DE1773135A1

DE1773135A1 - Automatisches Schweisssystem

Info

Publication number: DE1773135A1
Application number: DE19681773135
Authority: DE
Inventors: Lesher Howard D; Robert Friedman; Burley Richard K
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1967-04-05
Filing date: 1968-04-05
Publication date: 1971-12-30
Also published as: GB1199516A; US3657511A; FR1562424A

Description

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Augurte-viktoria-sttaBeι» Dι*.-ing. HANS RUSCHKE E¹TTTa ¹T⁸T² P»f .Anw nr Rimrhkn ^β P«t.-Anwalt AquIäT Telefon= ββιι/"32 Dipl.-lng. HEINZ AGULAR

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Tetoeramm-Adresse: Telegramm-Adresse:

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531

North American Rockwell Corporation, El Segundo, California, V.St.A.

Automatisches Schweißsystem

Die Erfindung betrifft ein Programmierungssystem, um einen Prozeß in vorgeschriebener Weise durchzuführen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Programmierungssystem für automatische Schweißung, welches besonders geeignet ist für die Bogenschweißung.

Ein Programmierungssystem für automatische Schweißung erfordert, daß Schweißvorgänge an einem gegebenen Gegenstand mit Präzision, gleichförmigen Schweißungen, nacheinander bei jeweils neuen Gegenständen durchgeführt werden, die der Reihe naoh auf einem Fließband zugeführt werden.

Die steigend härter werdenden Anforderungen und Spezifikationen für Schweißkontrolle und Präzision, insbesondere bei Luft- und Raumfahrt, haben das Bedürfnis nach einer automatischen Schweißeinrichtung stark vergrößert, bei

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welcher Veränderungen aufgrund menschlicher Irrtümer ausgeschlossen sind. Außerdem erfordert die Notwendigkeit eine konsistenten Reproduzierbarkeit der Schweißqualität für eine große Anzahl verschiedener Legierungen, daß man sich nur so wenig wie möglichjauf die menschliche Fertigkeit verlassen darf _o Ein solches automatischee* System muß jedoch verhältnismäßig einfach zu betreiben sein, so daß angelernte Techniker es ohne Beeinflussung der Qualität der hergestellten Schweißung verwenden können. Weiterhin muß ein solches System ausreichend vielseitig sein, um die Verwendung bei einer Vielzahl verschiedener Schweißbedingungen zu ermöglichen, so daß die Kosten des Schweißvorganges nicht beträchtlich im Verhältnis zur Qualität der erhaltenen Schweißung ansteigen.

Bekannte Versuche zur Lösung dieser Probleme führten zu automatischen Kurvenfolgern, die einer graphischen Kurve folgen, um den Weg eines Schweißers oder eines anderen Werkzeuges zu steuern, bei dem nur Strom und Zeitfolgen programmiert sind und wobei die Wegführung direkt vom Arbeitsstück zusammen mit Start- und Stopf unktionen erhalten werden. Diese bekannten Geräte sind jedoch nicht in der Lage, eine Präzisionsprogrammierung des Strompegels, der Schweißmaterialzuführung, der Schweißbefestigungsbewegung und des Bogenspannungspegels, jeweils miteinander synchronisiert, der Synchronisation des Schweißprogrammes mit der Stellung des Bogens, der schnellen Änderung des

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Programmes oder der Schaffung einer Schweißreproduzierbarkeit mit praktisch keinerlei Veränderungen durch Ausschließen des menschlichen Irrtums zu erzielen.

Das Ziel der Erfindung ist eine Synchronisation zwischen den verschiedenen Operationsfunktionen in einem automatischen Scfeweißsystem auf der Basis eines Schweißprogrammes, um eine Präzisionsschweißung zu erhalten und g den menschlichen Irrtum auszuschließen.

Die Lösung des genannten Problems gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in einer Anordnung, die eine erste Vorrichtung, welche ein Programm mit einer Vielzahl von Kennzeichen aufweist zur Definition der Betriebsparameter des Schweißprozesses, eine zweite Vorrichtung zur Überwachung dieses Programms und zur Erzeugung von mindestens einem Signal, welches den programmierten Wert der Qperationsparameter darstellt, und eine dritte Vorrichtung aufweist, die auf das eine Signal anspricht und eine in- I derungsvorrichtung erregt, um mindestens eine der Variablen in programmierter Weise zu verändern.

Zur Vereinfachung der Arbeitsweise des automatischen Schweißsystems ist eine Anzahl von Fotozellen vorgesehen, die über ein auf einem Konsolenschirm angebrachtes Programmblatt bewegt werden, wobei das Blatt Codekennzeichen enthält, welche die Erzeugung von Signalen bewirken, um automatisch verschiedene Schweißparameter zu steuern und

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zatilreiche Schireißvorgänge zu synchronisieren, damit sichergestellt wird, daß die physikalischen Schweißmanipulationen in einer vorgewählten Reihenfolge und mit programmierter Geschwindigkeit eintreten.

Eine AusfUhrungsform der Erfindung wird in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm des Systems der "bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, welches die Prinzipien der Erfindung darstellt.

Pig· 2 ist eine perspektivische Ansicht des in Pig» 1 verwendeten Programms und Abtasters.

Fig. 3 ist eine Zeichnung eines repräsentativen Programmblattes in verringerter Größe, welches in Fig. 2 verwendet wird.

Fig. 4 ist ein Schaltbild der Schweißstrometeuerung der Fig. 1.

Fig. 5 ist ein schematieches Schaltbild dee Schweißers der Fig. 1.

Fig. 6 ist ein Schaltbild der Motorregelschaltung der Fig. 1.

Fig. 7 ist ein echematieches Diagramm des* "Ein-Aus"-Programmschaltungsteiles dee Abtasters gemäß Fig· 1.

Fig. θ ist ein eohematieches Diagramm der Motorsteuerung der Fig. 1.

Fig. 9 ist ein Schaltbild der Steuerschaltung der Fig. 8.

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Fig. 10 ist eine Reihe von Spannungskurven für den Motor der Fig. 8.

Fig. 11 ist eine Reihe von Kurven, die die Beziehung der Motorspannung zu den Steuersignalen der Schaltung gemäß Fig. 8 darstellt.

Fig. 12 ist ein sehematisches Diagramm des Binärzählers in Fig. 1. I

Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm der Elektrodenlauf-Logikschaltung der Fig. 1.

Fig. 14 ist ein schematisches Diagramm der Zeitbasis-Logikschaltung der Fig· 1.

Fig. 15 ist ein schematisches Diagramm der Zyklus-Steuerschaltung, der Richtungs- und der Rücksetzschaltung sowie der Handsperrschaltung der Fig. 1.

Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm der Fortschaltmotor-Logikschaltung der Fig. Ie

Fig. 17 ist ein Schaltbild des Fotozellenverstär- I kers, der im System der Fig. 1 verwendet wird.

Fig. 18 ist ein Schaltbild der Wagen-Startsperrenschaltung der Fig. 14.

Fig. 19 ist ein Diagramm der Impulsverhältnisse an bestimmten Punkten der Fortschaltmotor-Logik der Fig. 16.

Das System der vorliegenden Erfindung wird in schematischer Form in Fig. 1 gezeigt und umfaßt eine Program-

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mierungs- und eine zugeordnete Abtastvorrichtung, die allgemein mit 20 bezeichnet ist und die eine Anzahl von Signalen erzeugt, von denen ein Teil vorgewählte Operationsbedingungen und ein anderer Teil veränderliche Operationsarten darstellt. In der bestimmten beschriebenen AusfUhrungsform, d.h. einem UmlaufbogenschHeizsystem, sind die verwendeten veränderlichen Signale die Schweißstromsteuerung und die Motorsteuerung, wobei die letztgenannte Steuerung die Drehgeschwindigkeitssteuerung der Befestigung und die Drahtzuführungssteuerung als Funktionen voneinander reguliert. Die Schweißstromsteuerung 21, die in den Einzelheiten in Fig. 4 gezeigt wird, spricht auf eines dieser veränderlichen Signale an, um den an den Schweißer gelieferten Bogenstrom zu regulieren, wobei der Schweißer allgemein bei 22 und in den Einzelheiten in Fig. 5 gezeigt wird. Der Motorregler oder der Decoder 23 (siehe Fig. 6) spricht ebenfalls auf die veränderlichen Signale von der Programmierungs- und Abtastvorrichtung an, um die Motorsteuerung 24 für die Befestigungsgeschwindigkeit und die Motorsteuerung 25 für die Drahtzuführung (siehe Figuren 8 und 9) zu bestimmen, so daß die SchweißbefeXiJ^^^^^^fjceit und die Drahtzuführungsgeschwindigkeit mit dem Sohweißstrom synchronisiert sind. Jeder der Motorregler 24 und 25 spricht auf die Handsteuervorrichtung 26 (siehe Fig. 15) an, so daß Drahtgeschwindigkeit

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und Befestigungsgeschwindigkeit von Hand gesteuert werden können zum Prüfen, Einstellen und in Notfällen. Die Motorsteuerung 24 für die Befestigungsgeschwindigkeit erzeugt eine Kette von Impulsen, welche einen Binärzähler 27 (Fig. 12) antreibt. Diese Impulse werden von der logischen Vorrichtung 28 verwendet und synchronisieren die Stellung der Bogenschweißelektrode mit der Stellung der Abtastvorrichtung relativ zum Programm. Die logische Vorrichtung

28 umfaßt einen Binärzähler 27, eine Elektrodenlauflogik

29 (Fig. 13), eine Zeitbasislogik 30 (Fig. H), eine Zykluskontrolle 31 und eine Richtungs- und Riicksetzsteuerung 37 (Fig. 15) sowie eine Fortschaltmotorlogik 33 (Fig. 16). Die Elektrodenlauflogik 29 spricht auf den Zähler 27 und auf das Programm sowie den Abtaster 20 an, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches einem vorgewählten Betriebszustand entspricht, der das Elektroden-

laufmaß in Graden festlegt. Die Zeitbasislogik 30 (

spricht auf das Ausgangssignal der Elektrodenlauflogik 29 und auf das Programm und den Abtaster 20 an, um ein Signal zu erzeugen, welches eine Auswahl der Elektrodenlaufbasis darstellt, d.h. Grade der Drehung oder Zeitsekunden, ua die Fortschaltmotorlogik 33 anzutreiben. Die Forfcechaltmotorlogik 33 spricht auf die Zyklussteuerung 31, die Richtungssteuerung 32 sowie die Zeitbasislogik 30 an, um einen Fortschaltmotor anzutreiben. Der Fortschalt-

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motor 34 treibt physikalisch den Abtaster über das Programm, wie es Fig. 2 zeigt. Die bestimmten, schematisch in Fig. 1 dargestellten Schaltungen werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 19 in den Einzelheiten beschrieben. Die Programmierungs- und Abtastvorrichtung 20 wird perspektivisch in Fig. 2 gezeigt und umfaßt einen durchsichtigen, von unten beleuchteten Tisch 35, auf welchen ein ) entfernbarer Ifylarbogen oder ein Programm 38 aufgebracht wird. Das Programm 38 enthält Kennzeichen oder trägt diese entfernbar auf seiner Oberfläche, wobei die Kennzeichen die Beziehungen der veränderlichen Parameter des programmierten Prozesses untereinander festlegen. Ein eine Vielzahl von Kennzeichenietektoren, z.B. Fotozellen, tragender Wagen % kann sich über das Programm bewegen und die Kennzeichen abtasten und dabei das Programm überwachen. Außerdem sprechen eine Vielzahl von festen Fotozellen 37 auf Kennzeichen an, die auf der rechten Seite des Programmes 38 gelegen sind.

Dar %larbogen wird in Fig. 3 in den Eineelheiten gezeigt und umfaßt drei Hauptflächen. Die untere Fläche 40 kann eine graphische Darstellung tragen, vorzugsweise durch Aufbringung eines undurchsichtigen Bandes in einer Form, welche die gewünschte Veränderung im Schweißstrom als Funktion der Zeit oder des Elektrodenlaufes darstellt. Die obere Zeichnungsfläche 41 über der Fläche 40 kann eine

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zweite solche graphische Darstellung der gemanschten Beziehung von Befestigungsgeschwindigkeit und Drahtgesehwindigkeitsveränderungen zueinander innerhalb der Bereiche A bis B und A bis G enthalten, die auf der linken und auf der rechten Seite der Fläche 41 gezeigt werden. Die Aus^ wahl eines bestimmten Bereiches geschieht durch die Aufbringung undurchsichtiger Kennzeichen auf ein aus einer | Anzahl entsprechender gekennzeichneter Hechtecke in den Flächen 45 und 46. .Ähnliche Auswahlen werden für andere in den Flächen 42 bis 47 auf der rechten Seite des Programmes 38 identifizierte Variable gemacht. Außerdem werden Ein-Aus-Steuerungen für die Befestigungsschwingung 48, die Drahtzuführung 49, den Elektrodenlauf 50 und die Programmgrenze 51 am oberen Ende des Programmes vorgesehen* Jede der graphischen Darstellungen, die Auswahl von Bereichen oder die Ein-Aus-Steuerung, die auf dem Programm spezifixiert sein können, werden dadurch ausgewählt, daß ' man undurchsichtiges Band an der richtigen Stelle aufbringt. Der Programmteil 20 besitzt eine Anzahl von festen Fotozellen 37, jeweils eine unter jedem der gekennzeichneten Quadrate auf dem Programm 58 nahe den Flächen 42-47, die ermitteln, ob die die verschiedenen Kennzeichen aufnehmenden Qiadrate bedeckt wurden. Aufgrund des Vorhandenseis dieser Programmkennzeichen , wie es d/uroh die überwachenden Abtaster oder die festen Monitore 37 angezeigt wird, wird ein

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entsprechendes Signal erzeugt, welches den programmierten Wert jedes der Betriebsparaaeter darstellt, die die Arbeitsbedingungen des Prozesses steuern. Nachdem die verschiedenen Programmflächenkennzeichen gefunden wurden, um eine zufriedenstellende Schweifiung herzustellen, kann eine Dauerkopie für spätere Schweißverwendungen hergestellt werden· Auf diese Weise ist die Bedienungsperson dann nicht mehr in der Lage, das Schweißprogramm zu verändern, und die Schweißgleichförmigkeit kann nicht beeinflußt werden. Der Wagen 36 der Abtastvorrichtung 20 besteht aus einem vertikalen Arm, welcher 100 Fotozellen trägt, die die Information von der unteren Fläche 40 ablesen, sowie 40 zusätzliche Fotozellen, die die Fläche 41 des Programms abtasten, und vier Fotozellen aufweist, wobei jeweils eine jede der zugeordneten Flächen 48 bis 51 für eine Ein-Aus-Steuerung abtasten. Obwohl undurchsichtiges Band und Fotozellen in der bevorzugten Ausführungsform verwendet werden, können andere Arten von Kennzeichnungen und Detektoren benutzt werden, z.B. magnetische Kennzeichen und WechselWirkungsdetektoren. Fotozellenverstärker

Die beim Ermitteln des Programms, welches von dem undurchsichtigen Band 52 dargestellt wird, in den Flächen 40 und 41 verwendeten Fotozellen verwenden Fotozellenverstärker, die besonders geeignet sind zur Verwendung mit

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der voltaischen Fotozelle. Diese Einheiten werden.in den Einzelheiten in Figo 17 gezeigt und besitzen eine -1,5 V-Versorgung, die mit der hohen Seite der Fotozelle 53 verbunden ist, so daß bei Beleuchtung der Stromausgang den Transistor einschaltet. Dieser schaltet nach Masse durch, so daß ein Ausgangssignal Null entsteht. In der Einheit der Fig* 17 bilden immer dann, wenn der Transistor gesperrt ist, da kein Licht die Fotozelle 53 beleuchtet, die I Widerstände E und Ep einen Spannungsteiler. In den Schaltungen, in welchen diese Einheiten verwendet werden, 100 für den Abtasterabschnitt, der die Fläche 40 bedeckt, ist der Ausgang über eine Diode angeschlossen, um ein UND-Gatter zu bilden» Auf diese Weise ist die am gemeinsamen Verbindungspunkt 54- der Fotozellenreihe (Fig. 4) auftretende Spannung die Ausgangsspannung der Fotozelle mit dem größten Ausgangs signal. Dies wird deutlich, wenn man

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bedenkt, daß, wenn zwei Fotozellen eingeschaltet sind,d.h. j

beleuchtet werden, die an den gemeinsamen Punkten auftretende Spannung die höhere der beiden Ausgänge sein wird, da jedes Ausgangssignal, welches niedriger als das höchste ist, bewirkt, daß die Ausgangsdiode gesperrt und nicht leitend ist. Demnach kann jegliche Anzahl dieser Einheiten auf diese Weise verbunden werden, und das Ausgangssignal wird gleich der höchsten Spannung der Fotozelle sein, die kein Licht empfängt. Aufgrund dieser Fotozellenanordnung

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brauchten die Programmkennzeichen, die allgemein mit 52 bezeichnet sind und in den Flächen 40 und 41 verwendet werden, nur ein undurchsichtiges Band mit der Breite eines Bruchteiles eines Zentimeters zu sein, wobei dessen Font die Beziehung zwischen den Variablen der horizontalen und der vertikalen Programmaohsen für die bestimmte Progranmflache festlegen. SchweiBstromsteuerung · . ·

Das Ausgangs signal 54 am gemeinsamen Punkt wird auf die in Fig. 4 in den Einzelheiten gezeigte Sohweißstromsteuerung 21 gegeben. Das Ausgangssignal bei 54 gelangt auf den Eingang einer gewöhnlichen Konstantstromschaltung 55» Diese bindet die Spannung an diesem Punkt an den Ausgang der Fotozellenreihe. Die Last der Konstantstromschaltung ist ein Spannmngsteiler aus einem Paar veränderlicher Widerstände 56 und 57, die jeweils in Reihe liegen mit einem Steuerrelais 58 und 59. Die Auswahl, welcher der Widerstandswerte 56 oder 57 zu verwenden ist, geschieht durch die Verwendung eines undurchsichtigen Kennzeichens, welches eines der festen Fotozellenquadrate in der Fläche 42 der Fig. 3 bedeckt. Diese Auswahl bestimmt, welcher dsr Stromraaßstäbe auf der linken Seite der Fläche 40 «ehrend eines bestimmten Programms anzuwenden ist. Das Ausgangssignal 60 der Sohweißstromsteuereohaltung ist eine Spannung, die direkt von der einzigen Fotozelle mit der

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höchsten Ausgangssohaltungsspannung bestimmt wird, welche 'wiederum auf den Ort des undurcheiohtigen Programmierungsbandes in der Fläche 40 anspricht. Schweißer

Das Ausgangssignal 60 der Sohweißatrom-Steuersohaltung gelangt auf den Eingang einer Schweißvorrichtung 22, welche ein Steuersystem mit geschlossener Schleife j enthält und in den Einzelheiten in Fig. 5 gezeigt wird. Dieses erzeugt ein Ausgangssignal, welches eine direkte lineare Funktion des Eingangssignals bei 60 ist. Da alle Elemente der Schweiövorriohtung Standardelemente sind, wird nur die allgemeine Anordnung besprochen. Die Steuersohleife umfaflt eine Sohweißstromversorgung 61 mit einem mit der Last in Reihe liegenden Shunt 62. Der Strom in dem Shunt wird von einem Chopper 63 ermittelt und verstärkt und vom Eingangssignal 60 durch den Verstärkerintegrator 64 abgezogen, um eine Abweichungsspannung zu erzeugen· "

Die Abweiohungsspannung wird dann verstärkt und entsprechend vorbereitet, um eine Schaltung mit gesteuerten SiIiziumgleichriohtem 65 anzutreiben, die die Stromversorgung 61 regelt. Insbesondere umfaßt die Chopperschaltung 63 einen J&ppgenerator mit fester Frequenz in Standardausführung, welcher einen Standardinverter antreibt. Das Ausgangssignal des Inverters treibt einen Binäreingang einer Standard-Flip-Flop-Sohaltung, die wiederum einen

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Bmitterfolger treibt. .Das Ausgangssignal des Emitterfolgerg treibt die Chopperschaltung, die aus einen Halbleiterelement besteht, Helenes den Eingang naoh Masse schaltet mit einer Frequenz, welche durch den treibenden Kippgenerator festgehalten wird. Das Ausgangssignal der Choppers oh al tung 63 ist ein Rechtecksignal, dessen Amplitude

^ dem von der Versorgung 61 erzeugten Schweifistrom direkt

proportional ist· Dieses Rechteoksignal wird auf ein LRC-PiIter gegeben, welches nur die Grundfrequenzkomponente der Reohteokwelle durchläßt. Dieses gefilterte Signal treibt einen Gegentakt-Wechselstromverstärker, dessen Ausgangssignal demoduliert wird, um ein dem Strom proportio- # nales Q-leichetromeignal zu liefern. Dieses demodulierte Signal wird algebraisch von dem Befehlβsignal am Eingang 60 abgezogen, um ein Abweiohungssignal zu liefern, welches die Differenz zwischen dem gewünschten, im Programm 38

w angezeigten Strom und dem tatsächlichen, am Shunt 62 festgestellten Strom darstellt. Dieses Signal treibt eine Standard-Bmitterfolger-Trennstufe, die mit einem Differenzverstärker 66 verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 66 treibt eine Spannungspegel-Verschiebungsschaltung von bekanntem Entwurf, die dazu verwendet wird, die Basis eines Flächentransistors in der SCR-Zttndschaltung 65 vorzuspannen. Die SCR-Ztindschaltung kann ebenfalls eine Standardform

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haben und ermittelt dae vorbereitete Abweichungssignal und steuert den gesteuerten Siliziumgleiohrichter in der Schweißstromversorgung 61. Die Schweißstromversorgung 61 . ist eine Standardeinrichtung und umfaßt in erster Linie eine Zweiwegbrücke mit gesteuertem Siliziumgleichrichter, der das positive Spannungsbein bildet. Wenn die SCRs eingeschaltet werden, dann bleibt ein leitender SOR solange leitend, bis die Spannung über dem Element auf Null fällt. Auf diese Weise ergibt die Änderung des Zündwinkels eine entsprechende Inderung des Stromes zur Last.

Im Fall eines Bogenschweißvorganges ist es wesentlich, daß der Bogen gezündet wird und danach stabil bleibt. Der Bogenstarter 67 kann eine Standardschaltung sein, die eine Kombination einer Hochfrequenzschaltung und einer Hochspannungs-Bogenstabilisierungsschaltung verwendet, wobei die erstere den Bogen auslöst und die letztere die Elektrode ernannt und den Reststrom innerhalb des Systems { beibehält. Der Starter 67 verwendet eine Dioderibrüoke zur tlberwachung der Le er lauf spannung der Versorgung 61. Wenn die Spannung einen bestimmten Bereich erreicht, z.B. 80-100 Volt, wird der Bogen ausgelöst. Sobald der Bogen ausgelöst ist, wird die Hochfrequenz abgeschaltet und der Bogen von der Hochspannungs-BogenstabilisierungSBchaltung 67 beibehalten. Auf diese Weise wird der Sohweißbogen an das Werkstück 68 angesetzt, und der verwendete Strom wird von den

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Kenneeichen in der Fläche 40 auf dem Programm 38 gesteuert, welches von den Fotosellen auf dem lagen 36 abgetastet wird. Motorregler

Der Wagen enthält auch eine zusätzliche Reihe von 40 Fotozellen, die die Fläche 41 des Programms 38 abtasten· Diese Fotozellen sind auf die gleiche leise vie oben beschrieben verbunden. Infolgedessen ist die Ausgangsspannung der zweiten Reihe die am stärksten negative der Zelle, die kein Lioht durch das Prograamblatt 38 erhält, da ein undurchsichtiges Kennzeichen 52 vorhanden ist. Diese Spannung wird an den Kollektor des Eingangstransistors einer Konstantstromsohaltung 70 in der Motorregelsohaltung 23 gegeben, die in den Einzelheiten in Fig. 6 gezeigt werden. Die Last an der Konstantstromschaltung 70 ist ein als Emitterfolger geschalteter Transistor 71» so daß die Basis des !Transistors von der Schaltung 70 auf einen konstanten Pegel gehalten wird und auf einen Pegel gesetzt wird, so daß der Transistor leitend bleibt, wie es dem Faohmann bekannt ist. Der Ausgang des Emitterfolgerβ 71 führt über eine Spannungsteilersohaltung 72 auf die DrahtEuführungs-Hotorsteuerung 25.

Die Konstantstronsohaltung 70 liegt auoh über einen Spannungsteiler 74 an der Befestigungsgesohwindigkeits-Motorsteuerung 24· Das Programm 38 (Fig· 3) liefert eine

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Fläche 45, in welcher der Festlegungsgesohwindigkeitsbereich ausgehöhlt «erden kann durch Einbringen eines undurchsichtigen Kennzeichens über einem der entsprechenden Quadrat· A bis E nahe der Fläche 45« Die genauen, sur Auswahl sur Verfügung stehenden Bereiohe werden auf der linken Seite der Fläohe 41 auf den Program» gezeigt· Jedes der Quadrate A bis 2 der Fläche 45 besitzt die eine fest { zugeordnete Fotozelle, die, wenn sie nicht tob Tisch 37 beleuchtet wird, ein Schließen eines Steuerrelais zur Folge hat. Die Steuerrelais 76 bis 80 in Fig. 6 sind den festen Fotozellenflächen A bis B der Fläche 45 zugeordnet, lines der Heiais 76 bis 80 ist geschlossen duroh die Vorwhl des Befestigungsgeschwindigkeitsbereiches» indem ein undurchsichtiges Kennzeichen Über einem entsprechendem, einen Steuerzustand festlegenden Quadrat angeordnet wir*. Dadurch wird einer der veränderlichen Widerstände 8t bis 85 zwischen dem Ausgang der Konstantstromsohaltung 70 und Hasse verbunden, so daS die Eingangsspannung von den Fotozellen in die Schaltung 70 als veränderlicher Strom am Eingang der Motorsteuerung 24 gedeutet wird.

Auf ähnliche Weise ist der Spannungsteiler 72 aus sieben Beiais 87 bis 93 und sieben veränderlichen Widerständen 94 bis 100 zusammengesetzt. Die Relais 87 bis 93 sprechen auf das Aufbringen eines undurchsichtigen Kennzeichens auf eines der sieben Quadrate A-U nahe der Fläohe

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46 auf dem Programm 38 (Flg. 3) an. Di· Ber·lohe der erhält 1 iah en Drahtgeschwindigkeit «erden auf der rechten Seite der Programmfläche 41 angeseigt. Die DrahtaufUhrungsgesohwindlgkeit und die Bef estlgungsgeschwindigkeit Bind eindeutig aufeinander besogen, da je schneller die Sohweiflb «feet igung bewegt wird, desto schneller an* der Draht in den Bogen eingeführt «erden, um das Schweißen su bewerkstelligen. Weiterhin kann die Geschwindigkeit dieser beiden llemente erfordern, daA relative Veränderungen vorgenommen «erden, um änderungen in der Dicke des su schweifenden Materials aufzunehmen. Demnach erlauben die in jedes fall geschaffenen Bereiche eine beträchtliche ' Unterscheidung. Is ist klar, dsJ, wenn es erwünscht 1st, die lin-Aus-ffrograanflachen nahe den Flächen 48 bis 51 auf dem Programm dasu verwendet werden können, die Vorwahl ▼on einem Bereich sum anderen während des Betriebes su

" wechseln, wenn es sweekmäBig 1st.

line Vielsahl einseiner Abtastfotosellen 105-108 (Fig. 7) ist auf des lagen 36 vorgesehen, und «war eine für jede Programmfläche 48-51. Jede Fotoselle 105-108 der fiderstandstype besitst einen «geordneten Verstärker 109-112, der einen hohen firkwiderstand aufweist. Die Verstärker sind von Standardform und -arbeitsweise und steuern die entsprechenden Heiaissteuerungen 113 bis 115 für die Fotosellen 105-108, während das Ausgangssignal 116 der

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Programmgrenzenfotozelle 108, die der Fläche 51 zugeordnet ist, mit der Zyklussteuerungsschaltung (Fig· 11) verbunden ist.

Wenn demnaoh der Wagen 36 Über die Fläche des Programmes 38 bewegt wird, das von unten beleuchtet wird, erzeugen die Fotozellen 105-108 Signale aufgrund der Anwesenheit von undurchsichtigen Kennzeichen, die nach Plan -in den verschiedenen Prograamflachen 48-51 angeordnet sind. Die zusammenarbeitende Arbeitsweise dieser einzelnen Abtastvorrichtungen in Bezug auf den Rest der Schaltungen wird deutlicher aus der unten beschriebenen Arbeitsweise des Systens. Motorsteueraohaltung

Zwei getrennte Motorsteuerschaltungen 24 und 25 werden verwendet, obwohl sie in allen wesentlichen Punkten identisch sind. Eine solche Schaltung wird scheaatisch in Fig. 8 und in den Einzelheiten in Fig. 9 gezeigt. Jede i der beiden Motorsteuerschaltungen 24 und 25 treibt einzelne im Nebenschluß gewickelte Motoren 117» die eine 48 Volt-Gleichspannungsversorgung 118 in der bevorzugten Ausführungsform verwenden. An der Motorwelle ist ein geschlitztes Bad befestigt, welches eine Lichtbahn zu einem lichtempfindlichen gesteuerten Siliziumgleiohriohter herstellt und unterbricht, wobei dieser Gleichrichter zur Steuerung der Arbeitsgeschwindigkeit des Motors verwendet wird, wie

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ee schematisch bei 119 gezeigt wird. Die Motorsteuerschaltung 120 wird in den Einzelheiten in Fig. 9 gezeigt und setzt sich aus einem Eingangsabschnitt 121, einer Konstantstromquelle 122, einem Impulsgenerator 123, einer tlbergesohwindigkeits-Regelschaltung 124» einer Geschwin digkeitsanzeigesohaltung 125 und einer Motorantriebsstufe

trieb 126 zusammen. Dieses System arbeitet im Schal tb e&eieJr, bei dem ein !Transistorschalter an der Masseseite des Motors angeordnet ist und den Motor mit Impulsen antreibt. Es wird jetzt der Motor und der Schalter getrennt von dem Best der Sohaltung gemäß Fig. 9 betrachtet und angenommen, daß eine Qielle geeigneter Motorantriebeimpulse vorhanden ist. Wenn der Transistor 14-3 eingeschaltet ist, treibt die Spannung den Motor mit maximaler Geschwindigkeit. Fig. 10 zeigt das Verhältnis von Spannung zu Zeit für verschiedene Geschwindigkeiten. Je länger die Spannung an den Motor angelegt wird, im Verhältnis zur Aus-Periode des Zyklus, desto schneller wird sich der Motor drehen. Die Kurve 128 zeigt das Inlegen des Spannungsversorgungsausganges während der gesamten Zeit, was die maximale Motorgesohwindigkeit zur Folge hat. Die Kurven 129, 130 und 131 zeigen eine abnehmende Zeit der SpannungszufUhrung und ergeben eine Motorgeeohwindigkeit bei hoher, mittlerer und niedriger Geschwindigkeit. Auf diese Weise steuert die Impulsbreite die Motorgesohwindigkeit.

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Im allgemeinen halten die MotorSteuerungen 24 und und 25 die Geschwindigkeit ihrer entsprechenden Motoren auf einer konstanten Größe unabhängig von der Motorwellenlast. Sowohl Unter- als auch tjbergeschwindigkeitskompensation geschieht, um eine schnelle Rückkehr des Motors zur gewünschten Geschwindigkeit bei Laständerung zu ermöglichen.

Pig. 11 zeigt die Spannungswellenformen der Motor- ' spannungsimpulskurven 132, der Qszillator-Emitterspannungskurven 134» des Spannungsausgangsimpulses 133» der sich aufgrund des Betriebes der geschlitzten Scheibe ergibt, und die Änderung in der Lastkurve 135» die die verschiedenen änderungen der Spannung bewirkt. In dem Zeitraum zwischen den Punkten 136 und 137 iet eine Arbeitsweise mit Standardgeschwindigkeit dargestellt· Der Motor wird eingeschaltet auf der abfallenden Flanke des Sägezahns 134, und abgeschaltet zu einem Zeitpunkt, bei dem der Ausgang i 133 von der Soheibe und der Lichtquelle 119 erzeugt wird. Die IGarve 132 zeigt die an den Motor gelieferten Impulse. Wenn am Punkt 137 die Last erhöht wird, lädt der Emitter des Transistors 143 (Fig. 9) des Transietorimpulegenerators 123 mit der üblichen Neigung bis zu dem Punkt, wo er bei einem Spannungewert abgefangen wird, we loher geringer 1st als der zum Zünden notwendige Wert* Demnaoh bleibt dit Spannung an dem Motor, bis der nächste Impuls 139 von

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der Geschwindigkeitssteuerung 119 empfangen wird. Wenn dieser Impuls empfangen wird, werden die Spannung zum Motor und die Spannungsbegrenzung entfernt, was ein Zünden des Halbleiters zur Folge hat, welcher wiederum die Spannung an den Motor anlegt. Dies setzt sich wie dargestellt während *Ui*es* der Zeitperiode 137 bis 138 fort, bis die Sägezahnspannung nicht mehr die Abfangspannung V erreicht, die der Kurve 134 zugeordnet ist, bevor der Impuls 133 empfangen wird. Der Punkt HO der Kurve 134 stellt die Rückkehr zur richtigen Geschwindigkeit des Motors dar. Auf diese Weise wird eine Untergeschwindigkeitskompensation erreicht·

Wenn am Punkt 138 die Last plötzlich verringert wird, dann ergibt das Drehmoment des Motors einen Übergeschwindigkeit szuetand. Der Motor wird daran gehindert, in diesem Zustand fortzufahren, bis die Spannung am Emitter des Transistors 142 den normalen Triggerpegel des Transistors erreicht.

In Pig. 9 wird ein Beispiel für die Motorsteuerschaltungen 24 und 25 gezeigt. Der Eingangsabschnitt empfängt ein Signal über die Leitung 127 vom Spannungsteiler 72 oder 74 (Fig. 6). Der Eingangsabschnitt 121 ist mit einem Konstantstromabschnitt in Standardausführung verbunden, dessen Ausgang mit der einen Seite der Kapazität 141 und dem Kollektor des Transistors 142 des Halbleiter-

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pulsgenerators oder des Transistorkippgenerators verbunden ist. Diese Schaltung 123 verwendet den Konstantstromkondensator 141, welcher mit den Aufladen beginnt, nenn ein konstanter Strom angelegt wird. Wenn die Spannung am Emitter des Transistors 143 einen bestimmten Wert erreicht, dann leitet das Gerät zwischen den Punkten 144 und 145. Infolgedessen wird der Transistor 142 eingeschaltet, der | den Emitter des Transistors 143 nach Masse schließt. Auf diese leise wird das Gerät zurückgesetzt, wodurch der Zyk-r lus erneut gestartet werden kann. Der Transistor 142 liefert einen Entladungspfad für den Kondensator 141, so daß der Entladungsstrom nicht über den Emitter des Transistors 143 fließt. Da die Spannungsänderung eine endliche Zeit benötigt, wird die niedrige Seite der Kapazität 141 negativ und ein negativer Impuls wird über die Kapazität 146 gegeben, um kurzzeitig den Transistor 147 abzuschalten. Infolgedessen wird ein positiver Ia©uls über die Kapazität 148 an die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichriohters 149 angelegt.

Der SCR 149 ist ein Teil der Motorantriebsschaltung 126. Wenn ein positiver Impuls auf der Leitung 150 erscheint, dann wird der SCR 149 eingeschaltet, und er legt eine positive Vorspannung an den Transistor 151 und weiterhin an den Transistor 152 an. Eine an die Basis des Transistors 151 angelegte positive Vorspannung bewirkt, daß

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die mit der Leitung 153 vom Kollektor des Transistors 151 verbundene Motorwicklung Ober den Transistor geerdet wird. Außerdem sperrt die an die Basis des Transistors 152 angelegte positive Spannung die tJfoergesoh windigkeit sschaltung 124 Über die Leitung 154 und die Diode 155· Der Stromkreis bleibt eingeschaltet, bis die Anode des SCE

t 149 über die Leitung 156 von der Geschwinde'igkeiteanzeige-

schaltung 125 geerdet wird.

Die Geschwindigkeitsanzeigeschaltung verwendet einen lichtempfindlichen Siliziumgleichrichter 160, der entweder auf Licht oder einen Torschaltungsstrom anspricht. In dieser Schaltung wird der Transistor 161 dazu verwendet, die Kapazität 162 aufzuladen, fenn kein Licht auf den SCR 160 fällt, wird die Kapazität 162 Über den Transistor 161 und den liderstand 163 aufgeladen. Der effektive Widerstand erlaubt die schnelle Aufladung der Kapazität

W 162, wodurch der Transistor 164 abgeschaltet wird. Wenn

4fMS Licht auf den SCR 160 fällt, wird dieser eingeschaltet, . und die Kapazität 162 entlädt sich über die Diode 165 und die SCR-Schaltung. Das Zünden des SCR 160 schaltet den Transistor 166 ein, welcher Über die Leitung 156 den SCR 149 in der Motorantriefcssohaltung 126 abschaltet. Auch wenn die Kapazität 162 sich entlädt, schaltet der Transistor 164 al), so daß ein Puls Über die Leitung 167 an die Übergeschwindigkeitssohaltung 124 angelegt werden kann.

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Wenn ein Impuls vom Impulsgenerator 123 empfangen wird, dann wird der mit der Leitung 153 verbundene Motor auf diese Weise angeschaltet. Sobald das Lioht auf den lichtempfindlichen 8OR 160 trifft, wird der Motor abgeschaltet·

Die Untergeschwindigkeitskontrolle wird erzielt, indem ein Abfangen an dem Slitter 145 des Transistors 143 | des Impulsgenerators 123 angewendet wird. Diese Abfangung ist immer dann anwendbar, wenn die Spannung an den Motor angelegt wird· Ca der Spannungspegel gerade unter der Triggerspannung des Transistors 143 liegt, kann die Kapazität 141 sich nur auf diesen Wert aufladen, und der Transistor 143 wird nioht getriggert. Dadurch kann der Impulsgenerator 123 einen Impuls praktisch sofort, nachdem die Motorsteuerung SCB 149 abgeschaltet 1st, erzeugen, und er Behaltet den Motor wieder ein, damit er die gevOnsohte Geschwindigkeit schnell erreicht· Diese Arbeitsweise macht es βrforder11oh, daß der Ladestrom sur Kapazität 141 Ton solchem Wert ist, dal diese auf die Abfang-

spannung aufgeladen wird, bevor ein Puls von der Geschwlndigkeiteanaeigeeohaltttng 125 empfangen wird, welcher den Motor und die Abfangspannung abschaltet*

Bine tfoergesohwlndlgkeitsstcuerung wird durch Verwendung des Transistors 180 errβloht. Der eingeschaltete Transistor erregt den Transistor 147» so daß dieser nioht ft

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von einem Impuls vom Transistor 14-3abgeschaltet wird, und er verringert auch die Spannung an der Basis "2", 181, des Transistors 143· Infolgedessen wird die Zündspannung des Transistors 143 herabgesetzt. Diese Spannung ist jedoch ausreichend niedrig, so dafl der Transistor 147 dadurch nicht gesperrt wird. Wenn der Transistor 147 gesperrt ist, nuß der Impulsgenerator 123 erneut seinen

^ Aufladezyklus starten. Unter der Annahme, dafl der Motor von einem vorangegangenen Puls läuft und der SCR 160 den Motor abschaltet, sind das Abschalten des Motors und das Einschalten des Transistors 164 zeitlich abgestimmt durch das Abschalten des Motorsteurungs-SCB 149 und durch die Impulsdauer vom Transistor 164« so dafl der Transistor 180 , gesperrt bleibt. Wenn ein anderer Impuls von dem lichtempfindlichen SCR empfangen wird bevor der näohste Impuls 123 erzeugt wird, dann setzt dieser Impuls den Transistor in der oben beschriebenen Weise zurück. Dadurch kann der

W Motor langsamer werden duroh einen extra Zyklus, bevor er erneut erregt wird. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Impuls vom Generator 123 empfangen wird,bevor der nächste Impuls vom SCR 160 kommt ,wobei zu diesem Zeltpunkt der Motor auf die gewünschte Geschwindigkeit abgebremst ist. Duroh Verwendung einer solohen Mot or steuerschaltung wird eine sehr genaue Steuerung der Befestigungebewegung und der Drahtzuführung des Schweißers erzielt. Bine solohe ge -neuere Steuerung ist wesentlich zur Synchronisation aller

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Sohweißvorgänge mit der Sohweißstromveränderung und der programmierten Elektrodenlaufbewegungen. Pulsgenerator

Die Befestigungsgeschwindigkeits-Motorsteuerung (Fig. 9) liefert einen Impulsausgang bei 182, welcher äquivalent ist etwa 160 Impulsen je Grad der Schweißbefestigungskopfbewegungo Diese Impulsquelle wird aber einen i Binärzähler 27, eine Elektrodenlauflogik 28, eine Zeitbasislogik 30 und eine Fortschaltmotorlogik 33 dazu verwendet, einen Fortschaltmotor 34 aneut rieben. Der Fortschaltmotor 34 treibt den Wagen 36 über das Programm und ist vorzugsweise so eingestellt, daß etwa 5000 Impulse den lagen über die gesamte Fläche 40 bewegen. In der bevorzugten Ausführungsform bewegt jeder Impuls den Wagen um 0,125 ma, oder es sind 200 Impulse je 25,4 am der Wagenstrecke erforderlich. Wenn demnach der Maßstab A in der Fläche 44 (Fig. 3) des Programmes 38 gewählt ist, wird '

der horizontale Programmmaßstab 500 Grad aufweisen, und der Impulsausgang des Motors muß durch 16 get4.lt werden, um eine volle Wagenbewegung über die Skala oder den Maßstab zu ergeben. In ähnlicher Weise können Bewegungen der Elektrode in der Skala B, C und D, d.h. 1000, 1500 und 2000 Grad erzielt werden, indem die Impulsrate durch 32, 48 bzw. 64 geteilt wird. Dieses Herunterteilen um die entspeeeilende Größe wird in dem in den Einzelheiten in Fig. 12 gezeig-

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ten Binärzähler 27 erzielt. Der Binärzähler verwendet sechs Standard-Flip-Flop-Sckaltungen 217 Ms 222, die in Reihe geschaltet sind. Der Impulsfolgenausgang 182 der Befestigungsgeschwindigkeits-Bfotorsteuerung 24 ist mit dem Eingang eines Inverters 223 verbunden (Fig. 12), welcher die Flip-Flops 217-222 antreibt. Jeder der Eingänge der Flip-Flops 218-222 ist Über Dioden mit einem Rücksetzsignal-Zyklus-Steuereingang 224 verbunden, dessen Zweck aus der folgenden Beschreibung dieser Schaltung ersichtlich wird. Die Ausgänge der Flip-Flops 221 und 222 entsprechen jeweils den 16, 52 und 64 Impulsen am Eingang bei 223. Venn eine Teilung durch 48 gewünscht ist, wird das System verändert, um ein Ausgangssignal vom Flip-Flop 221 bei jeweils 48 Zählschritten zu erhalten. Dies wird erreicht durch die Verwendung eines Und-Nicht-Gattere (Nand) 225. Das Nand-Gatter 225 wird durch ein Eingangssignal Über die Leitung 226 von der Elektrodenbewegungslogik 29 betrieben, wie es später in den Einzelheiten beschrieben wird. Die anderen Eingänge 227, 228 und 229 des Nand-G-atters 225 sind die Ausgänge des durch 8 teilenden Flip-Flops 220 und die zweiten Ausgänge der durch 32 und 64 teilenden Flip-Flops 221 bzw. 222. Auf diese Weise wurden jeweils 16 zusätzliche Zählungen zu den Flip-Flops

221 addiert,sobald jedes Mal die Flip-Flops 819, 221 und

222 ein Ausgangssignal erzeugen, vorausgesetzt,das Nand-

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-29-

Gatter 225 ist "betriebsfähig. Auf diese Weise ist das Flip-Flop 222 von einer Teilung durok 64 in eine Teilung durch 48 umgeändert. Die drei Ausgänge 230, 231 und 232 des Binärzahlers 27 sind alt der Blelrtrodenlauf-Logikschaltung 29 verbunden, nie die hier in Fig. 13 genau gezeigt wird. Elektroden!auflogik

Die in den Einzelheiten in Fig. 13 gezeigte Elektrodenlauflogik umfaßt vier Fotozellen 235-238 der Widerstandstype, die physikalisch fest über den Bäumen A-D nahe der Fläche 44 auf den Programm 38 der Fig. 3 befestigt sind. Jede Fotozelle besitzt einen zugeordneten Verstärker 239-242, deren Ausgänge liber Inverter mit den Eingängen von UND-Gattern 243-246 verbunden sind· Wenn keine der Skalen genählt ist, d.h. keine der Fotozellen 235-238 bedeckt ist und deshalb keines der Gatter 243*246 eingeschaltet ist, wird die Wagenarb eitstreis β allein durch die I Zeitbasis-Logiksohaltung 30 (Fig. 14) gesteuert. Wenn einer der Elektrodenlaufzähler nahe der Fläche 64 des Programms 38 gewählt ist, dann läßt eines der UND-Gatter 243-246 die Impulssignale von einer der Leitungen 230-232 vom Binärzähler zur Oder-Nicht-(Nor)-Sohaltung 247 durch, nelehe Über einen Inverter mit der Ausgangsleitung 248 verbunden ist.

Die Ausgänge der Verstärker 239-2.42 sind auch mit

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einer Nand-Sohaltung 249 verbunden, die ale eine Und-Somaltung mit mehreren Eingängen arbeitet. In dieser Anordnung ergibt das Erden irgendeines der Eingänge die Erzeugung eines Ausgangesignals auf der Leitung 250· Demnach zeigt ein Signal auf der Leitung 250, dafl eine der Betriebsbedingungen A-D auf dem Programm vorgezählt wurde. Zeitbasislogik

Die Zeitbasislogikschaltung 30 wird genau in Fig. 14 gezeigt und besitzt eine einzige Fotozelle 253» die über einen Standardverstärker 255 mit einem Zeitbasisgenerator 256 und einem Eingang 254 von der Elektrodenlauf-

Fotozelle 107 (Fig· 7) Über einen Standardverstärker 25?

259 und den Inverter 258 mit der Nand-Schaltung/verbunden· Der

Zweok dieser Schaltungsanordnung ist die Steuerung der Bewegung des Fotozellenwagens 36· Dies wird erreicht über den Ausgang des UND-Gatters 260, welcher Über ein Nor-Gat- * ter 261 und einen Inverter 262 mit dem Auegang 263 der Fort schal tmotor-Logiksohaltung 33 verbunden ist.

Das Und-Gatter 260 erzeugt nur dann ein Ausgangssignal, wenn (1) die Wagenbewegung nach vorne, d.h. von links nach rechts, gerichtet ist, (2) die Wagenstartschaltung richtig ist und (3) der Elektrodenweiterlauf richtig ist. Der Eingang bei 254 von der Elektrodenlauf-Fotozelle 107 bestimmt die Bedingung (3), während der Eingang von der Wagenstartsperrsohaltung 268 die Bedingung (2) bestimmt.

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Die Wagenbewegungsbedingung (1) ist "bestimmt durch das Eingangssignal auf der Leitung 269 von der Richtungs- und Eücksetzsohaltung 32 (Fig. 11).

Unter der Annahme, daß diese drei Bedingungen erfüllt sind, wird eine Kette von Impulsen vom Zeitbasisgenerator 256 erzeugt, d.h. einem Standardimpulsgenerator, dessen Impulsrate durch die Fotozelle 253 gesteuert wird. Der Impulsgenerator 256 erzeugt 66 2/3 Impulse/Sekunde, wenn die Fotozelle 253, die sich unter dem Quadrat ¹¹B" in der Fläche 43 des Programms befindet, nicht bedeckt ist. Wenn A bedeckt ist, dann befindet sich keine Fotozelle unter dem das Kennzeichen aufnehmenden Quadrat A in der Fläche 43 des Programms, wobei das Ergebnis das gleiche ist, als wenn das Quadrat B nicht bedeckt ist. Wenn das Quadrat B bedeckt ist, so daß kein Licht auf die Fotozelle 253 fällt, dann beträgt die Oszillator-Impulsrate 33 1/3 Impulse/Sekunde. Diese Auswahl erlaubt entweder die {

Grundgeschwindigkeit mit 75 Sek«nden oder mit 150 Sekunden, wie es in den horizontalen Zeitskalen am unteren Hand des Programmes gezeigt ist.

Die Wagenstartschaltung 268 muß eine richtige Ablesung haben, bevor der Wagen 2*6 mit dem Abtasten des Programms 38 beginnt. Der Zweck dieser Schaltung ist die Bestimmung, ob ein Bogen zwischen der Schweißelektrode und dem Arbeitsstück 68 aufgetreten ist. Das Eingangssignal

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von der Bogenstartersclialtung 67 kennzeichnet den Zustand des Sehweißbogens.

Die Spannung vom Bogenet art er 67 hat die Eigenschaft, hoch zu sein» bevor der Bogen gestartet ist, und auf eine niedrigere Spannung abzufallen nach Auslösung des Bogens. Diese Spannung ist eine negative Gleichspannung und wird an die fagenstartsperrenschaltung 268 angelegt, die genau in Fig. 18 gezeigt wird. Wenn dieses negative Eingangssignal von 67 höher ist als die Durohbrechspannung der Zenerdiode, dann wird die Basisspannung des Transistors 271 negativ, und der Transistor 271 wird gesperrt. Dieses liefert einen echten Signalausgang bei 267t der den Wagen anhält. Sobald einmal der Bogen ausgelöst wurde, fällt die Ermittlungsspannung unter die Durchbruchspannung der Zenerdiode 270, und der Transistor 271 wird eingeschaltet und gibt ein falsches Signal an den Inverter 273 und ein richtiges Signal an beide UND-Gatter 260 und 275.

Eine weitere Bedingung, die erfüllt werden muß, um ein Ausgangssignal vom UND-Gatter 260 zu erhalten, besteht darin, daß das Richtungs-Flip-Flop 276 (Fig. 15) in der Hichtungs-und Rüoksetzschaltung 32 anzeigt, daß sich der Wagen in der riohtigen Riohtung bewegen wird. Der Ausgang der Eiohtungsschaltung 276 zeigt solange eine umgekehrte Richtung an, bis die Verzögerung 277 abgelaufen ist, wie es später genau beschrieben wird. Wenn die Verzögerung 277

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abgelaufen ist, wird das Flip-Flop 276 umgeschaltet, und der Ausgang auf der Leitung 269 erlaubt das Starten der Wagenbewegung, wenn alle anderen Bedingungen erfüllt sind« Wenn die Leitung 278 in Fig» 14 das richtige Signal führt, wird das Ausgangssignal des Gatters 260 ausgeschlossen und das des Gatters 275 wird möglich, da das richtige Signal auf 278 bei 279 invertiert und dann an das Gatter 275 angelegt wird. Wenn demnaoh das Gatter 260 gesohlos- ™ sen ist, steuert entweder das Gatter 275 oder das Gatter 280 den Ausgang bei 263·

Wenn das G&tter 275 arbeitet, ist der Ausgang bei 263 eine Funkfcion der Grade der Schweißkopfbewegung anstelle der Zeit, Ach, das Signal wird bestimmt durch Auswahl des Elektrodenlaufbereiches mit Hilfe der Elektrodenzellen 235-238 der Blektrodenlauf-Logik 29 über die Leitung 248. Wie oben erklärt wird, Bind vier Horizontalmaßstäbe (untrerer Teil des Programms 38) in Graden vorgesehen. f Wenn keiner der Maßstäbe A-D der Fläche 44 gewählt ist, &. h. die Fotosellen 235 bis 238 alle unbedeckt sind, ist der Ausgang «um 'UND-Gatter 260 automatisch riehtig,unabhängig Ton dem Zustand des Elektrodenlauf·β an der Fotozelle 107. Dadurch arbeitet der Wagen auf der Zeitbasis, da das Gatter 275 abgeschaltet ist· Wenn einer der Elektrodenlaufmaßetabβ A-D der Fläche 44 gewählt ist, wird der Zustand beider Gatter 260 und 275 bestimmt duroh die Fotozelle 107

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und das Signal auf der Leitung 254· Da die Signale auf den Leitungen 278 und 279 einander entgegengesetzt sind, ist nur eines der Gatter 260 und 375 zu jeder Zeit eingeschaltet ·

Das Gatter 280 spricht auf die Richtung»- und RUcksetzsohaltung 32 Über die Leitung 281 und auf die Zyklussteuerschaltung 31 Über die Leitung 282 an. Das Gatter

" 280 1st mit einem Sohnellrücldauf-Impulsgenerator 283 verbunden, welcher über das Gatter 280 mit der Fortschaltmotor-Logikschaltung 33 nur dann verbunden ist, wenn die richtigen Signale auf den beiden Leitungen 282 und 281 liegen. Der Generator 283 treibt den Wagen 36 über das , Programm zurück aufgrund der Inderung in Signalen vom Riehtungs-Flip-Flop 276 aber die Leitung 281 und einem geschlossenen Zyklusstartsohalter 283 (FIg* 15)· Wenn der lagen in die Ausgangsstellung zurückgebracht 1st, wird der Schalter 284 In der Zyklus steuerschaltung 31 geschlossen, und Aas Gatter 280 wird geerdet· Zyklussteuerung, Richtung und Bttoksetanng« Hantat«u«r«ohaitung

Die Zyklussteuersohaltung 31» Ale Riehtungs- und Rtioksetzsohaltung 32 und die Handsteuersohaltung 26 «erden in Fig· 15 genau gezeigt· Diese Schaltungen besitzen eingebaute Sicherheitsechaltungen, eine automatisch« Logikvoreinstellung, eine automatische Vorreinigung, eine automatische Sohveidfolgenbestimmung, eine automatisch« Ab-

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schaltung und eine Nachreinigung. Die Zyklussteuerung 31 hat einen Eingang 116 von der Grenzfotozelle 108 (Fig. 7), die der Fläche 51 des Programms 38 zugeordnet ist, irelche ein Signal erzeugt, wenn das in den Flächen 4-0 und 41 angezeigte Programm beendet ist.

Ein Wasserflußsehalter 286 umgeht den Zyklusstop-

schalter 287 und verhindert, daß das System gestartet wird, wenn kein tatsächlicher KÜhlnittelfluß im Schweißkopf vorhanden iBt„ Dies wird erzielt, indem das Vorwärtsausgangssignal auf der Leitung 269 des Richtungs-Flip-Flops 276 falsch gehalten wird.

Ein Schalter für die linke Wagenstellung 284 liegt mit dem Startschalter 283 in Reihe, so daß ein Zyklusstart solange verhindert wird, bis der Grenzschalter 284 geschlossen ist. Ein rechter Grenzschalter 288 ist ebenfalls vorgesehen, welcher automatisch das System abschaltet, wenn der Wagen diesen Punkt erreicht. Beim Einschalten I der Versorgung stellt die Spannung bei 289 das Richtungs-(276), das Vorreinigungs-Verzögerungs- (277) sowie das Zyklusstart-Flip-Flop 290 ein und setzt am Ende die Verzögerungs-Flip-Flops 291 zurück. Beim Schließen des Zyklusstartschalters 283 wird der Binärzähler 27 über die Leitung 224 auf Null zurückgesetzt und die Vorrβinigungs-Verzögerungszeit 277 wird ausgelöst. Dadurch liegt auch der Ausgang 292 des Zyklusstart-Flip-Flops 290 falsch. Dieses

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Slgnal wird bei 293 invertiert und betreibt das Relais 294, welches die Reinigungsgasversorgung einschaltet, um die Schweißumgebung vorzubereiten. Der Ausgang 292 wird ebenfalls bei 295 invertiert, um die vorher über die Leitung 296 zur Handsteuerung des Drahtzuführungsschalters 297. und des Elektrodenlaufsehalters 298 erhältliche Span-

^ nung zu entfernen. Auf diese Weise wird die Handzuführung des Drahtes oder die Handbewegung der Elektrode verhindert, nachdem der Zyklusstartschalter betätigt wurde· Der Ausgaiu des Inverters 299 wird richtig und startet ebenfalls den Vorreinigungs-Verzögerungszeitgeber 277. Zu dieser Zeit verhindert der Ausgang des Inverters den Nachreinigungs-Verzögerungszeitgeber 291 daran, zu arbeiten. Nach einer vorgewählten Verzögerung arbeitet die Vorrβinigungsverzögerung 277» um sowohl das Zeitgeber-Flip-Flop 300 als auch das Richtungs-Flip-Flop 276 durch Erdung des Ausganges

) des Zeitgebers 300 und des Ausganges 281 des Riohtungs-Flip-Flops 276 zu schalten. Der Zeitgeber 300 sperrt mit . Hilfe des Inverters 303 den Vorreinigungszeitgeber 277 gegen einen Wiederstart. Zusätzlich wird der Ausgang der Nachreinigungsverzögerung 291 durch den Ausgang des Verstärkers 304 gesperrt.

Die Vorrβinigungs- und Nachreinigungsverzögerungsschaltungen 277 und 291 besitzen ein Paar Fotozellen 305 und 306 und zugeordnete Verstärker 307 und 308, die mit

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Eingängen verbunden sind. Diese Fotozellen liegen in der Fläche 47 des Programme 38 und werden verwendet zur Vorwahl der Größe der Reinigungszeit, indem Kennzeichen über dem Quadrat A oder B der Fläche 47 aufgebracht werden.

Der Zyfclus-Stopschalter 287 ist so über einen Inverter 309 angeschaltet, daß die Spannung von der Quelle 310 an das Steuerrelais 311 angelegt ist, um Leistung an | die Schweißversorgung 61 zu liefern. Bas Relais 311 besitzt normalerweise offene Kontakte 312 und 313, wobei der erstere die Spannung zum Sohweißkopf-Oszillatormotor 314 steuert und der andere die Spannungsversorgung 315 mit dem DrahtzufUhrungsmotor 316 und dem Elektrodenlauf motor 317 verbindet. Die Relaiekontakte 318, 320, 325 und 327t die normalerweise geschlossen sind, und die Kontakte 319, 321, 323 und 324» die normalerweise offen sind, sprechen auf das Steuerrelais 328 an. Das Steuerrelais 328 zieht an beim Schließen zur Stellung A oder B entweder des Hand-Slektrodenlaufsohaltere 297 oder des Hand-Drahtzuführungseohalters 298. In beiden Fällen wird der Schalter dazu verwendet, die Elektrode oder Aen Schweißdraht anzuordnen, bevor der automatische Arbeitsgang beginnt. Die Kontakte 322, 326 und 332 sind normalerweise offen und werden von Selaie 113, 114 bzw. 115 in Fig. 7 gesteuert, welche wiederum auf Fotozellen 105, 106 und 107 ansprechen,die die Fläohen 48, 49 bzw. 50 des Programms 38 abtasten.

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Wenn sich der Sohalter 98 in einer der Stellungen 1 oder B befindet, wird daa Steuerrelais 328 aktiviert, so daß die Kontakte 318, 320, 325 und 327 geöffnet und die Kontakte 319, 321, 323 und 324 geschlossen werden. Wenn die Kontakte 171-172 und 173-174 vom Schalter 298 verbunden werden, wird die Spannungspolarität am DrahtzufUhrungsh motor 316 gegenüber derjenigen der Stellung 175-176 und

177-178 umgedreht, um eine riohtlge Anfangspositionierung zu ermöglichen. Wenn in ähnlicher leise die Kontakte 183-184 und 187-188 durch den Schalter 297 verbunden werden, wird die Spannungspolarität am Elektrodenlauf mot or 317 gegenüber der umgekehrt, bei der 185-186 und 189-190 ver-

bunden sind.

Auegangsleitungen 330 und 331, die dem Ausgang der Motorsteuerschaltung (Fig. 9) entsprechen, sind jeweils für den DrahtzufUhrungs- und den Befestlgungsgeschwindlgkeitsmotor vorgesehen. Der Drahtzuführungsmotor 316 ist lehrend des Schweißvorganges durch offene Kontakte 319,* 321, 313 und 324 (alle auf dem Steuerrelais 328) von den Sohaltem 297-298 getrennt und von der Motorsteuerungs-■okaltung der Fig. 9 nur durch den Kontakt 326 getrennt. Der Eelaiskontakt 326 wird vom Relais 114 gesteuert, welches geschlossen wird, sobald die Fotoselle 106 (Fig· 7) die Anwesenheit eines Kennzeichens in der Fläche 49 der Fig. 3 anzeigt· In ähnlloher Welse ist der Elektrodenlauf-

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motor 317 von der Steuerschaltung der Fig. 9 durch den Kontakt 332 getrennt, welcher vom Relais 115 (Fig. 7) gesteuert wird. Der Relaiskontakt 323 ist normalerweise offen und schließt, wenn ein Kennzeichen von der Fotozelle 107 in der Fläche 50 des Programms der Fig. 3 ermittelt wird. Der Schweißkopf-Oszillatormotor 3I4 ist in ähnlicher Weise von der Spannungsversorgung 310 durch die Kon- g takte 312 und 322 isoliert. Der Kontakt 312 wird vom Steuerrelais 294 geschlossen, während der Kontakt 322 vom Relais 113 aufgrund der Anwesenheit von Kennzeichen in der Fläche 48 geschlossen wird, welche von der Fotozelle 105 ermittelt werden.
Fortschaltmotorlogik

Die Fortschaltmotor-Logikschaltung wird in Fig. 16 zusammen mit den Wicklungen des Fortschaltmotors 34 gezeigt, der den Wagen 36 über das Programm 38 treibt. Der Wagen 36 setzt sich zusammen aus einer vertikalen Stange, f die Fotozellen enthält, wie es in den Einzelheiten oben beschrieben ist, und er muß sich über das Programm in exakter Weise bewegen, damit die richtigen Motorgeschwindigkeiten und Schweißströme an den Schweißer zur richtigen Zeit oder in der richtigen Winkelstellung der Elektrode geliefert werden. Es ist jedoch zu bemerken, daß es in dem Bereich der vorliegenden Erfindung liegt, einen Teil oder das gesamte Programm in Bezug auf die Kennzeichende-

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tektoren zu bewegen, wenn es zweckmäßig ist·

Der Wagen kann demnach entweder in der Zeitbaais-Qperationsarf durch das Gatter 260 der Zeitbasis-Logikschaltung 30 (Fig. 14) oder in der "Grad"- oder Drehbewegungs-Operationsart durch das Gatter 275 betrieben werden. In beiden Fällen ist das Ausgangssignal bei 263 eine Reihe von Impulsen, entweder auf einer Zeitbasis oder einer
) Gradbasis.

Die Wagenstellung wird durch den Fortschaltmotor 34 gesteuert, dessen Ausgang so Über Getriebe geführt ist,
daß 200 Schritte 25,4 mm der Bewegung entsprechen. Intern besitzt der Motor vier Arbeitswicklungen 352-355, die,wenn sie in einer vorgewählten Folge impulsmäßig gespeist werden, die Richtung der Motordrehung und des Wagenlaufes
steuern. Die Geschwindigkeit des Motors ist eine Funktion der Impulsfrequenz bei 263. Die Fortschaltmotor-Logikschaltung der Fig. 16 steuert die Folge der an die Motorwicklungen angelegten Impulse.

Die Logikschaltung 33 wandelt die Eingangsimpulsserie in eimaelne getrennte Impulsbefehle für jede Motorwicklung um. Diese Motorimpulse sind phasenmäßig so einander zugeordnet, daß sich der Motor 34 bei jedem Eingangsimpuls um 1,8 Grad dreht. Demnach sind 200 Schritte für eine Umdrehung des Motors 34 notwendig.

Die Flip-Flops 334 und 335 sind als Binärzähler ge-

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-41-

schaltet und liefern zweifach untersetzte Ausgänge bei 336 und 337 und vierfach untersetzte Ausgänge bei 338 und 339c Die Ausgänge sind in einer Reihe von acht Gattern 340-347 verbunden, um vier getrennte Ausgänge zu liefern. Jeder Ausgang besteht aus einer Impulsfolge, die umgedreht und im Strom verstärkt wird zu Impulsbefehlen an den Punkten 348-331, um den Motor schrittweise weiterzuschalten. Die Ausgänge 269 und 281 des Richtungs-Flip-Flops 276 " der Eiohtungs- und Rtioksetzschaltung der Fig. 15 sind mit den Qattern 354, 347 bsw. 344, 346 verbunden, um die Impulsbefehlsfolgen zu ändern und sowohl eine Drehung im Uhrzeigersinn als auch entgegengesetzt dem Uhrzeiger beim Fortschaltmotor 34 zu erzeugen.

Fig. 19 zeigt die Impulspegel an den Punkten 263, 336-339 und 348-351 der Fig. 16. Die Punkte 348-351 «eigen die Impulsbefehle zu den Wicklungen 352-355* In allen Fällen bedeuten Null YoIt an der Spule die Richtung im ( Uhrzeigersinn, und die Beziehung zwischen den Schritten 1-4 und den Punkten 348-351 wird in Tabelle I gezeigt.

Tabelle I
Punkte

Schritt	348	349	350	351
1	ein	* aus	aus	ein
2	aus	ein	aus	ein
3	aus	ein	ein	aus
4	ein	aus	ein	aus
1	ein	aus	aus	ein
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Die Zeitfolgen an den Punkten 348-351 für RUcklörtslauf sind die gleichen «le in Fig. 19» mit der Ausnahme, daß die Spannungspegel an den Punkten 350 und 351 miteinander vertauscht sind. In dem Fall der Rückmörtelogik für die Richtung entgegengesetzt dem Uhrseigersinn zeigt die Tabelle II die Beziehungen zwischen den Schritten und den Punkten·

	348	Tabelle	II	351
	ein	Punkte		aus
Schritt	aus	349	350	aus
1	aus	aus	ein	ein
2	ein	ein	ein	ein
3	ein	ein	aus	aus
4	aus	aus
1	aus	ein

Auf diese Weise wird der Fortβ ehaltmotor genau so gesteuert, daß der tatsächliche Schweiflstrom, die Befestigungsgeschwindigkeit und die Draht geschwindigkeit den auf dem Programm 38 an jedem Punkt entlang dem horizontalen Maßstab programmierten Werten entsprechen, gleichgültig ob der Maßstab Grade der Elektrodendrehung für die Zylinder« sohweiflung oder Zeitsekunden angibt. Arbeitsweise

Beim Betrieb wird «in Programm 38 (Fig. 3) in einer bestimmten Stellung auf dem beleuchteten elastisch 35 ange-

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ordnet. Gewöhnlich besitzt das Programm eine Strom-Grad (oder Zeit)-Xurve 191 in der Fläche 40, eine Befestigungsgeschwindigkeit-Drahtgeschwindigkeit-Birve 192 in der Fläche 41 und verschiedene Kennzeichnen 193-196, die Ein-Aus-Programmflachen 48-51 zugeordnet sind. Außerdem sind Steuerbedingungen ausgewählt, indem Kennzeichen über entsprechenden, den Flächen 42-47 zugeordneten Quadraten auf- | gebraoht sind. In dem bestimmten in Fig. 3 gezeigten Programm ist der StrommaBstab B bei 197 gewählt, der einen Bereich von 0-150 A liefert. Indem ein Kennzeichen über dem Strommaßstab aufgebracht wird, welches das Quadrat B Töhlt, wird ein Steuerrelais 58 (Fig. 4) erregt, so daß der Widerstand 50 in die Last des Konstantstromgerätes 55 eingeschaltet wird· Auf diese leise wird die Schweißstromversorgung (Fig. 5) so voreingestellt, daß sie den gewählten Strombereich für den Bogen liefert.

Bs wurde keine Elektrodenzeitbasis in der Fläche 43 gewählt, doch startet die Schaltung automatisch im 150 Sekunden-Zeitbereich. Der Wagen muß immer mit einer Zeit» basis-Operation gestartet werden und kann in eine Elektrodenlaufbasis-Operation erst geändert werden, nachdem der Elektrodenlauf motor durch das Kennzeichen 195 in der Fläche 50 des Programms ausgelöst wurde. Zu dieser Zeit wird der Betrieb auf der Zeitbasis beendet, und die Elektrodenlaufbasis steuert das System»

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Demnach ist das Quadrat B bei 198 bedeckt, voraus sich ein 1-1OOO Gradbereich ergibt, weloher ausgekehlt wird, und ein Ausgangssignal vom Verstärker 241 (Fig· 1?) erzeugt wird. Dieses Ausgangssignal erregt das Gatter 245, so daS Impulssignale auf der Leitung 231 vom Binärzähler 27 Über die Leitung 243 an den Eingang der Fort- *

. schaltmotorlogik bei 263 (Fig. 16) angelegt «erden· Es

ist auch zu bemerken, daß, da ein Ausgang bei 250 erzeugt wird (Fig. 13), der Ausgang des Nand-Gatters 259 (Fig. 14) die Gatter 260 abschalten wird, so daß nur das einsige an das Nor-Gatter 261 angelegte Signal das Ausgangssignal der Elektrodenlauf-Logiksohaltung bei 248 ist. Die Befestigungsgeschirindigkeitewahl und die Wahl der Drehgeschwindigkeit «erden wie bei 199 und 200 vorgenoamen« In diesem Fall erlauben die Bereichswahlen 0-1.6 U/min und 0-31f6 cm/min, daß ein gerades Frogrammkennzeiehen 192 verwendet wird. Indem ein undurchsichtiges Kennzeichen über dem die Befestigungsgesohwindigkeit wählenden Quadrat 199 aufgebracht wird, ergibt sich, daß das Steuerrelais 78 (Fig. 6) den liderstand 83 als Last an die Konstantstromquelle 70 schaltet, so daß ein Signal an die Motorsteuerung 24 angelegt wird, welches diese fahl kennzeichnet. In ähnlicher leise wird duroh das Aufbringen eines undurchsichtigen Kennzeichens über dem DrahtzufUhrungs-Quadrat 200 das Steuerrelais 92 veranlaßt, den Widerstand

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99 awisohtn dtn Ausgang 71 und Musst zu legen, so daß tin Signal an dit BrahtzufUhrungs-Motorsttutrung angelegt wird, welches ditet Wahl ktnnatiohntt. Das Quadrat dtr Btinigungsztit alt dtr Btztiohnung 20t sttilt tint Rtinigungsztit von 10 stc dar, und bei seiner Auswahl wird tin Ausgangssignal rom Verstärker 507 (Fig· 15) tr«tagt, welches dit Verzögerungen 277 and 291 einettilt. _t

Be wird angtnoratn, daA das Systta zurückgesetzt mirde und dai sich dtr fagtn in dtr linken St tilting "befindet. Der Startsehalttr 28? (Pig. 15), ist geschlossen, und das Ausgangesignal auf dtr Leitung 292 dts

# Zyklusstart-Flip-Ϊΐορβ 290 startet dtn Vorrtinigungszyk lus, nit oben beschrieben, ji dtr Binär zähl er wird zurückgesetzt und dtr Wagen beginnt sieh in Bewegung su sttztn»

Wenn sich dtr Wagen 36 über das Program su bewegen beginnt, wird dit Kurve 191 von tintr Reihe von Fotozellen ermittelt, und das Signal bei 54 (7ig. 4) ändert eioh aufgrund der Stellung dts undurchsichtigen Ktnnstichtne· Dieses Signal wird an dtn Sokweißer gegeben, welcher dtn Strom so langt erhöht, bis tr tintn Wert von ttwa 100 A erreicht. 3b ist au beoerken, dai bis jetzt noch ktin Schweißen stattgefunden hat in ditstm Btispitl. Zu« Zeitpunkt des aaximaltn Strömte 202 eraittelt dit Reihe dtr Üt Iläeht 41 abtastenden Tot ob eil en das Kennzeichen 192, welohee tin Signal an Eingang dtr Xonstantstroioqutllt 70

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(FIg. 6) erzeugt und «in« Befestigungsgeschwindigkeits-Mot or Steuerung 24 und ein· Drahtgeechwindigkeite-Motorsteuerung 25 eine Ausgangsspannung über entsprechende Leitungen 153 (Fig* 9) erzeugen läflt. Diese Spannung kann jedooh nioht an den Drahtsuführungsmotor 316 und den SLekt rodenlauf not or 317 (Fig* 15) angelegt werden, bis die Relaiskontakte 326 bzw. 332 geschlossen sind. Der Relaiskontakt 326 *ηκ 99t wird vom Steuerrelais 114 (Fig. 7) der Drahtauftthrungs-Ein-Aus-Steuerung gesteuert, deren Fotozelle 106 die Abtastfläche 49 des Program» abtastet, Jährend der Relaiskontakt 332 tob Steuerrelais 115 der Blektrodenlauf-Ein-lus-Steuerung gesteuert wird, deren Fotozelle 107 die Fläche 50 des Programme abtastet. Demnach starten weder DrahtzufQhrungen noch Befestigungsbev·- gung, wenn das Eennseiohen 192 anfangs ermittelt wird.

In dem dargestellten Programm wird während der erst en ülektrodenumdrehung (202-203) um das Werkstück eine erste Schweißung vorgenommen, ohne daß der Drahtzuführungemotor erregt ist. Am Punkt 202 ermittelt die fotozelle 107 (Fig. 7) das Kennzeichen 195 in der Fläche 50. Infolgedessen wird das Relais 115 aktiviert, und der Xontakt wird geschlossen, so daJ der Elektroden!auf motor 317 mit einer Spannungsouelle verbunden wird und zu arbeiten beginnt. Aa Punkt 203 ist der Drahtzuführungemotor durch das Kennzeichen 194 so programmiert, d&fl er zu arbeiten beginnt,

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und nährend des zweiten Umlaufes um das Werkstück (203-204) wird der Draht zu der Schweißung zugefügt. Der Strom wird am Punkt 203 verringert, um die Tatsache zu berücksichtigen, daß das Werkstück vorher "beim ersten Umlauf erwärmt wurde. Fahrend zwei Umläufe verwendet werden können, wie es dargestellt ist, ist selbstverständlich, daß auch nur ein einziger Umlauf zweckmäßig sein kann« Insbesondere wird der Strom nach dem ersten Umlauf verringert, und die einzelnen Fotozellen 205 bis 206 (Figo 7), die die Flächen 48 und 49 des Programms abtasten, ermitteln den Start der Kennzeichen 193 bzw. 194. Infolgedessen werden Steuerrelais 113 und 114 aktiviert, und der Heiaiskontakt 326 (Fig· 15) wird geschlossen, so daß der Drahtzuführungsmotor 316 mit der Spannungsquelle verbunden ist und zu arbeiten beginnt. Außerdem wird der Kontakt 322 geschlossen und, da der Kontakt 312 am Steuerrelais 294 schon durch die Anlegung eines Signals vom ZyklusBtart-Flip-Flop 290 geschlossen wurde, der Oszillatormotor wird erregt, um langsam über einen sehr schmalen Pfad der Schweißelektrode zu oszillieren. Diese kleine Schwingung hat sich als wesentliche Verbesserung der Schweißqualität herausgestellt.

Das Schweißen des Rohrwerkstückes begann am Punkt 202 mit der Auslösung des Elektrodenlaufmotors und endet, wenn das Kennzeichen 194 in der Fläche 49 endet. Zu etwa

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dieser Zeit wird der Schweißstrom schnell verringert von seiner Spitze.204 Bit einer Geschwindigkeit, die mit guten Schweißpraktiken vereinbar ist.

Die Programmgrenze wird angezeigt durch die Vorderkante des Kennzeichens 196, welches in der Programmgrenzenfläche 51 liegt. Diese Fläche wird von der Fotozelle 108 abgetastet, die Über die Leitung 116 ein Signal an die Zyklussteuerschaltung 15 gibt, welches bewirkt, daß der Ausgang 269 des Richtungs-Flip-Flops 276 geerdet wird, wodurch die Richtung umgedreht wird. Der Ausgang des Inverters 304 dreht sich um, so daß die Nachreinigungsverzögerung 291 arbeiten kann. Nach einer vorgewählten Verzögerung ändert sich das Ausgangssignal der Nachreinigungsverzögerung 291, wodurch das Zyklusstart-Flip-Flop 270 umgeschaltet und das Steuerrelais 294 entregt werden. Dieses schaltet auch das Zeitgeber-Flip-Flop 300, wodurch alle Flip-Flops in ihre Ausgangsstellungen zurückgesetzt werden· Gleichzeitig gibt das Gatter 280 den Schnellrüokkehr-Impulsgenerator 283 «uf den Ausgang 263 der Zeitbasis-Logikschaltung, die den F ort schalt mot or 34 zurüoksohaltet, um den Wagen in die linke Ausgangsposition zu bringen·

Die vorangegangene Besohreibung bezog sich auf eine AusfUhrungsform eines Programmierers, der zur Steuerung einer Son weißung an einem Rohr geeignet ist, die mit einem Umlaufbogenschweißer vorgenommen wird· Obwohl diese Aus-

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führungsform für einen bestimmten Sohweißvorgang spezi fisoh war, let aus der Beschreibung selbstverständlich, daß andere Typen von Schweißern oder Materialhandhabungs systemen auch in Verbindung mit ten Programmlerer der vorliegenden Erfindung verwendet «erden können. Außerdem können Azetylen- oder andere Gaeseh weißgeräte verwendet werden, und die Gasgemische und -mengen können anstelle I des Strome β in der bevorzugten Außführungsform gesteuert werden*

Ss ist auoh offensichtlich, daß das Programm oder Teile davon relativ zu dem Abtaster bewegt werden kann, so daß eine geringere Oberfläche ies Programmblattes zu beleuchten ist. Ss 1st auoh deutlich aus dem obigen Beispiel, daß eine Ansahl von Veränderungen in der programmgesteuerten Arbeltsweise vorgenommen werden kann. Z.B. kann die Drahtzuführung vergrößert oder verringert werden während des Programmes, um das Schweißen dickerer oder dünnerer Werkst lic tab schnitt β su ermöglichen. Weiterhin ist die Beschreibung eines Umlaufbogenschweißervorganges nur ein Beispiel, und alle anderen Sohweißarten können unter Verwendung des Programmierers der vorliegenden Erfindung verwendet worden. So könnte der Programmlerer der vorliegenden Erfindung mit einer der bekannten Schwelßbahnführungen verwendet werden, d.h. getrennte Zeichnungen

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oder ferlorbuofckantenüberwaohung, die auf diesem Fachgebiet ■bekannt sind.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf bestimmte Einzelheiten der beschriebenen AuefUhrungsfornen begrenzt, da viele inderungen vov Paohaann vorgenomen «erden können, wobei der Bereieh der Erfindung nur durch die beiliegenden Ansprüche eingegrenzt vird·

- PatentanaprUohe -

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Claims

Patentansprüche:

1. Programmierungssystem zur Durchführung eines Prozesses in einer Vorgeschriebenen leise, wobei der Prozeß eine Anzahl von programmierbaren, voneinander abhängigen Variablen aufweist, sowie mit Inderungsvorrichtungen

zum Ändern jeder Variablen, gekennzeichnet durch eine λ

erste Vorrichtung mit einem Programm, welches eine Anzahl von Kennzeichen zur Festlegung der Qperationsparameter des Prozesses aufweist, durch eine zweite Vorrichtung zur Überwachung des Programms und zur Erzeugung von mindestens einem Signal, welches den programmierten Wert der Operationsparameter darstellt, und durch eine dritte Vorrichtung, die auf das eine Signal anspricht zur Erregung der Xnderungsvorrichtung, um mindestens eine der Variablen in programmierter leise zu ändern.

2. Programmierungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vierte Vorrichtung, die auf mindestens

der ein Signal anspricht zum ändern einer anderenyVariablen, und durch eine fünfte Vorrichtung, die auf die zweite und die dritte Vorrichtung anspricht, um die Programmüberwachungevorrichtung zu steuern·

3. Programmierungseyetem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung ein biegsames Programmblatt enthält, welches Kennzeichen auf-

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weist, die vorgewählte inderungen in jeder der voneinander abhängigen Variablen anzeigen.

4. Programmierungssystem naoh einem der Ansprache 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung eine Vorrichtung zum Bewegen einer Vielzahl von Kennzeichendetektoren und des Programmes relativ zueinander

^ in programmierter leise aufweist.

5. Programmierungssystem naoh Anspruch 3 oder 4 _f daäurch gekennzeichnet, daß das Blatt lichtdurchlässig und die Kennzeichen llohtundurchlässlg sind und daß die zweite Vorrichtung eine Vielzahl von Fotozellen zum Abtasten eines gewählten Abschnittes des Programmes aufweist, wobei die Fotozellen auf die undurchsichtigen Kennzeichen ansprechen und das Signal erzeugen.

6. Programmierungssystem naoh einem der Ansprüche . 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung eine Vorrichtung zur Beleuchtung des Programms enthält.

7» Programmierungssystem nach einem der Ansprache 1 bis 6, daduroh gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung einen festen und einen beweglichen Teil hat, wobei der bewegliche Teil eine Anzahl von Fotozellen zur Ermittlung von Kennzeichen auf einem Teil des Blattes aufweist, wobei die Fotozellen relativ zum Blatt bewegt werden und die fünfte Vorrichtung diese relative Bewegung steuert.

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8. Programmierungssystem nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Torrichtung einen festen Seil alt einer Vielzahl fester Fotozellen zur Ermittlung der Anwesenheit von Kennzeichen auf ein·» anderen Teil des Blattes aufweist.

9. Programmierungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die dritte Vorrichtung eine Motorregelrorriehtung enthält, die auf die Parametersignale anspricht und eine Ancabl von Regelsignalen erzeugt, wobei die dritte Vorrichtung auch eine Anzahl von Ifotorantriebsgesohwindigkeits-Steuervorriehtungen enthält, die jeweils auf eines der Eegelsignale ansprechen·

10. Programmierungssystem nach Anspruch 7,daduroh gekennzeichnet, dafl das bewegliche feil die form eines beweglichen Wagens hat und einen Fortsohaltmotor zum Antrieb des Wagens über zumindest die eine Fläche aufweist, ( wobei die fünfte Vorrichtung eine logische Vorrichtung zum Pulsen des ?ortschaltmotorθ in vorgeschriebener Weise enthält.

11. Programmierungssystem nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daS die logische Vorrichtung ein Zeitsignal, eine Vorrichtung, die auf das Zeitsignal und auf eines der Steuerbedingungssignale anspricht zur Erzeu-

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gung einer Reihe von Ausgangsimpulsen, eine Fortschaltmotor-Logikvorrichtung, die auf die Reihe der Ausgangsimpulse und auf eine fagenrichtungs-Steuervorriohtung anspricht, um den Fortschaltmotor in vorbestimmter Richtung und alt vorbestimmter Geschwindigkeit anzutreiben.

12. Programmierungssystem nach Anspruch 1 oder 2 | zum Betreiben eines Schweizers in vorbestimmter Weise,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung einen Absohnitt der Kennzeichen abtastet und Operationsfeignale erzeugt, daß die dritte Vorrichtung einen anderen Abschnitt der lennzeichen abervaoht und Operationsbedingungssignale erseugt, daB die SohtmifiTorrichtung eine Sehweißmaterial-ZufuhrungsTorriohtung und eine SchweiBbefestigunge-Bewegungsvorrichtung sowie eine Schweißwärmeereeugungsvorrichtung enthält, wobei die vierte Vorrichtung auf Mindestens eines der Betriebsartsignale anspricht zum Steuern der " Sohweißwärmeerzeugungsvorrlchtung, dafl die fünfte Vorrichtung auf mindestens eines der Betriebsartsignale sum Steuern der ZufOhrungsvorriohtung anspricht, daß die seohste Vorrichtung auf mindestens ein anderes Betriebsartsignal zum Steuern der Sohweißbefestigungsbewegungsvorrichtung anspricht und daß eine logische Vorrichtung zur Synchronisation der sequentiellen Überwachung der zweiten Vorrichtung aufgrund der Betriebsart*- und Betriebsbedingungssignale vorhanden ist.

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13. Programmierungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Vorrichtung eine Impulserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung einer Reihe von Impulsen und einen F ort schalt mot or zum Antrieb der Abtastvorrichtung enthält, wobei die logische Vorrichtung eine Vorrichtung zum Anlegen der Impulsreüie an den Fortschaltmotor in irgendeiner aus einer Anzahl von Betriebsarten | enthält, um die Sichtung und die Geschwindigkeit des Fortscnaltmotorgetriebes zu steuern.

H* Programmierungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Vorrichtung einen Impulsgenerator enthält und daß die Logikvorrichtung einen Binärzähler, der auf die Impulsgeneratorvorrichtung und eine Anzahl von Betriebartsignalen anspricht, um ein Ausgangssignal zu liefern, und eine Vorrichtung enthält, die auf dieses Ausgangssignal anspricht, um die zweite |

Vorrichtung anzutreiben.

15. Programmierungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis Hf dadurch gekennzeichnet, daS die Impulserzeugungsvorrichtung eine Impulsfolge aufgrund der Erregung der Sehweißbefestigungs-Bewegungsvorrichtung durch eines der Betriebsartsignale erzeugt.

16. Programmierungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrich-

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tung eine Anzahl von Fotosseilen enthält, die auf einem Wagen getragen Herden, der vom Fortschaltmotor Über das Programm "bewegt werden kann«

17· Programmierungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet,daß die dritte Vorrichtung eine Anzahl von festen Fotozellen enthält, die nahe dem Programm getragen werden, um den anderen Teil der Kennzeichen zu ermitteln.

18. Programmierungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung eine Anzahl von Kennzeichen enthaltenden Flächen aufweist, wobei eine dieser Flächen Kennzeichen aufweist, die gewünschte Stromveränderungen als Funktion der Elektrodenstellung darstellen, eine zweite Fläche Veränderungen in der Befestigungsgeschwindigkeit und der Drahtzufuhrung als Funktion der Elektrodenstellung darstellt und eine dritte Fläche Kennzeichen aufweist, die die Ein-Aus-Steuerung der Elektrodenbewegung und der Drahtzuführungsgeschwindigkeit darstellen, wobei die Anzahl der Operationsartsignale Signale enthält, deren Werte sich in Übereinstimmung mit inderungen bei den Kennzeichen in der ersten, zweiten und dritten Fläohe ändern.

19. Programmierungesystem naoh einem der Ansprü-

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ohe 12 t>ie 18, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Vorrichtung eine Anzahl von Kenneeichen enthält, die Bereiche «aiii en für eine Anzahl von Variablen einschließlich der BetrieTjsartsignalvariablen enthält, wobei die dritte Vorrichtung eine Anzahl von Eraitt lungs vorrichtungen aufweist, die auf diese Kennzeichen ansprechen und Qperationsfcedingungseignale eraeugen.

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