzten Heizwendel in mindestens zwei Schweißzonen aufgeteilt werden. Dabei wird zeitlich versetzt als erste Schweißung eine Kraft aufnehmende und als zweite Schweißung eine dichtende Schweißung – oder umgekehrt – vorgenommen. Die gesamte Wicklung kann dabei seriell mit einem Schweißgerät mit der erforderlichen Energie oder parallel mit mehreren Schweißgeräten mit der erforderlichen Energie versorgt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das bekannte Verfahren derart zu verbessern, dass Schweißungen mit höherer Leistung als bei einem Einzelgerät durchführbar sind, so dass ein einwandfreies Verschweißen von Kunststoffbauteilen gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Gedanke des Aufteilens der Heizwendel in Zonen mit getrennten Wicklungen oder allgemeiner des Bereitstellens getrennter Schweißstellen wird beibehalten.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass ein schnelles und sicheres Verschweißen gelingt, wenn an den verschiedenen Schweißstellen synchron geschweißt wird. Dazu weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Synchronisieren mindestens zweier Schweißgeräte folgende Schritte auf:

a) Definieren eines Master-Schweißgerätes;
b) Definieren der weiteren Schweißgeräte als Slave-Schweißgeräte;
c) Einrichten einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Master-Schweißgerät und dem Slave-Schweißgerät oder den Slave-Schweißgeräten;
d) Einlesen von Arbeitsparametern, wie Schweißparametern, Prüfparametern und Überwachungsparametern in das Master-Schweißgerät;
e) Weitergabe zumindest eines Teiles der Arbeitsparameter an jedes Slave-Schweißgerät;
f) Abfragen von Prüfgrößen, die Information über die jeweilige Schweißstelle enthalten, von jedem der Schweißgeräte;
g) Festlegen einer Schweißzeit durch das Master-Schweißgerät aufgrund der Prüfgrößen und von Betriebsparametern der Schweißgeräte und Weitergabe der Schweißzeit an jedes der Slave-Schweißgeräte;
h) synchrones Starten aller Schweißgeräte und
i) synchrones Stoppen aller Schweißgeräte.

Das Einlesen der Arbeitsparameter geschieht mittels Datenträger, beispielsweise Barcoder oder Transponder.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist eine gleichförmige Leistungs- und Energieaufteilung auf die Schweißgeräte möglich, die natürlich vom Aufbau der zu verschweißenden Teile abhängt. Es können bei der Erfindung handelsübliche Schweißgeräte durch eine entsprechende Software angepasst werden. Somit sind höhere Leistungen als bei einem Einzelgerät schweißbar.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schweißt und überwacht jedes Schweißgerät die ihm zugeordnete Schweißstelle selbständig.
Die Kommunikationsverbindung kann durch USB-Schnittstellen oder durch Funkschnittstellen eingerichtet werden.
Nach einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem eine Schweißstelle ein Heizelement zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen umfasst, ist eine Prüfgröße der elektrische Kontakt zwischen dem jeweiligen Schweißgerät und dem ihm zugeordneten Heizelement.
Eine weitere Prüfgröße kann der elektrische Widerstand des Heizelementes sein.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungsfigur näher erläutert werden.
In der Figur ist eine Anzahl von Schweißgeräten 10, 20-1, 20-2, ..., 20-x, dargestellt, die nach dem Master-Slave-Prinzip arbeiten und zum Verschweißen von Großmuffen entsprechend der Heizwendelschweißtechnik eingesetzt werden sollen. Da handelsübliche Geräte verwendet werden, die lediglich einer softwaremäßigen Anpassung bedürfen, können auch die bei Muffen oder dergleichen bisherigen Serien-Schweißkontaktstifte weiterhin für die Muffen verwendet werden. Dabei ist das Master-Schweißgerät 10 über USB-Schnittstellen mit jedem als Slave-Schweißgerät 20-1, 20-2, ..., 20-x definierten Schweißgerät verbunden. Das Master-Schweißgerät 10 steuert dabei den kompletten Schweißprozess. Zunächst wird ein Barcode für die Synchron-Schweißung eingelesen. Dieser Barcode wird vom Master-Schweißgerät 10 an jedes Slave-Schweißgerät 20-1, 20-2, ..., 20-x weitergeleitet. Jedes Slave-Schweißgerät 20-1, 20-2, ..., 20-x überprüft dann, ob seine zugeordnete Heizwendel richtig kontaktiert ist und meldet dies an das Master-Schweißgerät 10 zurück. Anschließend veranlasst das Master-Schweißgerät 10 bei allen Slave-Schweißgeräten 20-1, 20-2, ..., 20-x, dass der elektrische Widerstand der jeweils zugeordneten Heizwendel geprüft wird. Aus dieser Information sowie den Betriebsparametern aller Schweißgeräte definiert das Master-Schweißgerät 10 eine einheitliche Schweißzeit und leitet diese an jedes der Slave-Schweißgeräte 20-1, 20-2, ..., 20-x weiter. Nun wird der Schweißprozess synchron gestartet und dann auch synchron gestoppt. Jedes Schweißgerät 10, 20-1, 20-2, ..., 20-x schweißt und überwacht die zugeordnete Heizwendel selbständig.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10047475 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Synchronisieren mindestens zweier Schweißgeräte, mit folgenden Schritten: a) Definieren eines Master-Schweißgerätes; b) Definieren der weiteren Schweißgeräte als Slave-Schweißgeräte; c) Einrichten einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Master-Schweißgerät und dem Slave-Schweißgerät oder den Slave-Schweißgeräten; d) Einlesen von Arbeitsparametern, wie Schweißparametern, Prüfparametern und Überwachungsparametern in das Master-Schweißgerät; e) Weitergabe zumindest eines Teiles der Arbeitsparameter an jedes Slave-Schweißgerät; f) Abfragen von Prüfgrößen, die Information über die jeweilige Schweißstelle enthalten, von jedem der Schweißgeräte; g) Festlegen einer Schweißzeit durch das Master-Schweißgerät aufgrund der Prüfgrößen und von Betriebsparametern der Schweißgeräte und Weitergabe der Schweißzeit an jedes der Slave-Schweißgeräte; h) synchrones Starten aller Schweißgeräte und i) synchrones Stoppen aller Schweißgeräte.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jedes Schweißgerät die ihm zugeordnete Schweißstelle selbständig schweißt und überwacht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kommunikationsverbindung durch USB-Schnittstellen eingerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kommunikationsverbindung durch Funkschnittstellen eingerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Schweißstelle ein Heizelement zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen umfasst und eine Prüfgröße der elektrische Kontakt zwischen dem jeweiligen Schweißgerät und dem ihm zugeordneten Heizelement ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Schweißstelle ein Heizelement zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen umfasst und bei dem eine Prüfgröße der elektrische Widerstand des Heizelementes ist.