-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Vorschubes der abnutzbaren Drahtelektrode von Schweiß- und/oder Lötanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine solche Schweiß- und/oder Lötanlage mit abnutzbarer Drahtelektrode gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
-
Stand der Technik
-
Schweiß- und Lötanlagen mit abnutzbaren Drahtelektroden sind üblicherweise mit Schlauchpaketen in Standardlängen bis etwa 8 m erhältlich. Diese Schlauchpakete dienen dazu, die Zuführung von Draht, Strom und Schutzgas und gegebenenfalls von Flüssigkeit zum Prozess zu gewährleisten.
-
Da in längeren Ausführungen von Schlauchpaketen die Reibung zwischen Drahtelektrode und Schlauchmantel immer höher wird, kann der hintere sogenannte Push-Antrieb in der Schweißstromquelle oder in einem Drahtvorschubgerät nicht mehr genügend Kraft aufbieten, um den Draht zu dem Schweißkopf zuzuführen. Die Folge ist, dass der Drahttransport ins Stocken gerät und möglicherweise auch zum Stillstand kommt. Ein qualitativ hochwertiger Schweißprozess ist dadurch nicht gewährleistet. Um dennoch längere Schlauchpakete zu realisieren, wird im Allgemeinen ein zusätzlicher Pull-Antrieb in der Nähe des Drahtauslaufes im Brenner vorgesehen, der einen Zug auf den Draht ausübt.
-
Es gibt mehrere Möglichkeiten, um diesen vorderen Pull-Antrieb auszuführen und zu betätigen. Eine Möglichkeit der Betätigung ist diejenige, die Steuerung von der Stromquelle aus vorzunehmen. Hierzu muss die Stromquellensteuerung entsprechend ausgelegt sein. Da es aber eine Vielzahl von Motoren für Pull-Antriebe sowie etliche Hersteller für diverse Pull-Schweißbrenner gibt, bieten die Hersteller der Stromquellen eine Stromquellensteuerung nur in begrenztem Umfang an, üblicherweise nur für deren eigene Brenner.
-
Es gibt noch eine Anzahl weiterer Anpassungslösungen, die teilweise passiv über eine Art Selbstregelung funktionieren oder aber über aktive Verstärkerschaltungen realisiert sind. Diese sind jedoch mehr oder weniger auch nur auf einen Brenner-Typ ausgelegt.
-
So wird bei einer Ansteuerung des Push-Motors unter Einsatz eines Drehgebers oder Tachogenerators der Motor üblicherweise über eine Steuerung geregelt, die der Stromquelle zugeordnet ist. Bei dieser Regelung wird über einen Drehgeber oder Tachogenerator die aktuelle Geschwindigkeit ermittelt und über Impulse oder Spannungswerte der Steuerung übermittelt. Hierbei handelt es sich um eine aktive Regelung, die sehr genau ist. Sie erfordert allerdings eine Auswerteeinheit in der Stromquelle sowie einen Drehgeber oder Tachogenerator am Pull-Motor, wodurch hohe Kosten entstehen.
-
Die Ansteuerung des Push-Motors kann auch über ein Konstantmoment erfolgen. Unter der Annahme, dass der Motorstrom proportional zum Drehmoment ist, kann durch einen konstant eingeprägten Motorstrom eine Konstantmoment-Steuerung erfolgen. Diese aktive Regelung ist allerdings schwankend und prinzipiell mit der Ansteuerung über eine Widerstandsplatine vergleichbar.
-
Aus
EP 1 410 868 A2 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der an den Enden eines Schlauchpakets jeweils eine Schweißdraht-Fördereinrichtung angeordnet ist. Eine der Schweißdraht-Fördervorrichtungen weist einen Hauptantrieb auf, während die andere Schweißdraht-Fördervorrichtung einen Hilfsantrieb beinhaltet. Es ist vorgesehen, die beiden Schweißdraht-Fördervorrichtungen auf einer konstanten Drehzahl zu halten. Hierzu weist die Vorrichtung eine Detektoreinheit auf, aufgrund deren Signal die Schweißdraht-Fördervorrichtungen gesteuert werden. Bei der Detektoreinheit handelt es sich um einen Rohrsensor, der das Ausweichen bzw. Auslenken des durch das Schlauchpaket verlaufenden Schweißdrahtes aus einer Mittellage ermittelt.
-
Diese Vorrichtung ist insbesondere in Bezug auf die Detektoreinheit äußerst aufwendig und anfällig.
-
Aus
US 2006/0163230 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Koordination eines Drahtvorschubmotors bekannt. Die Vorrichtung beinhaltet einen Push-Motor, der dazu ausgebildet ist, einen Schweißdraht bei einer gewünschten Geschwindigkeit zu schieben. Darüber hinaus beinhaltet die Vorrichtung einen Pull-Motor, der dazu ausgebildet ist, den Schweißdraht zu ziehen und für den Schweißprozess auszugeben. Das System beinhaltet außerdem eine Kontrolleinheit, die dazu ausgebildet ist, den Pull-Motor derart zu steuern, dass dessen Pull-Geschwindigkeit größer als die erwähnte gewünschte Geschwindigkeit während einer Startphase ist.
-
Aus
WO 2008/130754 A2 ist ein Schweißsystem bekannt, an dessen Brenner ein Barcode oder ein RFID-Chip angeordnet ist, um automatisch Kontrollparameter für den Antrieb auszuwählen.
-
Aus
US 2006/0131293 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kalibrierung einer Drahtvorschubsteuerung bekannt. Die Drahtvorschubvorrichtung beinhaltet einen Vorschubmotor, der dazu ausgebildet ist, die Drahtausgabe angepasst an einen Schweißprozess mit einer Ausgabegeschwindigkeit zu steuern. Die Drahtvorschubvorrichtung beinhaltet außerdem einen Regler, der dazu ausgebildet ist, die Motorkalibrations-Parameter derart einzustellen, dass die aktuelle Drahtgeschwindigkeit mit einer gewünschten Drahtgeschwindigkeit übereinstimmt.
-
Aus der
DE 44 37 750 C2 ist es bekannt, die Drehzahl eines Elektromotors mittels der im Motor erzeugten Gegenspannung, auch elektromotorische Kraft oder EMK genannt, zu messen. Während der Messungen darf jedoch kein Strom durch den Elektromotor fließen, damit der ohmsche Spannungsabfall an der Motorwicklung nicht das Ergebnis verfälscht. Gemäß Sax, H: ”Drehzahl eines Gleichstrommotors ohne Tachogenerator geregelt”, Steuer- und Regelungstechnik, Elektronik 23/1981, Seite 73 ff wird deshalb zur Drehzahlmessung eines Motors dieser vom Versorgungskreis abgetrennt, wobei die Generatorspannung abgetastet wird.
-
Aufgabe
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben derartiger Schweiß- und/oder Lötanlagen mit abnutzbaren Drahtelektroden zu schaffen, mit dem auch längere Schlauchpakete einsetzbar sind, ohne dass die vorstehend erläuterten Probleme auftreten, wobei die verfahrensmäßige Aufwand effektiv gestaltet ist. Darüber hinaus soll eine entsprechende Schweiß- und/oder Lötanlage angegeben werden.
-
Erfindung und vorteilhafte Wirkungen
-
Die Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Schweiß- und/oder Lötanlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Eine wesentliche erfindungsgemäße Maßnahme ist diejenige, dass die Geschwindigkeit des Motors des Pull-Antriebes über die elektromotorische Kraft (EMK) gemessen und ermittelt wird, die in einer Austastlücke dann, wenn der Pull-Motor nicht mit Strom beaufschlagt wird, die Geschwindigkeit des Motors des Pull-Antriebes repräsentiert (Rück-EMK), und dass aus der Geschwindigkeit und einer geforderten Sollgeschwindigkeit für die Ansteuerung des Motors des Push-Antriebes ein Tastverhältnis der Pulsweitenmodulation (PWM) eingestellt wird.
-
Um das Tastverhältnis zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren, sollte der Vorgang der Ermittlung des Tastverhältnisses in vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt werden. Für die Ermittlung einer Sollgeschwindigkeit des Pull-Motors wird die Geschwindigkeit des Pull-Motors ermittelt, bei der eine Antriebesrolle des Pull-Motors für den Vorschub der Drahtelektrode keinen Schlupf auf der Drahtelektrode zeigt und exakt mit einer Umfangsgeschwindigkeit entsprechend der durch den Push-Motor erreichten Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode läuft. Dieser Zeitpunkt kann als der Übergang von einem ”Durchrutschen” zu einem ”Greifen” des Antriebesteils des Vorschubes bezeichnet werden.
-
Der Erfindung liegen die Überlegungen zugrunde, dass bei einer Ansteuerung des Push-Motors über eine Widerstandsplatine der Motor über einen Widerstand in Reihe angeschlossen wird. Wenn der Motor mehr Strom bei seinem Betrieb zieht, fällt die Spannung entsprechend stärker an dem Widerstand ab und der Motor wird somit langsamer. Wenn der Motor weniger Strom zieht, fällt die Spannung entsprechend weniger ab und der Motor wird folglich wieder schneller. Diese passive Regelung ist allerdings schwankend.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Schweiß- und/oder Lötanlage mit abnutzbarer Elektrode zeichnen sich durch die nachfolgenden Vorteile aus.
-
Die Schweiß- und/oder Lötanlage besitzt bei einer vorteilhaften Ausführung in einem Speicher abgespeicherte Kennlinien für einsetzbare Pull-Motoren. Auf diesen abgespeicherten Kennlinien kann zurückgegriffen werden, indem eine für den eingesetzten Pull-Motor passende Kennlinie über einen DIP-Schalter fest eingestellt wird.
-
Da die Kennlinien verschiedener Motoren, die für den Push-Motor zum Einsatz kommen, in der Steuereinrichtung aufgenommen und/oder hinterlegt sind, ist die Regeleinheit universell bei den unterschiedlichen Schweiß- und/oder Lötanlagen mit abnutzbarer Drahtelektrode, die neben einem Push-Antrieb auch einen Pull-Antrieb aufweisen, einsetzbar. Dadurch ist die Anordnung nicht auf einen bestimmten Typ eines Pull-Antriebes beschränkt.
-
Aufgrund einer Signalabtastung am Drahtvorschubgerät (Push-Antrieb) können geringste Geschwindigkeitsänderungen, die beispielsweise durch einen Knick im Schlauchpaket auftreten können, sofort erkannt werden. Dadurch ist die Einrichtung weitestgehend von der Signalform unabhängig.
-
Da erfindungsgemäß eine Erkennung und Umrechnung der Signalwerte vom Push-Motor erfolgt, muss vom Anwender bei Neuinstallation keine besondere Konfiguration beachtet werden und es ergibt sich eine schnellstmögliche Installation für den Anwender.
-
Da die Geschwindigkeitswerte für den Pull-Motor selbständig errechnet werden, ist für die Geschwindigkeitsanpassung keine Sensorik erforderlich.
-
Auch ist aufgrund der Ermittlung der elektromotorischen Kraft (EMK) des Pull-Motors keine Sensorik zum Aufnehmen der Ist-Geschwindigkeit notwendig.
-
Da eine Nachregelung der Stellgröße (Sollwert) aufgrund des aus der elektromotorischen Kraft abgeleiteten Signals, das die Ist-Geschwindigkeit des Pull-Motors repräsentiert, erfolgt, ist eine Signalauswertung direkt mit dem Motor gekoppelt. Hierdurch ergeben sich keine physikalischen Auswirkungen durch eine Sensorik, wie beispielsweise Drehgeber oder andere vergleichbare Komponenten. Somit sind keine zwischengeschalteten Störgrößen vorhanden.
-
Schließlich werden die errechneten Stellgrößen direkt auf den Pull-Motor angewandt.
-
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Die für den eingesetzten Pull-Motor passende Kennlinie wird vorzugsweise über einen DIP-(Dual In line Package)-Schalter und/oder eine Software eingestellt.
-
Für die Inbetriebnahme einer Anlage sollte zunächst ein Abgleich des Push-Motors vorgenommen werden, indem die Drahtgeschwindigkeit ermittelt wird und gleichzeitig die Ansteuerung des Push-Motors gemessen wird.
-
Vorzugsweise wird der Pull-Motor aufgrund der Abgleichdaten im Arbeitsbetrieb der Anlage auf die gleiche Geschwindigkeit geregelt wie der Push-Motor über die Stromquelle eingestellt wird.
-
Die Ansteuerung des Push-Motors sollte über einen galvanisch getrennten Eingang, alternativ über einen Sensor, ermittelt werden, und die Ansteuerung sollte dann mittels der ausgewählten Kennlinie berechnet und/oder angepasst werden. Die ermittelte neue Größe wird dann als Sollwert für die Regelung des Pull-Motors im Arbeitsbetrieb herangezogen.
-
Der Pull-Motor kann über eine Pulsweitenmodulation (PWM) angesteuert werden.
-
Um eine automatische Parameter-Ermittlung vorzunehmen, wird der Leerlaufstrom des Pull-Motors bei einer schnellen und einer langsamen Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode erfasst und hieraus die Solldrehzahl, mit der der Pull-Motor betrieben werden soll, abgeleitet.
-
Ausführungsbeispiele
-
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert.
-
In der Zeichnung zeigt
-
1 schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schweiß- und/oder Lötanlage mit abnutzbarer Elektrode, die sowohl einen Push-Antrieb als auch einen Pull-Antrieb aufweist,
-
2 ein Ablaufdiagramm für die Inbetriebnahme einer Vorrichtung,
-
3 ein Ablaufdiagramm für den Lernmodus 1 des Ablaufdiagramms der 2,
-
4 ein Ablaufdiagramm für die Messprozedur am Arbeitspunkt 1 bzw. 2 des Ablaufdiagramms der 3,
-
5 ein Ablaufdiagramm für den Arbeitsmodus der 2 und
-
6 ein Ablaufdiagramm für den Lernmodus 2 des Ablaufdiagramms der 2.
-
Die Schweiß- und/oder Lötanlage entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist in den wesentlichen Anlagenteilen, die für die Erfindung von Bedeutung sind, in 1 dargestellt.
-
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Schlauchpaket bezeichnet, über das von einem nur schematisch dargestellten Drahtvorrat 2 eine abnutzbare Drahtelektrode 3 dem Brenner zugeführt wird. An dem hinteren Ende des Schlauchpakets 1 befindet sich ein elektromotorischer Push-Antrieb 4, während sich an dem anderen Ende des Schlauchpakets 1 ein Pull-Antrieb 5 befindet. Letzterer Pull-Antrieb 5 ist in ein Griffstück 6 integriert, das einen Betätigungsschalter 7 umfasst. An dem Griffstück 6 ist eine Schweißdüse 8 gehalten, über die Schweißgas sowie die Drahtelektrode 3 auf eine zu schweißende Stelle geführt werden. Der Vorschub der Drahtelektrode 3 sowie die Gaszufuhr werden über den Betätigungsschalter 7 an dem Griffstück 6 der Schweißpistole bei Bedarf gestartet und wieder unterbrochen.
-
Die Anlage wird über eine zentrale Stromversorgung 9 versorgt, die sowohl den Schweißstrom liefert als auch den Push-Antrieb 4 und den Pull-Antrieb 5 mit Strom versorgt. Der Push-Antrieb 4 ist über Messleitungen 10 mit einer zentralen Elektronikeinheit 11 verbunden. Auch ist der Pull-Antrieb 5 über Steuerleitungen 12 mit der Elektronikeinheit 11 verbunden. Die Elektronikeinheit 11 wird über eine externe Stromversorgungs- oder Schweißstromquelle 13 (vorzugsweise 35...48 VAC) versorgt.
-
Der Push-Antrieb 4 umfasst Andruckrollen 14, um die Drahtelektrode 3 unter reibendem Eingriff zu der Schweißdüse 8 vorzuschieben. Im Gegensatz zu dem Push-Antrieb 4, der dazu ausgelegt ist, die Drahtelektrode 3 in Richtung der Schweißdüse 8 zu drücken, ist der Pull-Antrieb 5 dahingehend ausgelegt, die Drahtelektrode 3 zu ziehen. Der Pull-Antrieb 5 unterstützt somit den Push-Antrieb 4 insbesondere bei sehr langen Schlauchpaketen 1, bei denen aufgrund der Länge der Push-Antrieb 4 nicht ausreicht, um die Drahtelektrode 3 störungsfrei zu der Schweißdüse 8 zuzuführen. Bei sehr langen Schlauchpaketen 1 tritt nämlich innerhalb des Führungsschlauchs ein Stau der Drahtelektrode 3 aufgrund großer Reibung zwischen Drahtelektrode 3 und der Innenwandung des Führungsschlauches im Schlauchpaket 1 auf. Um einen solchen Stau zu vermeiden, aber auch um einen gleichmäßigen Vorschub der Drahtelektrode 3 zu der Schweißdüse 8 zu gewährleisten, müssen der Push-Antrieb 4 und der Pull-Antrieb 5 aufeinander während des gesamten Schweißvorgangs abgestimmt werden.
-
Hierzu werden Push- und Pull-Antrieb 4, 5 beim Schweiß- und/oder Lötvorgang für die Förderung der Drahtelektrode 3 angesteuert, wie dies nachfolgend anhand der Ablaufdiagramme erläutert wird, die in den 2 bis 6 dargestellt sind.
-
Zunächst wird anhand der 2 ein Ablaufdiagramm für die Inbetriebnahme der Anlage beschrieben.
-
Die Anlage wird am Schritt 100 gestartet, indem die Betriebsspannung der Anlage eingeschaltet wird. Danach werden in den Schritten 101, 102 und 103 die Messart, der in der Anlage eingesetzte Motortyp sowie die geforderten Geschwindigkeiten ausgewählt.
-
Danach wird im Schritt 104 geprüft, ob es sich bei der Betriebsauswahl um einen Lernmodus oder einen Arbeitsmodus handelt. Der Lernmodus, Schritt 105, wird dann ausgewählt, wenn die Anlage zum ersten Mal, oder nach einem Reset-Vorgang, gestartet wird. Der Arbeitsmodus, Schritt 106, wird dann ausgewählt, wenn bereits in einem vorherigen Betrieb ein Lernmodus durchgeführt wurde.
-
Falls im Schritt 104 der Lernmodus ausgewählt wurde, wird im Schritt 105 geprüft, ob zunächst der Lernmodus 1 durchgeführt werden soll oder aber zu einem Lernmodus 2 fortzuschreiten ist. Entsprechend den Entscheidungskriterien im Schritt 105 wird zu dem Lernmodus 1, Schritt 107, oder zu dem Lernmodus 2, Schritt 108, übergegangen. Die Geschwindigkeitsanpassung zwischen Pull-Antrieb 5 und Push-Antrieb 4 kann je nach Art des Motors entweder über den Lernmodus 1 oder den Lernmodus 2 erfolgen.
-
Die einzelnen Verfahrensabläufe, die den Lernmodus 1 (Verfahrensschritt 107), den Arbeitsmodus (Verfahrensschritt 106) sowie den Lernmodus 2 (Verfahrensschritt 108) betreffen, sind in den 3, 5 und 6 dargestellt.
-
Die 4 zeigt darüber hinaus die Messprozedur an Arbeitspunkten 1 bzw. 2, die sich aus dem Lernmodus 1 ergeben, wie er in 3 dargestellt ist.
-
Der Ablauf des Lernmodus 1 entsprechend dem Verfahrensschritt 107 der 2 ist wie folgt.
-
Nach dem Start am Schritt 200 wird im Schritt 201 eine Betriebsartenauswahl aus dem Speicher geladen. Dieser Speicher ist in die zentrale Elektronikeinheit 11, die in 1 gezeigt ist, integriert. Nachdem die Betriebsartenauswahl im Schritt 201 geladen ist, wird im Schritt 202 entschieden, ob die Messung gestartet werden soll oder nicht. Falls die Messung nicht gestartet werden soll, wird im Schritt 203 die Entscheidung getroffen, ob ein Abbruch erfolgen soll. Falls diese Entscheidung verneint wird, geht der Verfahrensablauf zurück zu Schritt 202, und falls ein Abbruch erfolgen soll, wird im Schritt 204 zurück zu dem Betriebsartenauswahl Lernmodus, und zwar Schritt 104, des Ablaufdiagramms der 2, gegangen. Falls im Schritt 202 die Entscheidung fällt, dass die Messung gestartet werden soll, geht der Ablauf weiter zu Schritt 205, wo wiederum entschieden werden muss, ob ein Abbruch erfolgen soll oder nicht. Falls ein Abbruch ansteht, geht der Verfahrensablauf weiter zu Schritt 204, ansonsten wird im Schritt 206 die Messprozedur am Arbeitspunkt 1 gestartet. Dieser Verfahrensablauf ergibt sich aus dem Ablaufdiagramm der 4. Das Ablaufdiagramm der 4 wird nachfolgend noch beschrieben.
-
Nach dem Verfahrensschritt 206 erfolgt wiederum eine Abfrage ”Abbruch?” im Schritt 207; falls ein Abbruch erfolgen soll, führt der Schritt 208 zurück zu der Abfrage: ”Betriebsartenauswahl Lernmodus?” und damit zu dem Ablaufdiagramm der 2.
-
Falls im Schritt 207 entschieden wird, dass kein Abbruch erfolgen soll, wird im Schritt 209 die Messprozedur am Arbeitspunkt 2 gestartet. Dieses Ablaufdiagramm ist in 4 dargestellt. Nach dem Verfahrensschritt 209 erfolgt im Schritt 210 die Abfrage, ob die Messung in Ordnung ist. Falls diese Frage bestätigt wird, werden im Schritt 211 die ermittelten Werte gespeichert. Danach wird zurück zu der Abfrage ”Betriebsartenauswahl Lernmodus?” der 2 zurückgegangen.
-
Der Ablauf der Messprozeduren am Arbeitspunkt 1 bzw. am Arbeitspunkt 2 entsprechend den Verfahrensschritten 206 und 209 in 3 ist in 4 dargestellt.
-
Nach dem Start am Schritt 300 erfolgt im Schritt 301 die Ansteuerung des Pull-Antriebes mit Parametern, die in der Betriebsauswahl getroffen wurden. Danach wird im Schritt 302 die Geschwindigkeit des Push-Antriebes mittels Messvorrichtung, beispielsweise eines Encoders, eingestellt. Darüber hinaus erfolgt eine Statusanzeige in der Form: ”zu schnell” oder ”gut” oder ”zu langsam”. Nach dem Schritt 302 wird im Schritt 303 abgefragt, ob ein Abbruch erfolgen soll. Falls ein Abbruch erforderlich ist, geht der Ablauf über Schritt 304 zurück zu der Abfrage ”Betriebsartenauswahl Lernmodus?” des Ablaufdiagramms der 2.
-
Falls im Schritt 303 kein Abbruch erforderlich ist, wird im Schritt 305 das Geschwindigkeitssignal des Push-Antriebes mittels Sensor und/oder PWM (Pulsweitenmodulation) aufgenommen und es erfolgt eine Statusanzeige: ”oberer Arbeitspunkt” bzw. ”unterer Arbeitspunkt”. Im Schritt 306 werden dann die Parameter der Geschwindigkeitssignale des Push-Antriebes und des Pull-Antriebes aus den gemessenen Signalen unter Berücksichtigung der gespeicherten Arbeitskennlinien berechnet. Das Ablaufdiagramm der 4 endet dann am Schritt 307 mit einem Rücksprung in den Lernmodus 1 der 3.
-
Der Arbeitsmodus des Ablaufdiagramms der 2 ist in 5 dargestellt.
-
Nach dem Start im Schritt 400 soll eine Drahtförderung im Schritt 401 gestartet werden. Außerdem wird geprüft, ob die Schweißstromquelle gestartet werden soll bzw. gestartet ist. Falls die Abfrage negativ ist, geht der Ablauf über zu Schritt 402 und damit zurück zu der Abfrage: ”Betriebsartenauswahl Lernmodus?” im Ablaufdiagramm der 2. Wenn Drahtförderung/Schweißstrom im Schritt 401 gestartet sind, wird im Schritt 403 das Geschwindigkeitssignal des Push-Antriebes mittels Sensor und/oder PWM aufgenommen. Anschließend wird im Schritt 404 der Parameter der Geschwindigkeitssignale des Push-Antriebes aus den gemessenen Signalen unter Berücksichtigung der gespeicherten Antriebeskennlinien bzw. des Korrekturwerts aus der Rück-EMK berechnet. Es folgt der Schritt 405, in dem die Ausgabe des Stellsignals an den Push-Antrieb erfolgt und das Rück-EMK-Signal in der Austastlücke zur Berechnung eines Korrekturwertes gemessen wird. Damit ist der Arbeitsmodus abgeschlossen und im Schritt 406 geht der Ablauf zurück zu der Abfrage: ”Betriebsartenauswahl Lernmodus?” des Ablaufdiagramms der 2.
-
Anhand des Ablaufdiagramms der 6 wird nun der Lernmodus 2 beschrieben, der im Schritt 108 der 2 angegeben ist. Der Lernmodus 2 der 6 entspricht in den Verfahrensschritten 500 bis 505 den Verfahrensschritten 200 bis 205.
-
Nach dem Verfahrensschritt 505 folgt dann, wenn kein Abbruch erfolgen soll, der Verfahrensschritt 506, in dem die Andruckrolle an dem Pull-Antrieb gelöst wird und die Leerlaufstrommessung des Pull-Antriebes aktiviert wird.
-
Dem Schritt 506 folgen die Schritte 507 und 508, falls ein Abbruch erfolgen soll, die den Verfahrensschritten 207 und 208 der 2 entsprechen.
-
Falls kein Abbruch im Schritt 507 erfolgen soll, werden im Verfahrensschritt 509 die Andruckrollen an den Antrieben gespannt und die Messung aktiviert. Im Schritt 510 wird die Förderung des Drahts mit hoher Geschwindigkeit, gegebenenfalls im Schweißbetriebsmodus der Stromquelle, vorgenommen.
-
Der Ablauf geht über zu Schritt 511, in dem die Messung aktiviert wird, um ein Durchrutschen der Andruckrollen am Pull-Antrieb am oberen Arbeitspunkt zu detektieren. Es folgt im Schritt 512 die Förderung des Drahts mit kleiner Geschwindigkeit. Gegebenenfalls wird dies im Schweißbetriebsmodus der Stromquelle vorgenommen. Anschließend wird im Schritt 513 die Messung aktiviert, um ein Durchrutschen der Andruckrollen am Pull-Antrieb am unteren Arbeitspunkt zu detektieren. Im Schritt 514 werden die erhaltenen Werte gespeichert und es wird zu der Abfrage: ”Betriebsartenauswahl Lernmodus?” der 2 zurückgekehrt.
-
Die vorstehend beschriebenen, detaillierten Verfahrensabläufe zeigen, dass aus den verschiedenen gemessen und ermittelten Werte der Pull-Motor beim Schweißen immer auf die gleiche Geschwindigkeit geregelt wird wie der Push-Motor in der Stromquelle eingestellt wird.
-
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei der Inbetriebnahme einer Anlage nach Anlegen der Spannungsversorgung alle Einstellungen geladen werden. Außerdem wird die Position eines für die Anlage spezifisch eingestellten Schiebeschalters eingelesen und entsprechend wird die Kennlinie ausgewählt.
-
Die Verfahrensführung, wie sie in den Ablaufdiagrammen beschrieben ist, kann durch Signale erfolgen, die dem Benutzer beispielsweise über LEDs angezeigt werden. Blinkt beim Einschalten eine bestimmte erste LED, so muss die Parameterermittlung durchgeführt werden. Wenn diese LED aus ist, ist die Regelung betriebsbereit. Nun wird der Draht in das Schlauchpaket eingefädelt und die Andruckrolle wird geschlossen. Danach wird ein Schalter so eingestellt, dass die vorstehende LED leuchtet, was dem ”Lernmodus aktiviert” entspricht.
-
Nun wird ein Taster betätigt, so dass der Pull-Motor mit schneller Geschwindigkeit dreht. Eine hierfür zugeordnete LED blinkt kurz und leuchtet dann dauerhaft, was bedeutet: ”Finden des oberen Arbeitspunktes gestartet”. Der Push-Motor wird nun beispielsweise auf eine Drahtgeschwindigkeit von ca. 12 Metern/Minute eingestellt.
-
Nun wird wieder ein entsprechender Taster betätigt, eine weitere LED blinkt, was bedeutet, dass Parameter ermittelt werden. Wenn diese weitere LED dauerhaft leuchtet, ist die Ermittlung des oberen Arbeitspunktes abgeschlossen. Nun wird eine langsame Drahtgeschwindigkeit von beispielsweise 4 Metern/Minute am Push-Motor eingestellt. Es wird wieder der entsprechende Taster betätigt und die weitere LED, die zuletzt dauerhaft leuchtete, geht aus. Nun blinkt eine andere LED kurz und leuchtet anschließend dauerhaft. Der Pull-Motor dreht mit langsamer Geschwindigkeit, und dies entspricht dem Verfahrensschritt: ”Finden des unteren Arbeitspunktes gestartet”. Der Hauptschalter wird erneut betätigt und die andere LED blinkt während Parameterermittlung. Wenn diese LED dann erlischt, ist die Parameterermittlung abgeschlossen. Wenn nach Erlöschen dieser LED die vorstehend zuerst erwähnte erste LED dauerhaft leuchtet, ist die Ermittlung der Parameter fehlerfrei verlaufen. Wenn allerdings diese erste LED blinkt, so sind fehlerhafte Parameter ermittelt worden. In diesem Fall wird eine erneute Parameterermittlung durchgeführt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schlauchpaket
- 2
- Drahtvorrat
- 3
- Drahtelektrode
- 4
- Push-Antrieb
- 5
- Pull-Antrieb
- 6
- Griffstück
- 7
- Betätigungsschalter
- 8
- Schweißdüse
- 9
- Stromversorgung
- 10
- Messleitung
- 11
- zentrale Elektronikeinheit
- 12
- Steuerleitung
- 13
- externe Stromversorgungs- oder Schweißstromquelle
- 14
- Andruckrolle
