DE2528909A1

DE2528909A1 - Fusion welding current source control - by flip flop with timing pulse generator and comparator controlling transistor

Info

Publication number: DE2528909A1
Application number: DE19752528909
Authority: DE
Inventors: Guenter Hahn
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1975-06-28
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1977-01-20
Also published as: CH595180A5

Abstract

The welding current source for arc, plasma and electro-slag welding, with a switching frequency of 16 kHz is controlled by a correcting element in the power line to the electrode. A flip flop which is linked to the correcting element through a power amplifier can be turned on by the output signal from a timing pulse generator and turned off by the signal from a comparator for the desired and actual value of current or voltage. This makes it possible to use digital units for both actual and desired value setters, with the result of lower costs and higher control accuracy. The setting of the desired value by computer or punched tape is facilitated, and the digital display of the actual value results in better supervision.

Description

Kennwort: Digitalstromquelle Schweißstromquelle für Verfahren zum Schmelzschweißen von Metallen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromquelle für Verfahren zum Schmelzschweißen von Metallen , insbesondere für das Lichtbogen-, Plasma- und Elektroschlackeschweißverfahren, mit einem Stromkreis, in dem mindestens ein schnell hintereinander ein- und ausgeschaltetes Strom- und/oder Spannungsstellglied in Reihe mit dem Lichtbogen vorgesehen ist, wobei die Schaltungsfrequenz etwa oberhalb 16 KH, liegt.Password: Digital power source Welding power source for procedures for Fusion Welding of Metals The present invention relates to a power source for processes for fusion welding of metals, in particular for arc welding, Plasma and electroslag welding processes, with a circuit in which at least a current and / or voltage control element that is switched on and off in rapid succession is provided in series with the arc, the switching frequency being approximately above 16 KH.

Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik bei Stromquellen Bezug genommen, wie er beispielsweise aus der DT-OS 2 258 656 bekannt geworden ist. Bei diesen Stromquellen wird das Strom-und/oder Spannungsstellglied mit einer Frequenz ein- bzw. ausgeschaltet, welche oberhalb der Hörschwelle (etwa 16 KHz) des Menschen liegt, wobei durch das schnelle Ein- und Ausschalten eine Stromquelle zum Schweißen erhalten wird, welche beispielsweise ein besseres dynamisches Verhalten als bisherige Schweißstromquelle aufweist. Damit sind diese Stromquellen, welche auch unter dem Begriff elektronische Stromquellen" bekannt sind, besonders vorteilhaft für die verschiedesten Schweißverfahren und Schweißaufgaben einsetzbar.This generic term refers to the state of the art for power sources Reference is made as it has become known, for example, from DT-OS 2 258 656. In the case of these current sources, the current and / or voltage control element is operated with a frequency on or off, which is above the hearing threshold (about 16 KHz) of humans is located, with the rapid on and off switching a power source for welding is obtained, which for example a better dynamic behavior than previous Has welding power source. This means that these power sources, which are also under the Term electronic power sources "are known, particularly advantageous for the Various welding processes and welding tasks can be used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es diese Stromquelle, insbesondere in Bezug auf die Ansteuerung des Stellgliedes zu verbessern.The object of the present invention is this power source, in particular to improve in relation to the control of the actuator.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß zur Strom - und/oder Spannungsregelung eine mit dem Stellglied verbundene Kippstufe vorgesehen ist, welnhe vom Ausgangssignal eines Taktgenerators einschaltbar und vom Vergleichssignal eines Soll-Istwert-Vergleichers ausschaltbar ist.The present invention is that for current - and / or Voltage regulation a flip-flop connected to the actuator is provided, welnhe can be switched on by the output signal of a clock generator and from the comparison signal a setpoint / actual value comparator can be switched off.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung einer Kippstufe wird in Verbindung mit dem Taktgenerator es einerseits möglichtdas Stellglied stets zum gleichen Zeitpunkt einzuschalten und andererseits'die Takt zeiten also die Schaltrrequenzen exakt einzuhalten. Die Größe des Stromes bzw. der Spannung wird durch mehr oder weniger früher Ausschalten des Stellgliedes durch das Ausgangssignals des Soll-Istwert-Vergleichers erreicht. Dabei ist es besonders günstig, wenn der Vergleicher als Digital-Vergleicherlvorzugsweise mit TTL-Bausteinen ausgebildet ist.By using a tilting stage proposed according to the invention In connection with the clock generator, on the one hand, the actuator is always possible to be switched on at the same time and, on the other hand, the clock times, i.e. the switching frequencies to be adhered to exactly. The size of the current or the voltage is determined by more or less earlier switching off of the actuator by the output signal of the setpoint / actual value comparator achieved. It is particularly advantageous if the comparator is preferably used as a digital comparator is designed with TTL blocks.

Durch diesen Vergleicher ist wiederum die Verwendung eines Digitalvoltmeters als Istwertgeber sowie von Digital-Codierschaltern als Sollwertgeber möglich geworden, so daß die gesamte Ansteuerung aus Digital-Bausteinen aufgebaut werden kann. Dies ist im Hinblick auf die Kosten sowie die Ansteuerungsgenauigkeit von wesentlichem Vorteil.This comparator in turn enables the use of a digital voltmeter as an actual value transmitter as well as digital coding switches as setpoint transmitters have become possible, so that the entire control can be built up from digital modules. this is essential in terms of costs and control accuracy Advantage.

Hinzu kommt, daß durch die Verwendung des Digital-Vergleichers es in einfachster Weise auch möglich ist, den Sollwert, über Computer (Digitalrechner), Lochkarten, Lochstreifen vorzugeben, was insbesondere bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Stromquelle in Maschinenschweißanlagen oder Fertigungsstraßen von Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil besteht in der Digitalanzeige bzw. Digitalermittlung des Istwertes, welcher somit einfach auch zur Schweißüberwachung mit ausgenutzt werden kann.In addition, by using the digital comparator it it is also possible in the simplest way to set the target value, via computer (digital computer), To specify punch cards, punched strips, which is particularly important when using the inventive Power source in machine welding systems or production lines is beneficial. A Another advantage is the digital display or digital determination of the actual value, which can therefore also be used for welding monitoring.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines AusfUhrungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher erläutert: In der Zeichnung ist die im Blockschema dargestellte Schweißstromquelle mit 10 bezeichnet. Die Stromquelle 10 besteht im wesentlichen aus einem Transformator 11 (ein-oder mehrphasig), gegebenenfalls einen Gleichrichter 12 sowie dem Strom- und/oder Spannungsstellglied 13, welches in Reihe mit einem Lichtbogen 14 liegt, der zwischen einer abschmelzenden oder nichtabschmelzenden Elektrode 15 und dem Werkstück 16 aufrechterhalten werden soll. Ferner ist im Stromkreis zwischen Gleichrichter 12 und Elektrode 15 ein Shunt 17 zur Schweißstrommessung vorgesehen. Uber Leitungen 18, 19 ist dieser Shunt 17 mit dem Eingang eines als Digital-Voltmeter oder Analog-Digital- Umsetzer aufgebauten Stromistwertgebers 20 verbunden , welcher ferner zur Schweißspannungsmessung mit dem Werkstück 16 über die Leitung 21 verbunden ist. Je nach dem , ob der Schweißstrom und/ oder die Schweißspannung gemessen und als Istwert ermittelt werden soll, ist der Schalter 22 und/oder der Schalter 23 geschlossen.The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the drawing and with reference to further advantageous Features explained in more detail: The drawing shows the welding power source shown in the block diagram denoted by 10. The power source 10 consists essentially of a transformer 11 (single or multi-phase), possibly a rectifier 12 and the current and / or voltage actuator 13, which is in series with an arc 14, between a consumable or non-consumable electrode 15 and the Workpiece 16 is to be maintained. Furthermore, in the circuit between the rectifier 12 and electrode 15 a shunt 17 for welding current measurement intended. This shunt 17 is connected to the input of a digital voltmeter via lines 18, 19 or analog-to-digital converter built current actual value encoder 20 connected, which furthermore connected to the workpiece 16 via the line 21 for welding voltage measurement is. Depending on whether the welding current and / or the welding voltage are measured and is to be determined as the actual value, is the switch 22 and / or the switch 23 closed.

Der Ausgang des Voltmeters 20 ist unter Zwischenschaltung eines Digital-Speichers 24 mit einem Soll-Istwert- Vergleicher 25 verbunden, welcher als Digital-Vergleichersvorzugsweise mit TTL-Bausteinen ausgebildet ist.The output of the voltmeter 20 is with the interposition of a digital memory 24 is connected to a target / actual value comparator 25, which is preferably used as a digital comparator is designed with TTL blocks.

Dem Vergleicher 25 ist ein als Sollwertgeber dienender Codierschalter 26 zugeordnet. Der Ausgang des Vergleichers 25 ist mit dem einen Eingang 27 einer Kippstufe 28 verbunden, deren anderer Eingang 29 mit einem 20 KHZ Generator 30 in Verbindung steht.A coding switch serving as a setpoint generator is attached to the comparator 25 26 assigned. The output of the comparator 25 is one input 27 with one Flip-flop 28 connected, the other input 29 of which is connected to a 20 KHZ generator 30 in Connection.

Der Ausgang 31 der Kippstufe 28, welche bevorzugt als flankengesteuertes Flip-Flop ausgebildet ist, steht über einen Leistungsverstärker 32 bekannter Bauart mit dem Stellglied 13 in Verbindung. Das Stellglied besteht bevorzugt aus steuerbaren Halbleitern, vorzugsweise, wie beim Ausführungsbeispiel, aus im Schalterbetrieb arbeitenden Transistoren.The output 31 of the flip-flop 28, which is preferably edge-controlled Flip-flop is formed, is available via a power amplifier 32 of known type with the actuator 13 in connection. The actuator is preferably made of controllable Semiconductors, preferably, as in the exemplary embodiment, in switch mode working transistors.

Die Funktionsweise der oben beschriebenen Einrichtung ist folgende: Über den 20 KHZ Generator 30 wird die Kippstufe periodisch (Frequenz 20 KHz) eingeschaltet und damit über das Stellglied beispielsweise der Schweißstrom.Gleichzeitig gelangt während Jeder Impulsphase der Stromistwert über das Voltmeter 20 zu dem Speicher 24.The functionality of the facility described above is as follows: The flip-flop is switched on periodically (frequency 20 KHz) via the 20 KHZ generator 30 and thus the welding current, for example, via the actuator during each pulse phase the actual current value via voltmeter 20 to the memory 24.

Wenn die Zahl im Istwertspeicher der Zahl des Sollwertgebers entspricht oder größer ist, schaltet der Vergleicher 25 den Flip-Flop wieder ab und das Stellglied unterbricht den Schweißstrom solange, bis der nächste Taktimpuls vom Generator 30 an das Flip-Flop gelangt, so daß das oben beschriebene Ein-Aus-Schalten mit einer Frequenz von 20 KHz abläuft. Auf die oben beschriebene Weise wird der Schweißstrom mit einfachen Mitteln konstant gehalten.If the number in the actual value memory corresponds to the number in the setpoint generator or greater, the comparator 25 switches off the flip-flop again and the actuator interrupts the welding current until the next clock pulse from generator 30 reaches the flip-flop, so that the on-off switching described above with a Frequency of 20 KHz expires. In the manner described above, the welding current kept constant with simple means.

Claims

Expectations

Welding power source for processes for fusion welding of metals, especially for the arc, plasma and electroslag welding process, with a circuit in which at least one Current and / or voltage control element is provided in series with the arc, wherein the switching frequency is approximately above 16 KHz, characterized in that, that for current and / or voltage # control connected to the actuator (13) Flip-flop (28) is provided, which from the output signal of a clock generator (30) can be switched on and switched off by the comparison signal of a setpoint / actual value comparator (25) is.

2. Welding power source according to claim 1, characterized in that the set-actual value comparator (25) as a digital comparator, preferably with TTL modules, is trained.

3. Welding power source according to claim 1 or 2, characterized in that that the actual value transmitter (20) is an analog-digital converter connected to the circuit (18,19,21), preferably a digital voltmeter is provided, which is preferably connected in between an actual value memory (24) is connected to the comparator (25).

Welding power source according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that a Codiersohalter is assigned to the comparator (25) as a setpoint generator (26).

5. Welding power source according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the actuator (13) made of controllable semiconductors, preferably in switch mode working transistors.

6. Welding power source according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the flip-flop (28) is designed as an edge-controlled flip-flop.

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