DE102009040957B4

DE102009040957B4 - Schweißvorrichtung

Info

Publication number: DE102009040957B4
Application number: DE200910040957
Authority: DE
Inventors: Armin Kuder; Andreas Lehnertz; Uwe Ruf
Original assignee: Rehm & Co KG GmbH
Current assignee: Rehm & Co KG GmbH
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2029-09-12
Also published as: DE102009040957A1

Abstract

tung mit einer Gerätesteuerung (1) und einem Schweißbrenner (2) sowie mit einer Benutzerführungseinrichtung, die eine Benutzerführungssteuerung (40) und eine Benutzeroberfläche (10) mit einem Eingabeelemente aufweisenden Bedienfeld (20) und einem Anzeigefeld (30) mit graphischer und alphanumerischer Anzeige umfasst, wobei mit den Eingabeelementen Prozessparameter und Programme zur Beeinflussung eines Schweißprozesses wählbar sind, die auf der Anzeige vermittels der Benutzerführungssteuerung (40) darstellbar sind. Zu einer Optimierung von Schweißvorgängen tragen die Maßnahmen bei, dass die Eingabeelemente eine Gruppe von Benutzungsartwahlelementen umfassen, mit denen zwischen mindestens zwei verschiedenen, in der Benutzerführungssteuerung (40) gespeicherten Benutzungsarten wählbar ist, wobei jeder Benutzungsart ein eigener, visuell wahrnehmbarer Code zugeordnet ist, der einerseits auf dem betreffenden Benutzungsartwahlelement aufgebracht ist und andererseits nach Wahl dieser Benutzungsart auf der Anzeige dargestellt ist (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißvorrichtung mit einer Gerätesteuerung und einem Schweißbrenner sowie mit einer Benutzerführungseinrichtung, die eine Benutzerführungssteuerung mit einer Speichereinrichtung und eine Benutzeroberfläche mit einem Eingabeelemente aufweisenden Bedienfeld und einem Anzeigefeld mit graphischer und alphanumerischer Anzeige sowie Randbereichen und einem Zentralbereich umfasst, wobei mit den Eingabeelementen Prozessparameter auch im Zusammenhang mit einer Schweißkurve und Programme wählbar sind, die auf der Anzeige vermittels der Benutzerführungssteuerung darstellbar sind und mittels deren ein Schweißprozess über eine Prozesssteuerungseinrichtung beeinflussbar ist.
Eine derartige Schweißvorrichtung wird durch die Schweißanlagen INVERTIG.PRO 240–450 DC/AC/DC der Anmelderin realisiert, wie aus der betreffenden Betriebsanleitung vom Febr. 2009, insbesondere Seiten 6, 12 und 13, hervorgeht. Eine dabei vorhandene Benutzerführungseinrichtung umfasst eine Benutzerführungssteuerung zum Aufnehmen und Verarbeiten von über Eingabeelemente einer Benutzeroberfläche eingegebenen Eingabedaten und Bereitstellen von auf einem Anzeigefeld der Benutzeroberfläche visualisierten Ausgabedaten, wobei das Anzeigefeld neben alphanumerischen Daten einer Digitalanzeige auch grafische Darstellungen mit zugeordneten LED-Leuchtelementen umfasst. Die grafische Anzeige stellt dabei eine fest vorgegebene, aufgedruckte Kurve zu verschiedenen typischen Schweißparametern sowie weitere Symbole auf dem Anzeigefeld der Benutzeroberfläche dar, und mit den Leuchtdioden kann die Anwahl von einzelnen Segmenten der aufgedruckten grafischen Kurve und der ausgewählten Symbole kenntlich gemacht werden. Die Digitalanzeige ist als Ziffernblock ausgeführt, mit dem Einstellparameter zahlenmäßig variabel anzeigbar sind. Auch können über die Digitalanzeige ausgewählte Programme des Schweißprozesses durch ihre Nummer angezeigt werden. Diese bekannte Schweißvorrichtung ermöglicht die Auswahl vielfältiger Schweißprozesse in Anpassung an unterschiedliche Schweißaufgaben über die Benutzerführungseinrichtung, jedoch ergeben sich aus vielfältigen Einstellungs- und Anpassungsmöglichkeiten an verschiedene Aufgaben und z. B. für verschiedene Benutzer erhöhte Anforderungen an den Benutzer, eine stets optimale Einstellung für unterschiedliche Schweißaufgaben zu finden.
Eine weitere Schweißvorrichtung mit Benutzerführungseinrichtung ist durch die Schweißanlagen INVERTIG/TRANSTIG 170–400 DC/AC/DC der Anmelderin gegeben. Hierbei sind eine Vielzahl von Informationen auf einer variablen Anzeige darstellbar, insbesondere variable alphanumerische Anzeigen und verschiedene vorgegebene piktogrammartige Symbole zum Schweißbetrieb. Auch diese Schweißvorrichtung bietet dem Schweißer vielfältige Einstell- und Anpassungsmöglichkeiten entsprechend unterschiedlicher Schweißaufgaben, die andererseits eine einfache Bedienung erschweren.
Eine weitere Schweißvorrichtung mit einer Benutzerführungseinrichtung, deren Benutzeroberfläche ein Bedienfeld mit Eingabeelementen und ein Anzeigefeld mit variabler alphanumerischer Anzeige und festen grafischen Symbolen umfasst, ist auch durch die Schweißanlage Lorch Inverter-MIG-MAG SAPROM System 900 vorgegeben, wobei die Bedienung infolge vieler verschiedenartiger Einstellvarianten mit entsprechendem Aufwand verbunden ist.
Die US 2009/0152251 A1 zeigt eine Schweißvorrichtung ebenfalls mit einer Gerätesteuerung und einem Schweißbrenner sowie mit einer Benutzerführungseinrichtung, die eine Benutzerführungssteuerung mit Speichereinrichtung und eine Benutzeroberfläche mit Bedienfeld und Anzeigefeld aufweist. Auf dem Bedienfeld sind verschiedene Eingabeelemente zum Wählen von Schweißverfahren und von vorgegebenen Profilen angeordnet, die mit zugeordneten Schweißparametern zusammenhängen und benutzerindividuell oder abhängig vom Schweißverfahren bzw. einer Schweißaufgabe vorgegeben werden können, indem über weitere Eingabeelemente die Schweißparameter variiert werden. Ein besonderer Vorzug dieser bekannten Schweißvorrichtung besteht darin, dass die erstellten, abgespeicherten Profile durch einen einzigen Knopfdruck aufgerufen werden können. Für vielfältige Anpassungsmöglichkeiten sind relativ viele Bedien- und Anzeigeelemente vorhanden, wie beispielsweise die dortigen 3 und 6 zeigen, wodurch die Übersicht verloren gehen kann und sich Schwierigkeiten bei der Bedienung ergeben können.
Weitere Schweißvorrichtungen mit einer Benutzerführungsvorrichtung und Benutzersteuerung, die vielfältige Einstellmöglichkeiten bieten, zeigen der Produktkatalog 2008, Schweißgeräte. EWM HIGHTEC WELDING GmbH, 56271 Mündersbach, WM.0438.00 – 05.2008, Seiten 40, 41 und die AT 413 658 B . Auch hierbei sind vielfältige Einstellmöglichkeiten gegeben, wobei die erstgenannte Druckschrift eine Anzahl von Bedienelementen mit zugeordneten Angaben und die zweitgenannte Druckschrift einen graphikfähigen LCD-Schirm zeigen, auf dem zwei Ebenen gegebenenfalls mit Unterebenen darstellbar sind. Verschiedene Wahlmöglichkeiten bestehen über betreffende Einstellelemente.
Die DE 10 2007 024 150 A1 zeigt eine Multifunktionsbedienvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer solchen, wobei eine Bedienoberfläche ein Anzeigefeld sowie ein Bedienfeld mit Bedienelementen aufweist und eine Benutzerführungssteuerung vorhanden ist, über die die Bedienelemente und das Anzeigefeld aufeinander abgestimmt gesteuert werden. Den Bedienelementen sind bestimmte Farben zugeordnet und auf dem Anzeigefeld wird ein entsprechender Anzeigebereich bei Betätigen des Bedienelementes in der gleichen Farbe angezeigt. Diese bekannte Multifunktionsbedienvorrichtung ist im Zusammenhang mit einer Kraftfahrzeugbedienvorrichtung beschrieben, wobei die Bedienelemente in entsprechendem Zusammenhang stehen. Diese Druckschrift macht keine Ausführungen zu Anforderungen einer Schweißvorrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißvorrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, die bei vielfältigen Einstell- und Anpassungsmöglichkeiten an verschiedene Schweißaufgaben dem Benutzer eine möglichst einfache Bedienung bietet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass in der Speichereinrichtung verschiedene Benutzungsarten gespeichert sind, die zumindest zwei der Gruppe klassische Grundbenutzungsart, Programmbenutzungsart, Assistenzbenutzungsart und Systembenutzungsart umfassen, wobei in der Grundbenutzungsart zumindest eine Teilmenge der Prozessparameter Gasvorströmzeit, Zündzeitpunkt nach Gasvorströmung, Stromstärke, Stromverlaufsform über der Zeit und Gasnachströmzeit einstellbar sind, in der Programmbenutzungsart ein einer bestimmten Schweißaufgabe und/oder einem Benutzer zugeordnetes Schweißprogramm wählbar ist, in der Assistenzbenutzungsart von dem Benutzer eine Schweißaufgabe einstellbar ist, der über die Gerätesteuerung angepasste Schweißparameter zuordenbar sind und in der Systembenutzungsart in der Gerätesteuerung hinterlegte Maschinendaten abrufbar und änderbar sind, dass die Eingabeelemente eine Gruppe von Benutzungsartwahlelementen umfassen, mit denen zwischen mindestens zwei verschiedenen der in der Benutzerführungssteuerung gespeicherten Benutzungsarten wählbar ist, wobei jeder Benutzungsart ein eigener, visuell wahrnehmbarer Code zugeordnet ist, der in einem Kennzeichnungsabschnitt auf oder nahe dem betreffenden Benutzungsartwahlelement angebracht ist, dass der Code nach Wahl dieser Benutzungsart mittels des betreffenden Benutzungsartwahlelementes auf der Anzeige mittels der Benutzerführungssteuerung dargestellt ist und die Benutzerführung in der gewählten Benutzungsart durch Eingaben über die Eingabeelemente des Bedienfeldes und Ausgabe von Informationen über das Anzeigefeld vermittels der Benutzerführungssteuerung interaktiv erfolgt, und dass in dem Zentralbereich die Prozessparameter wiedergebende Schweißkurve darstellbar ist, die mittels der Benutzerführungssteuerung entsprechend den Prozessparametern variierbar ist.
Mit diesen Maßnahmen wird bei vielfältigen, auch benutzerindividuellen Anpassungsmöglichkeiten der Schweißvorrichtung an verschiedene Schweißaufgaben eine einfache, übersichtliche Bedienung erreicht.
Bei einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die Benutzerführungseinrichtung in der Weise ausgebildet ist, dass bei Betätigung eines Benutzungsartwahlelementes mittels der Benutzerführungssteuerung der dem jeweiligen Kennzeichnungsabschnitt entsprechende Code erkannt und in eine auf dem Anzeigefeld erscheinende Anzeigeinformation umgesetzt wird.
Verschiedene Ausgestaltungsvarianten, die eine einfache Bedienung ergeben, bestehen darin, dass der Code in verschiedenen Farben, verschiedenen Symbolen oder verschiedenen alphanumerischen Zeichen besteht.
Eine einfache Bedienung wird auch dadurch unterstützt, dass die Eingabeelemente eine Gruppe von Bedienelementen umfassen, mit denen innerhalb der jeweiligen gewählten Benutzungsart vorgegebene oder vorgebbare Betriebsdaten, wie Prozessparameter, Programme, Schweißart, benutzerindividuelle Einstellungen, die auf der Anzeige dargestellt sind, anwählbar, auswählbar und zumindest zum Teil änderbar sind.
Ferner tragen zu einer einfachen, übersichtlichen Bedienung die Maßnahmen bei, dass die Bedienelemente als Block aus in vier Eckbereichen angeordneten Wahltasten und einem Zentralknopf mit Dreh-/Druckknopf angeordnet sind und dass den Wahltasten in korrespondierenden Eckbereichen der Anzeige dargestellte Betriebsdaten zugeordnet sind, die durch Betätigen der betreffenden Wahltaste anwählbar sind, wonach mit dem Drehknopf eine Unteranwahl vornehmbar, mit dem Druckknopf auswählbar und in der Benutzerführungssteuerung hinterlegbar und anschließend als ausgewähltes Betriebsdatum in dem betreffenden Eckbereich der Anzeige darstellbar ist.
Erweiterte Anpassungsmöglichkeiten und Auswahlmöglichkeiten für unterschiedliche Schweißaufgaben oder Benutzer werden dadurch erhalten, dass die Eingabeelemente eine Gruppe weiterer Wahlelemente aufweisen, die mindestens zwei Programmeinstellelemente zum schnellen Speichern und Aufrufen festgelegter Programme und ein Menüwahlelement zum schnellen Aufrufen eines vorbestimmten Menüs umfasst.
Die Bedienung wird auch dadurch begünstigt, dass die Gruppe der Bedienelemente in der Mitte, die Benutzungsartwahlelemente rechts und die Gruppe der weiteren Wahlelemente links auf dem Bedienfeld angeordnet sind.
Zu einer vorteilhaften Funktion der Benutzerführungseinrichtung tragen die Maßnahmen bei, dass in der Benutzerführungssteuerung grafische Anzeigedaten hinterlegt und/oder erzeugbar sind, mittels derer Schweißparameter und/oder Schweißaufgaben in dem Anzeigefeld grafisch visualisierbar sind.
Zu einer übersichtlichen, eindeutigen Benutzerführung tragen ferner die Maßnahmen bei, dass die grafische Darstellung entsprechend gewählten Einstellungen änderbar ist.
Die Benutzerführung wird auch dadurch begünstigt, dass die Benutzerführungseinrichtung mit der Benutzerführungssteuerung so ausgebildet ist, dass die grafische Darstellung durch Betätigen der Eingabeelemente geändert wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass auf dem Anzeigefeld das Bedienfeld mit den Eingabeelementen als Tasten darstellbar ist, auf denen auf den Tasten zugeordnete alphanumerische Zeichen sichtbar sind, die durch Betätigen der Eingabeelemente des Bedienfeldes entsprechend zum Schreiben aufrufbar sind und der Benutzerführungssteuerung zuführbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A eine Schweißvorrichtung mit Gerätesteuerung, Schweißbrenner und einer weiteren Gerätekomponente in schematischer Ansicht,
1B eine Blockdarstellung der Schweißvorrichtung mit Prozesssteuerungseinrichtung, Benutzerführungssteuerung und Benutzeroberfläche,
2 eine Detaildarstellung der Benutzeroberfläche,
3 verschiedene Darstellungen auf einem Anzeigefeld der Benutzeroberfläche,
4A eine Darstellung auf dem Anzeigefeld mit Schweißkurve und zugeordneten Schweißparametern bei gewählter klassischer Grundbenutzungsart,
4B eine Darstellung mit ausgewählter Betriebsart und eingeblendeten Unterauswahlmöglichkeiten bei eingestellter klassischer Grundbenutzungsart,
4C eine weitere Darstellung mit eingeblendeten Unterauswahlmöglichkeiten bei eingestellter klassischer Grundbenutzungsart,
4D eine Darstellung bei eingestellter klassischer Grundbenutzungsart mit eingeblendeter Balance-Information,
4E eine Darstellung der Frequenz und Form des Schweißstroms bei eingestellter klassischer Grundbenutzungsart,
4F eine Darstellung von Schweißparametern bei anderer Betriebsart in der eingestellten klassischen Grundbenutzungsart,
4G eine Darstellung von Schweißparametern und eingeblendeten Unterauswahlmöglichkeiten bei der Betriebsart nach 4F in der eingestellten klassischen Grundbenutzungsart,
4H eine Darstellung verschiedener Unterauswahlmöglichkeiten bei der Betriebsart nach 4F in der eingestellten klassischen Grundbenutzungsart,
5A bis 5D verschiedene Darstellungen für Auswahlmöglichkeiten verschiedener gespeicherter Programme in einer eingestellten Programmbenutzungsart,
5E und 5F Darstellungen zu Texteingabemöglichkeiten in der eingestellten Programmbenutzungsart,
5G bis 5I weitere Darstellungen zu Auswahlmöglichkeiten in der eingestellten Programmbenutzungsart,
6A bis 6F verschiedene Darstellungen mit Schweißaufgaben und Schweißparametern bei einer eingestellten Assistenzbenutzungsart und
7A bis 7C verschiedene Darstellungen bei einer eingestellten Systembenutzungsart.
1A zeigt eine Schweißvorrichtung mit einer in einem Gehäuse 1 untergebrachten Stromquelle mit Gerätesteuerung, einem Schweißbrenner 2 und einer weiteren Gerätekomponente 3, wie z. B. einem Drahtvorschubkoffer. Ferner weist die Schweißvorrichtung eine Benutzerführungseinrichtung mit einer Benutzerführungssteuerung 40 und einer mit dieser in Signalübertragungsverbindung gebrachten Benutzeroberfläche 10 auf, die ein Bedienfeld 20 mit Eingabeelementen und einem Anzeigefeld 30 mit graphischer und alphanumerischer Anzeige umfasst. Die Benutzeroberfläche 10 ist zumindest weitgehend im Bereich der Gerätesteuerung 1 angeordnet, kann aber auch Betätigungselemente 2.1 und Anzeigeelemente 10' z. B. im Bereich des Schweißbrenners oder einer anderen Gerätekomponente aufweisen, wie z. B. Drucktaster oder Wippschalter zum Variieren des Schweißstroms und Leuchtdioden oder dgl., die ebenfalls mit der Benutzerführungssteuerung 40 und der Gerätesteuerung 1 in Signalübertragungsverbindung gebracht sind. Ferner zeigt 1A im Bereich der Gerätesteuerung 1 angeordnete Einstellelemente 5, Anschlusselemente 6 sowie ein zu bearbeitendes Werkstück 4.
1B zeigt eine zumindest teilweise der Gerätesteuerung 1 zugeordnete Prozesssteuerungseinrichtung 7 für die Steuerung und/oder Regelung des Schweißprozesses mit von einem Schweißer vorgegebenen und/oder automatisch generierten Schweißparametern sowie die mit dieser in Datenübertragungsverbindung stehende Benutzerführungssteuerung 40 zur Eingabe und Ausgabe von Steuerungsdaten zur Beeinflussung des Schweißprozesses und zur Visualisierung von Schweißparametern und für den Benutzer wichtigen Daten für die Einstellung und Kontrolle der Schweißvorgänge und ferner zur Überprüfung und gegebenenfalls Änderung von hinterlegten Maschinendaten der Schweißvorrichtung, Konfigurierungsmöglichkeiten und Diagnosemöglichkeiten beispielsweise anhand von Betriebszeiten und/oder aufgetretener Fehler, wozu eine entsprechende Datenspeicherung erfolgt. Für die Speicherung von Daten weist die Benutzerführungssteuerung 40 eine Speichereinrichtung 41 auf, in der auch Programme hinterlegt bzw. gespeichert sind, die benutzerindividuell und/oder entsprechend besonderer Schweißaufgaben erstellt und/oder werksseitig vorgegeben oder von Servicepersonal nachträglich geladen werden können.
In der Speichereinrichtung 41 sind neben vorgegebenen Schweißparametern auch verschiedene Benutzungsarten hinterlegt, insbesondere eine klassische Grundbenutzungsart, eine Programmbenutzungsart, eine Assistenzbenutzungsart und/oder eine Systembenutzungsart, die über das Bedienfeld 20 von einem Benutzer aufgerufen und auf dem Anzeigefeld 30 dargestellt bzw. visualisiert werden können. In den verschiedenen Benutzungsarten erfolgt die Benutzerführung interaktiv durch Eingabe über die Eingabeelemente des Bedienfeldes 20, die Verarbeitung der eingegebenen Daten und gegebenenfalls zusätzlich aus der Prozesssteuerungseinrichtung 7 gelieferter Prozessdaten in der Benutzerführungssteuerung 40 und durch Ausgabe von Informationen über das Anzeigefeld 30 gemäß vorgegebenen Verarbeitungsprogrammen. Die Informationen werden graphisch und alphanumerisch aufbereitet und dargeboten. Zur einfachen, fehlerfreien Eingabe und schnellen, übersichtlichen visuellen Erfassung der ausgegebenen Informationen sind das Bedienfeld 20 und das Anzeigefeld 30 durch Gestaltung und Anordnung der Eingabeelemente und Steuerung der Informationsdarbietung auf dem Anzeigefeld 30 einander angeglichen, so dass für den Benutzer die Anpassung der Schweißparameter an die Schweißaufgabe, die Auswahl von Programmen, Änderungen von Einstellungen und/oder die Kontrolle von Schweißvorgängen schnell und einfach erfolgen können und die Anpassung an die Schweißaufgabe optimiert wird, um möglichst gute Schweißergebnisse zu erzielen. Die Datenverarbeitung in der Benutzerführungssteuerung erfolgt mittels geeigneter Verarbeitungseinheiten, wie Mikrocontroller und elektronischen Ergänzungsschaltungen. Prozesssteuerung und Benutzerführungssteuerung können in einem gemeinsamen Prozessor realisiert sein.
2 zeigt die Benutzeroberfläche 10 mit dem die Eingabeelemente umfassenden Bedienfeld 20 und dem Anzeigefeld 30. Das Bedienfeld 20 umfasst rechts einen Eingabeblock für die verschiedenen Benutzungsarten, nämlich für die klassische Grundbenutzungsart ein Grundbenutzungsartwahlelement 24, für die Programmbenutzungsart ein Programmbenutzungsartwahlelement 21, für die Assistenzbenutzungsart ein Assistenzbenutzungsartwahlelement 22 und für die Systembenutzungsart ein Systembenutzungsartwahlelement 23. Die verschiedenen Benutzungsartwahlelemente sind mit unterschiedlichen, visuell leicht wahrnehmbaren Codierungen versehen, nämlich insbesondere einer Farbcodierung auf ihrer Oberseite in einem jeweiligen Kennzeichnungsabschnitt 21.1, 22.1, 23.1 bzw. 24.1, wie aus der 2 ersichtlich. Bei Betätigung eines Benutzungsartwahlelementes 21, 22, 23, 24 wird vermittels der Benutzerführungssteuerung 40 auch die dem jeweiligen Kennzeichnungsabschnitt 21.1, 22.1, 23.1, 24.1 entsprechende Codierung erkannt, verarbeitet und in die Anzeigeinformation in der Weise umgesetzt, dass auf dem Anzeigefeld 30 die betreffende Farbe erscheint. Insbesondere erscheint der Farb-Code als oberer und unterer bogenförmiger Rahmen um einen Zentralbereich 31 des Anzeigefeldes 30, wobei der Rahmen als Kennzeichnungsbereich 36 den Zentralbereich 31 von einem darüber und darunter liegenden Randbereich 32, 33, 34, 35 des ansonsten rechteckförmigen Anzeigefeldes 30 abgrenzt. In den Eckbereichen der so gebildeten Randbereiche werden den Benutzer führende Informationen dargestellt, die über weitere Eingabeelemente auswählbar sind, während in dem Zentralbereich 31 nähere Informationen, beispielsweise Schweißparameter, Programmangaben oder Maschinendaten – je nach gewählter Benutzungsart und gegebenenfalls einer zugehörigen Unterauswahl – vermittels der Benutzerführungssteuerung 40 dargestellt bzw. visualisiert werden.
Wie 2 weiter zeigt, umfasst das Bedienfeld 20 in seinem mittleren Bereich einen weiteren Block mit Eingabeelementen, nämlich eine Bedienelementgruppe 29 mit Bedienelementen 29.1, 29.2, 29.3, 29.4 (gekennzeichnet mit 1, 2, 3, 4) in den Eckbereichen und zentral einen Dreh-/Tastknopf 29.5. Die Bedienelemente 29.1 bis 29.4 sind in den vier Eckbereichen dieses Bedienblocks angeordnet und den betreffenden vier Eckbereichen in den Randbereichen 32 bis 35 des Anzeigefeldes 30 positionsgerecht zugeordnet, d. h. bei der gezeigten Darstellung wird bei Betätigung des Bedienelementes 29.1 eine über die Benutzerführungssteuerung 40 zugeordnete Darstellung (vorliegend die Betriebsart WIG) zur Anzeige gebracht, über das Bedienelement 29.2 die betreffende Information in dem rechten oberen Eckbereich des Randbereichs 33 zur Anzeige gebracht, bei Betätigung des Bedienelementes 29.3 die betreffende Information in dem linken unteren Eckbereich des Randbereiches 34 zur Anzeige gebracht und bei Betätigung des Bedienelementes 29.4 die betreffende Information in dem rechten unteren Eckbereich des Randbereichs 35 zur Anzeige gebracht. Durch Drücken des Dreh-/Tastknopfes 29.5 können dann zu den mit den Bedienelementen 29.1, 29.2, 29.3 bzw. 29.4 gewählten Informationen Unterauswahlmöglichkeiten eingeblendet, mittels Drehen eine Unterauswahl angewählt und mittels Drücken des Dreh-/Tastknopfes 29.5 ausgewählt werden, wie weiter unten anhand der weiteren Figuren noch ausgeführt wird. Dabei kann auch auf die in dem Zentralbereich 31 dargestellten betreffenden Informationen Einfluss genommen werden, beispielsweise können die Schweißparameter in der Schweißkurve verändert werden, wobei sowohl in der graphischen Anzeige eine entsprechende Änderung erfolgt als auch eine entsprechende Änderung der alphanumerischen Darstellung einhergeht und ferner über die Benutzerführungssteuerung 40 die Daten zu den entsprechenden Informationen an die Prozesssteuerungseinrichtung 7 weitergegeben werden, sofern sie für den Schweißprozess relevant sind. Umgekehrt können auch eingestellte oder von der Gerätesteuerung bzw. Prozesssteuerungseinrichtung 7 gelieferte bzw. erzeugte Daten über die Benutzerführungssteuerung 40 zur Anzeige gebracht werden, so dass ein laufender Schweißprozess durch den Benutzer kontrolliert werden kann. In 2 ist beispielsweise eine Graphik zu einer typischen Schweißkurve dargestellt, die alle wesentlichen Schweißparameter enthält, nämlich von links nach rechts eine mit einer Gasflasche als Symbol gekennzeichnete Gasvorströmzeit, eine mit einem Blitzsymbol gekennzeichnete Zündenergie bzw. einen Zündstrom I_Z, anschließend einen Startstrom I_S, eine Stromanstiegszeit t_u, einen (oberen) Schweißstrom I₁, eine Pulszeit t₁ für den Schweißstrom I₁, anschließend einen Schweißstrom I₂, eine Pulszeit t₂ für den Schweißstrom I₂, eine Stromabsenkzeit t_d, einen Entgraterstrom I_e und eine mit einem durchkreuzten Flaschensymbol gekennzeichnete Gasnachströmzeit. Die Schweißparameter können mittels des Dreh-/Tastknopfes 29.5 entsprechend der Schweißkurve über die Benutzerführungssteuerung 40 ausgewählt werden, wozu sie z. B. durch eine andere Farbe und/oder einen Blinkmodus oder bei alphanumerischer Darstellung durch unterschiedliche Schriftgröße visuell hervorgehoben werden können, und ebenfalls mittels des Dreh-/Tastknopfes 29.5 variiert werden können, wobei auch eine damit einhergehende Änderung in der Schweißkurve erfolgt. Außerdem ändern sich entsprechend auch dargestellte alphanumerische Daten. Ferner ist als schnell erfassbares Symbol im Zentralbereich 31 ein Kreisdiagramm dargestellt, mit dem der Schweißstrom I₁ durch einen entsprechend ausgefüllten Kreissektor (als Kuchendiagramm) angezeigt wird. Groß angegeben ist z. B. der eingestellte Schweißstrom I₁ und bei dem Kreisdiagramm der maximal und der minimal einstellbare Schweißstrom. Ein voll ausgefülltes Diagramm zeigt den maximalen Schweißstrom I₁ als Schweißparameter an, ein leeres den minimalen Schweißstrom I₁. Ein zweites Kreisdiagramm kann entsprechend für den Schweißstrom I₂ z. B. auch bei Strompulsen eingeblendet werden.
Ferner umfasst das in 2 dargestellte Bedienfeld 20 auf der linken Seite einen weiteren Block mit Eingabeelementen, nämlich zwei Programmeinstellelementen 25, 26 zur Programmwahl in einer (in dieser Fig. nicht dargestellten) Programmauswahl (vgl. 5A bis 5I), ein Menüwahlelement 27 sowie ein weiteres Wahlelement 28.
Auch diese Eingabeelemente können mit Kennzeichnungsabschnitten 25.1, 26.1, 27.1 bzw. 28.1 versehen sein.
Insgesamt ist die Benutzeroberfläche 10 auf einem z. B. rechteckförmigen oder quadratischen Feld ausgebildet, wobei das Bedienfeld 20 unter dem Anzeigefeld 30 angeordnet ist und die Blöcke der Eingabeelemente insgesamt um den zentral angeordneten Dreh-/Tastknopf 29.5 gruppiert sind auf einem elliptisch geformten Feld mit abgeschnittenen Schmalseiten in symmetrischer Anordnung. Der Zentralbereich 31 mit den Rändern des Kennzeichnungsbereichs 36 besitzt insgesamt eine entsprechende Form wie das Feld der Eingabeelemente, so dass auch dadurch eine gute optische Führung für eine schnelle, eindeutige Erfassung durch den Benutzer gegeben ist.
Die nachfolgenden Fig. zeigen verschiedene Darstellungen auf dem Anzeigefeld 30 bei verschiedenen eingestellten Benutzungsarten. Das Anzeigefeld 30 ist für die Anzeige von vermittels der Benutzerführungssteuerung 40 variabel darstellbarer Informationen in graphischer und alphanumerischer Darstellung ausgebildet, beispielsweise als LCD-Farbdisplay oder anderes variables, elektronisch ansteuerbares Display.
3 zeigt das Anzeigefeld 30 mit verschiedenen Darstellungen, nämlich rechts oben die vorstehend in 2 beschriebene Darstellung in der eingestellten klassischen Grundbenutzungsart, in der der WIG-Schweißbetrieb mit 4-Takt-HF, Wechselstrom und HF-Pulsen gewählt ist, wobei die der Schweißkurve zugeordneten Schweißparameter eingestellt sind. Die Benutzungsart ist also mittels des Grundbenutzungsartwahlelementes 24 ausgewählt, das beispielsweise einen grauen Kennzeichnungsabschnitt 24.1 besitzt, wobei entsprechend der Kennzeichnungsbereich 36 auf dem Anzeigefeld 30 ebenfalls orange (oder grau) dargestellt ist. In der linken unteren Abbildung ist bei eingestellter Programmbenutzungsart, die also mit dem Programmbenutzungsartwahlelement 21 ausgewählt ist und z. B. entsprechend einem grünen Kennzeichnungsabschnitt 21.1 im Kennzeichnungsbereich 36 grün codiert ist, die Vorgehensweise zu einer Programmauswahl aus einer Programmliste visualisiert, in dem dargestellten Beispiel für einen bestimmten Benutzer ein Programm aus dem Jahre 2008 für eine bestimmte Schweißaufgabe im Zusammenhang mit einem Antriebsritzel, wobei ein Ausschneiden gewählt ist. In der rechten unteren Darstellung ist ebenfalls bei der Programmbenutzungsart eine Liste von Benutzern angegeben und ein Programm aus dem Jahre 2008 angewählt.
Die 4A bis 4H beziehen sich auf die eingestellte klassische Grundbenutzungsart, wobei in 4A wiederum die Darstellung auf dem Anzeigefeld 30 nach 2 gezeigt ist. In 4B ist die WIG-Betriebsart ausgewählt und es ist eine Unterauswahlmöglichkeit dazu in dem betreffenden Eckbereich des Anzeigefeldes 30 eingeblendet, wobei die Anwahl durch Drehen mit dem Dreh-/Tastknopf 29.5 und die Auswahl durch Drücken desselben erfolgen kann.
In 4C ist eine Unterauswahlmöglichkeit zu HF-Pulsen eingeblendet, wobei die Anwahl und Auswahl durch Drehen und Drücken des Dreh-/Tastknopfes 29.5 erfolgen kann, also schnelles Pulsen oder langsames Pulsen eingestellt und mittels der Prozesssteuerungseinrichtung 7 ausgeführt werden kann, nachdem die betreffenden Daten von der Benutzerführungssteuerung 40 an diese übergeben sind. In 4D ist links oben in dem Zentralbereich 31 ein Symbol zu einem Wechselstrombetrieb mit unterschiedlicher Form des positiven und negativen Anteils mit eingestellter Frequenz und Balance dargestellt, so dass der Benutzer die diesbezüglichen Schweißparameter schnell erfassen kann. Im Übrigen sind Schweißparameter der Schweißkurve zugeordnet und schnell erkennbar oder änderbar.
In 4E ist zu der WIG-Betriebsart ein Stromverlauf mit unterschiedlichen positiven Anteilen (Sinushalbwelle) und negativen Anteilen (Rechteckform) dargestellt, zusammen mit der Frequenz und Balance und einer graphischen und alphanumerischen Anzeige der Frequenz, Balance und Stromkurvenform (links oben im Zentralbereich 31).
4F zeigt anstelle der WIG-Betriebsart nach den 4A bis 4E als Betriebsart ein Elektroden-Schweißen, wobei als Elektroden-Schweißparameter ein Schweißstrom I₁ von 250 Ampère eingestellt ist und zum Zünden ein Strom von 300 Ampère über 0,1 Sekunden eingestellt ist, wonach auf 250 Ampère zurückgeschaltet wird. Ferner sind für einen stabilen Lichtbogen kurze Stromimpulse (Arc-Force) eingestellt. In der Darstellung gemäß den 4G und 4H sind bei der Betriebsart des Elektroden-Schweißens verschiedene Unterauswahlmöglichkeiten eingeblendet, die wiederum durch Anwahl und Auswahl mit dem Dreh-/Tastknopf 29.5 ausgewählt und der Benutzerführungssteuerung 40 sowie gegebenenfalls der Prozesssteuerungseinrichtung 7 zugeführt werden können.
In den 5A, 5B, 5C und 5D sind bei eingestellter Programmbenutzungsart verschiedene benutzerindividuelle und schweißaufgabenspezifisiche Programme dargestellt, die mittels des Dreh-/Tastknopfes 29.5 ausgewählt werden können. Nach Auswahl eines betreffenden Programms für eine bestimmte Schweißaufgabe durch einen bestimmten Benutzer kann dann der Schweißprozess über die Prozesssteuerungseinrichtung 7 nach Übernahme der betreffenden Schweißparameter und Schweißabläufe eingestellt werden. Dabei ist es auch möglich, verschiedene Programme miteinander zu kombinieren, um eine Schweißablauffolge vorzugeben, wie in 5I gezeigt. Die Programmverwaltung und graphische Darstellung der Programmlisten mit Einblendung näherer Auswahlmöglichkeiten ergibt eine einfache benutzerfreundliche Bedienung durch die vorgegebene Strukturierung. Es ist auch vorgesehen, Ordner anzulegen, wobei ein Befehlssatz für Verwaltungsmöglichkeiten vorgesehen und über das Ordnersystem eine übersichtliche Verwaltung geboten wird (z. B. kopieren, verschieben, umbenennen o. ä.). Eine Schweißfolge kann durch wahlweises Verbinden mehrerer Programme und diesbezügliche graphische Darstellung der besonderen Zusammenstellung aufgabenspezifisch bzw. benutzerindividuell vorgegeben werden.
Die 5E und 5F zeigen Eingabemöglichkeiten von alphanumerischem Text, wobei die Eingabeelemente des Bedienfeldes 20 auf dem Anzeigefeld 30 entsprechend dem Bedienfeld 20 dargestellt sind und in der Darstellung auf dem Anzeigefeld 30 die zugeordneten Buchstaben, Ziffern und Zeichen angegeben sind, die durch einmaliges oder mehrmaliges Drücken auswählbar und in der Schriftleiste des Zentralbereichs 31 des Anzeigefeldes 30 als Zeichenfolge erscheinen, um die Programme eindeutig zu kennzeichnen. Ein erstelltes Programm kann demnach übersichtlich in der Benutzerführungssteuerung abgelegt, verwaltet und bei Bedarf zum Durchführen eines entsprechenden Schweißprozesses wieder aufgerufen werden. Die 5G, 5H und 5I zeigen weitere Ausführungsbeispiele für die Darstellung und Auswahlmöglichkeiten bei eingestellter Programmbenutzungsart, wobei 5I eine Schweißfolge zeigt.
Die 6A bis 6G beziehen sich auf die Assistenzbenutzungsart. Diese kann über das Assistenzartwahlelement 22 ausgewählt und auf dem Anzeigefeld 30 dargestellt werden, wobei die Farb-Codierung des betreffenden Kennzeichnungsabschnitts 22.1 z. B. blau und der Kennzeichnungsbereich 36 ebenfalls blau dargestellt ist. In den Eckbereichen der Randbereiche 32 bis 35 sind entsprechende Angaben gemacht (Schweißaufgabe, Schweißtipp, Datenbank und evtl. Anpassung), während im Zentralbereich die Schweißaufgabe symbolisch und alphanumerisch naher gekennzeichnet ist. Beispielsweise ist eine Stumpfnaht mit zu verbindenden Werkstücken unterschiedlicher Stärke dargestellt, die beide aus Stahl bestehen, sowie eine Anfasung. Die Materialstärken und die Dimensionierung der Stumpfnaht können über den Dreh-/Tastknopf 29.5 variiert werden. Entsprechend der gewählten Schweißaufgabe werden in der Assistenzbenutzungsart über die Benutzerführungssteuerung 40 in der Prozesssteuerungseinrichtung die Schweißparameter automatisch entsprechend der dargestellten Schweißaufgabe zugeordnet, wodurch für den Benutzer die Bedienung infolge der Unterstützung durch die Gerätesteuerung erleichtert wird. Entsprechende Darstellungen für andere Schweißaufgaben zeigen auch die 6C, 6D und 6E. Gemäß 6F kann auch ein Schweißtipp mit verschiedenen Vorschlägen dargestellt werden.
Die 7A, 7B und 7C zeigen Beispiele für Darstellungen in der Systembenutzungsart, die mittels des Systembenutzungsartwahlelementes 23 gewählt und über die Benutzungsführungssteuerung 40 visualisiert wird. Als Farb-Code ist hierbei in dem Kennzeichnungsabschnitt 23.1 und entsprechend in dem Kennzeichnungsbereich 36 beispielsweies gelb gewählt. In der Systembenutzungsart sind Konfigurationen, Diagnosen und auch Hilfefunktionen eingerichtet die durch den Benutzer oder Servicepersonal aufrufbar sind und gegebenenfalls auch geändert werden können. Auf diese Weise können auch abgespeicherte Fehler oder Betriebsdauern und Betriebsweisen untersucht, ausgewertet und z. B. bei neuen Geräteeinstellungen und Programmen berücksichtigt werden.

Claims

Schweißvorrichtung mit einer Gerätesteuerung (1) und einem Schweißbrenner (2) sowie mit einer Benutzerführungseinrichtung, die eine Benutzerführungssteuerung (40) mit einer Speichereinrichtung (41) und eine Benutzeroberfläche (10) mit einem Eingabeelemente aufweisenden Bedienfeld (20) und einem Anzeigefeld (30) mit graphischer und alphanumerischer Anzeige sowie Randbereichen (32, 33, 34, 35) und einem Zentralbereich (31) umfasst, wobei mit den Eingabeelementen Prozessparameter auch im Zusammenhang mit einer Schweißkurve und Programme wählbar sind, die auf der Anzeige vermittels der Benutzerführungssteuerung (40) darstellbar sind und mittels deren ein Schweißprozess über eine Prozesssteuerungseinrichtung (7) beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Speichereinrichtung (41) verschiedene Benutzungsarten gespeichert sind, die zumindest zwei der Gruppe klassische Grundbenutzungsart, Programmbenutzungsart, Assistenzbenutzungsart und Systembenutzungsart umfassen, wobei in der Grundbenutzungsart zumindest eine Teilmenge der Prozessparameter Gasvorströmzeit, Zündzeitpunkt nach Gasvorströmung, Stromstärke, Stromverlaufsform über der Zeit und Gasnachströmzeit einstellbar sind, in der Programmbenutzungsart ein einer bestimmten Schweißaufgabe und/oder einem Benutzer zugeordnetes Schweißprogramm wählbar ist, in der Assistenzbenutzungsart von dem Benutzer eine Schweißaufgabe einstellbar ist, der über die Gerätesteuerung angepasste Schweißparameter zuordenbar sind und in der Systembenutzungsart in der Gerätesteuerung hinterlegte Maschinendaten abrufbar und änderbar sind, dass die Eingabeelemente eine Gruppe von Benutzungsartwahlelementen (21, 22, 23, 24) umfassen, mit denen zwischen mindestens zwei verschiedenen der in der Benutzerführungssteuerung (40) gespeicherten Benutzungsarten wählbar ist, wobei jeder Benutzungsart ein eigener, visuell wahrnehmbarer Code zugeordnet ist, der in einem Kennzeichnungsabschnitt (21.1, 22.1, 23.1, 24.1) auf oder nahe dem betreffenden Benutzungsartwahlelement angebracht ist, dass der Code nach Wahl dieser Benutzungsart mittels des betreffenden Benutzungsartwahlelementes (21, 22, 23, 24) auf der Anzeige mittels der Benutzerführungssteuerung dargestellt ist und die Benutzerführung in der gewählten Benutzungsart durch Eingaben über die Eingabeelemente des Bedienfeldes (20) und Ausgabe von Informationen über das Anzeigefeld (30) vermittels der Benutzerführungssteuerung (40) interaktiv erfolgt, und dass in dem Zentralbereich die Prozessparameter wiedergebende Schweißkurve darstellbar ist, die mittels der Benutzerführungssteuerung (40) entsprechend den Prozessparametern variierbar ist.
Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerführungseinrichtung in der Weise ausgebildet ist, dass bei Betätigung eines Benutzungsartwahlelementes (21, 22, 23, 24) mittels der Benutzerführungssteuerung (40) der dem jeweiligen Kennzeichnungsabschnitt (21.1, 22.1, 23.1, 24.1) entsprechende Code erkannt und in eine auf dem Anzeigefeld (30) erscheinende Anzeigeinformation umgesetzt wird.
Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Code in verschiedenen Farben, verschiedenen Symbolen oder verschiedenen alphanumerischen Zeichen besteht.
Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeelemente eine Gruppe von Bedienelementen (29) umfassen, mit denen innerhalb der jeweiligen gewählten Benutzungsart vorgegebene oder vorgebbare Betriebsdaten, wie Prozessparameter, Programme, Schweißart, benutzerindividuelle Einstellungen, die auf der Anzeige dargestellt sind, anwählbar, auswählbar und zumindest zum Teil änderbar sind.
Schweißvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienelemente (29) als Block aus in vier Eckbereichen angeordneten Wahltasten (29.1, 29.2, 29.3, 29.4) und einem Zentralknopf mit Dreh-/Druckknopf (29.5) angeordnet sind, dass den Wahltasten (29.1, 29.2, 29.3, 29.4) in korrespondierenden Eckbereichen der Anzeige dargestellte Betriebsdaten zugeordnet sind, die durch Betätigen der betreffenden Wahltaste (29.1, 29.2, 29.3, 29.4) anwählbar sind, wonach mit dem Drehknopf eine Unteranwahl vornehmbar, mit dem Druckknopf auswählbar und in der Benutzerführungssteuerung hinterlegbar und anschließend als ausgewähltes Betriebsdatum in dem betreffenden Eckbereich der Anzeige darstellbar ist.
Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeelemente eine Gruppe weiterer Wahlelemente (25, 26, 27, 28) aufweisen, die mindestens zwei Programmeinstellelemente (25, 26) zum schnellen Speichern und Aufrufen festgelegter Programme und ein Menüwahlelement (27) zum schnellen Aufrufen eines vorbestimmten Menüs umfasst.
Schweißvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe der Bedienelemente (29) in der Mitte, die Benutzungsartwahlelemente (21, 22, 23, 24) rechts und die Gruppe der weiteren Wahlelemente (25, 26, 27, 28) links auf dem Bedienfeld (20) angeordnet sind.
Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Benutzerführungssteuerung (40) grafische Anzeigedaten hinterlegt und/oder erzeugbar sind, mittels derer Schweißparameter und/oder Schweißaufgaben in dem Anzeigefeld (30) grafisch visualisierbar sind.
Schweißvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die grafische Darstellung entsprechend gewählten Einstellungen änderbar ist.
Schweißvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerführungseinrichtung mit der Benutzerführungssteuerung (40) so ausgebildet ist, dass die grafische Darstellung durch Betätigen der Eingabeelemente geändert wird.
Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Anzeigefeld das Bedienfeld (20) mit den Eingabeelementen als Tasten darstellbar ist, auf denen auf den Tasten zugeordnete alphanumerische Zeichen sichtbar sind, die durch Betätigen der Eingabeelemente des Bedienfeldes entsprechend zum Schreiben aufrufbar sind und der Benutzerführungssteuerung (40) zuführbar sind.