DE102013226146A1

DE102013226146A1 - Schnurlose Übertragung im Umfeld eines Schweißumrichters

Info

Publication number: DE102013226146A1
Application number: DE201310226146
Authority: DE
Inventors: Peter Duerrschmied; Harald Lukosz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-12-24
Also published as: CN104227215A; US20140374387A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schweißumrichter. Der Erfindung liegt die Zielsetzung zugrunde einen bekannten Schweißumrichter 22 derart zu verändern, dass seine Einsatzmöglichkeiten im Feld erweitert sind. Die Zielsetzung wird erreicht mittels eines Schweißumrichters 22 umfassend ein Mittel 21 zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung mittels Funk 23 zwischen dem Schweißumrichter 22 und einem weiteren Gerät 25, wobei das Mittel 21 derart ausgebildet ist, dass eine drahtlose und vorzugsweise sichere Kommunikation realisierbar ist. Hierdurch ist der Schweißumrichter 22 ohne Veränderungen an der vorhandenen Infrastruktur bezüglich seines Aufstellortes variabel einsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung, wie er aus dem Dokument EP1512483 A1 bekannt ist. Es ist dort gezeigt eine Vorrichtung zum Widerstandsschweißen mit einem Schweißsystem, bestehend aus zumindest: einem Energieversorgungssystem, einer Schweißvorrichtung, einer Schweißprozesssteuerung, einer Servoschweißzange und einer Servozangensteuerung, wobei die Schweißvorrichtung, die Schweißprozesssteuerung, das Energieversorgungssystem und die Servozangensteuerung eine bauliche Einheit bilden.
Zur Einbindung der Schweißvorrichtung in die vorhandene Infrastruktur werden in der Regel Ethernetverbindungen genutzt, mittels derer die in der automatisierungstechnik üblichen Felbussprotokolle ziwschen den Komponenten übertragen werden. Der Verdrahtungsaufwand kann je nach Kompexität der zu erledigenden Schweißaufgaben sehr hoch sein.
Beispielsweise in der Automobilbranche vorhandene Fertigungslinien können eine Vielzahl von Schweißvorrichtungen wie Schweißumrichtern umfassen, welche parametriert, bedient, gewartet und deren Verhalten protokolliert und diagnostiziert werden muss.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Reduzierung des erforderlichen Verdrahtungsaufwandes und der Erhögung der Flexibilität beim Einsatz der Schweißvorrichtungen und deren Bedienvorrichtungen.
Die Erfindung löst dieses Problem mittels eine Schweißvorrichtung in Form eines Schweißumrichters, eines Schweißinverters oder einer Schweißsteuerung, umfassend ein Mittel zur Realisierung einer Datenübertragung zwischen der Schweißvorrichtung und einem weiteren Gerät, wobei das Mittel derart ausgebildet ist, dass eine drahtlose und vorzugsweise sichere Datenübertragung mittels Funk, insbesondere WLAN, realisierbar ist.
Der Verdrahungsaufwand zwischen Schweißvorrichtung und Gerät kann damit entfallen.
Vorzugsweise ist das Mittel derart ausgebildet, dass eine drahtlose Datenübertragung mittels eines in der automatisierungstechnik üblichen Feldbusses, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^®, SERCOS^® realisierbar ist, insbesondere auch sichere Protokolle, welche die funktionale Sicherheit SIL gewährleisten.
Für viele Datenbusse ist bereits eine drahtlose Datenübertragung über Funk spezifiziert, es können daher die bereits implementierten Datenübertragungsmechanismen, welche bisher kabelgebunden eingesetzt wurden, nun drahtlos eingesetzt werden. Zusätzlich könnte optional eine dratgebundener Übertragungsweg (z. B. Ethernet) auswählbar sein, so dass der Schweißumrichter auch an Orten verwendbar ist, wo beispielsweise aufgrund standortbedingter Störungen ein drahtloser Betrieb dauerhaft oder vorübergehend unmöglich ist. Das Vorsehen einer alternativen Auswählbarkeit einer drahtgebundenen Übertragung der Prptokolle basierend auf Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^®, SERCOS^® erhöht die Sicherheit zusätzlich.
Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist eine Widerstandsschweißeinrichtung umfassend einen Schweißumrichter wie zuvor beschrieben und ein Gerät, vorzugsweise ein Bediengerät, wobei das Gerät ebenfalls ein Mittel umfasst, mittels dessen eine drahtlose und vorzugsweise sichere Datenübertragung gemäß SIL-Standards mit dem Schweißumrichter realisierbar ist.
Der Benutzer hat damit die Möglichkeit standortunabhängig mit dem Schweißumrichter zu kommunizieren und Daten auszutauschen. Das Mittel ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine drahtlose Datenübertragung mittels eines in der automatisierungstechnik üblichen Feldbusses, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^®, SERCOS^® realisierbar ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gerät, dessen Mittel zusätzlich die Möglichkeit einer drahtgebundenen (z. B. Ethernet) und vorzugsweise sicheren Datenübertragung z. B. gemäß SIL-Standards bereithält, um ein Bediengerät mit Anzeigeeinrichtung oder um ein sonstiges Feldgerät oder um eine Schweißsteuerung oder um einen Industrie-PC.
Die Widerstandsschweißeinrichtung umfasst vorzugsweise zusätzlich eine Schweißzange mit Schweißelektroden, an welcher das Gerät in Form eines Messwertaufnehmers zur Aufnahme prozessnaher Messdaten an den Elektroden oder in Form eines Datenspeichers zur Identifikation der Schweißzange mittels ihrer schweißzangespezifischer Parameter vorgesehen ist.
Eine unmittelbare Übertragung von an der Schweißstelle gewonnenen Messwerten kann damit sicher gestellt und beim Schweißprozess berücksichtigt werden.
Von der Erfindung ebenfalls umfasst ist eine Verfahren zum Austausch von Daten zwischen dem Schweißumrichter und einem Gerät. Die Daten zur Parametrierung des Schweißumrichters könnten beispielsweise drahtlos zwischen dem Schweißumrichter und einem als Bedientgerät konzipierten gerät übertragen werden. Das Bediengerät könnte mit Display und Benutzereingabemöglichkeit ausgebildet sein und die Daten grafisch aufbereiten und visualisieren. Zusätzlich oder alternativ könnten Daten zur Protokollierung des Schweißprozesses drahtlos zwischen dem Schweißumrichter und einem als Messaufnehmer konzipierten Gerät übertragen werden. Zusätzlich oder alternativ könnten weiterhin die Daten zur zur Diagnose des Schweißprozesses drahtlos zwischen Schweißumrichter und einem geeigneten Gerät übertragen übertragen werden.
Vorzugsweise wird die drahtlose Datenübertragung mittels eines in der Automatisierungstechnik üblichen Feldbusses, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^®, SERCOS^® und dergleichen durchgeführt.
Es ergeben sich die bereits weiter oben ausgeführten Vorteile auch für das beanspruchte Verfahren.
1 zeigt die herkömmliche Realisierungsform.
2 zeigt einen direkten WLAN-Zugriff auf die Schweißsteuerung.
3 zeigt eine Steuerung mit Messwertaufnehmer.
1 zeigt zwei Schweißumrichter 11, 12, welche mittels einer kabelgebundenen Ethernetverbindung mit einem Router oder Switch 13 verbunden sind. Dieser Router oder Switch 13 ist wiederum mit einem sogenannten Access Point 14 verbunden, über den nun eine kabellose Anbindung von Bediengeräten wie einem PC 16 auch aus der Gruppe der Smart Devices 15, wie Mobiltelefone oder Tablet PCs möglich ist.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Schweißumrichter 22 umfassend ein Mittel 21 zur Realisierung einer Datenübertragung 23 zwischen dem Schweißumrichter 22 und einem weiteren Gerät 24, wobei das Mittel 22 derart ausgebildet ist, dass eine drahtlose und vorzugsweise sichere Datenübertragung mittels Funk, beispielsweise mittels WLAN, realisierbar ist.
Hierdurch ergibt sich ein größerer Freiheitsgrad bei der Bedienung des Schweißumrichters 22 und bei Diagnosen in Verbindung mit den durchgeführten Schweißvorgängen. Der Verkabelungsaufwand kann reduziert oder sogar eingespart werden. Auch an schwer zugänglichen Stellen, welche durch Kabelstränge nur schwer zugänglich sind, ist nun ein leichter Zugang zu dem Schweißumrichter 22 durch die Benutzer möglich. Auch kann nun ein Einzelner oder eine Reihe von Schweißumrichtern 22 in ein Produktionsnetzwerk leichter eingebunden werden, beispeilsweise in eine Fertigungslinie für Kraftfahrzeuge mit übergeordneter Steuerung für den Fertigungsprozeß. Bediengeräte sind nun nicht mehr starr an einen Netzwerkanschluß oder Access Point gebunden, die Flexibilität bei der Bedinung während des Betriebs der Anordnung wird erhöht.
Neben der reinen Bedienung und Diagnose kann nun drahtlos auch eine Parametrierung mittels eines oder auch mehrerer Bediengeräte 24 durchgeführt werden. Das Bediengerät kann unmittelbar im Umfeld der Produktionsstelle eingesetzt werden, an der in der Regel auch der Schweißumrichter 22 angeordnet ist, beispielsweise in unmittelbarer Nähe eines Roboters oder einer Schweißzange. Der Gang zu einem zentralen Linien-PC, beispielsweise zur Anpassung von Schweißparameters im laufenden Prozess, kann entfallen. Dies spart Zeit und Kosten.
3 zeigt eine Widerstandsschweißeinrichtung, umfassend einen erfindungsgemäßen Schweißumrichter 31, einen Schweißroboter 32 mit Schweißzange 33 und mit Gerät 34 in Form eines Meßwertaufnehmers oder Speichers. Der Meßwertaufnehmer 34 umfasst ein Mittel 35 zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung zwischen dem Schweißumrichter 31 und dem Meßwertaufnehmer 34, vorzugsweise ein WLAN-Modul.
Die Erfindung ermöglicht somit die Anbindung von prozessnahen Geräten 34 an eine Schweißsteuerung 31 bzw. einen Schweißumrichter 31, wie beispielsweise einen Zangendatenspeicher oder Einheiten zur Messwerterfassung. Die Erfindung gewährleistet damit die Erreichbarkeit von prozessnahen Geräten 34. Derartige prozessnahe Geräte 34 können dank der Erfindung nun unmittelbar in der Nähe des auszuführenden Arbeitsprozesses, wie beispielsweise in der Nähe eines auszuführenden Schweißpunktes, angeordnet werden.
Alles in allem ist mittels der Erfindung nun eine vereinfachte Bedienbarkeit und die Einbindung prozessnaher Meßgrößen oder Daten an einen Schweißumrichter 31 gewährleistet. Handprogrammiergeräte, welche übelicherweise an einem Schweißumrichter oder einer Schweißsteuerung fest angeordnet waren, können nun auf Basis von Tablet PCs oder Smart Devices realisiert werden, welche vom Bediener mitgeführt werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1512483 A1 [0001]

Claims

Schweißvorrichtung (22, 31) vorzugsweise Schweißumrichter oder Schweißsteuerung, umfassend ein erstes Mittel (21, 37) zur Realisierung einer Datenübertragung (23, 35) zwischen der Schweißvorrichtung (22, 31) und einem entfernten Gerät (24, 34), wobei das erste Mittel (21, 37) derart ausgebildet ist, dass die Datenübertragung (23, 35) drahtlos, vorzugsweise sicher, mittels einer Funkverbindung realisierbar ist.
Schweißvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Mittel (21, 37) derart ausgebildet ist, dass die Datenübertragung (23, 35) mittels eines Feldbus-Protokolles, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus, HART^® oder SERCOS^® und dergleichen realisierbar ist.
Schweißvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei für die Datenübertragung (23, 35) auch sichere Protokolle auswählbar sind, welche die funktionale Sicherheit der Schweißvorrichtung (22, 31) gewährleisten.
Schweißvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Auswahlmittel vorgesehen sind, so dass zusätzlich eine drahtgebundene, vorzugsweise sichere, Datenübertragung mittels eines Feldbus-Protokolles, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^® oder SERCOS^® und dergleichen, alternativ zur Funkverbindung auswählbar ist.
Widerstandsschweißeinrichtung umfassend eine Schweißvorrichtung (22, 31) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 und ein Gerät (24, 34), welches ein zweites Mittel (25, 36) umfasst, mittels dessen eine drahtlose, vorzugsweise sichere, Datenübertragung (23, 35) mit dem in der Schweißvorrichtung (22, 31) vorgesehenen ersten Mittel (21, 37) realisierbar ist.
Widerstandsschweißeinrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Mittel (25, 36) derart ausgebildet ist, dass eine drahtlose Datenübertragung (23, 35) mittels eines Feldbus-Protokolles, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^®, oder SERCOS^® und dergleichen realisierbar ist.
Widerstandsschweißeinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Gerät (24, 34) Auswahlmittel vorgesehen sind, so dass zusätzlich eine drahtgebundene, vorzugsweise sichere, Datenübertragung mittels eines Feldbus-Protokolles, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^®, oder SERCOS^® und dergleichen, alternativ zur Funkverbindung auswählbar ist.
Widerstandsschweißeinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich eine Schweißzange (33) mit Schweißelektroden umfasst ist, an welcher das Gerät (34) in Form eines Messwertaufnehmers (34) zur Aufnahme prozessnaher Messdaten an den Elektroden oder in Form eines Datenspeichers (34) zur Identifikation der Schweißzange (33) mittels ihrer schweißzangespezifischer Parameter vorgesehen ist.
Widerstandsschweißeinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, wobei es sich bei dem Gerät (24) um ein Bediengerät (24) mit Anzeigeeinrichtung oder um ein Feldgerät (34) oder um eine Widerstandsschweißeinrichtungskomponente (34) oder um einen Industrie-PC (24) oder um eine Kombination aus den zuvor genannten Geräten (24, 34) handelt.
Verfahren zum Austausch von Daten zwischen einer Schweißvorrichtung (22, 31), umfassend ein erstes Mittel (21, 37) zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung mittels einer Funkverbindung, und einem Gerät (24, 34), umfassend ein zweites Mittel (25, 36) zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung mittels einer Funkverbindung, wobei zwischen der Schweißvorrichtung (22, 31) und dem Gerät (24, 34) eine, vorzugsweise sichere, drahtlose Datenübertragung realisiert ist, mittels derer Daten zur Parametrierung der Schweißvorrichtung (22, 31) zwischen Schweißvorrichtung (22, 31) und Gerät ausgetauscht werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei zusätzlich oder alternativ Daten zur Protokollierung eines von der Schweißvorrichtung (22, 31) ausgeführten Schweißprozesses mittels des Gerätes (24, 34), ausgetauscht werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei zusätzlich oder alternativ Daten zur Diagnose eines von der Schweißvorrichtung (22, 31) ausgeführten Schweißprozesses mittels des Gerätes (24, 34) ausgetauscht werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die ausgetauschten Daten mittels des Gerätes (24, 34) aufbereitet und mit mittels einer vom Gerät (24) umfassten Anzeigeeinrichtung visualisiert werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die drahtlose Datenübertragung mittels eines Feldbus-Protokolles, wie beispielsweise Profibus^®, Foundation^® Fieldbus oder HART^®, oder SERCOS^® und dergleichen erfolgt.