DE2741622C2

DE2741622C2 - Einrichtung zum Steuern der Schweißparameter eines umlaufenden Lichtbogen-Schweißkopfes

Info

Publication number: DE2741622C2
Application number: DE2741622A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Omae; Keiziro Hitachi Sakai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-09-16
Filing date: 1977-09-15
Publication date: 1982-04-22
Also published as: DE2741622A1; US4163886A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Steuern der Schweißparameter eines umlaufenden Lichtbogen-Schweißkopfes für Rohr-Stumpfstöße in Abhängigkeit von seiner Winkelstellung.

Es wird häufig ein automatisches Rohrschweißwerk eingesetzt, das Rohre stumpfverschweißt, während es entlang des Rohrumfanges fährt. Wenn die Rohre durch ein derartiges Rohrschweißwerk verschweißt werden, ändert sich die auf das geschmolzene Metall einwirkende Schwerkraft mit der Lage, in der das Rohrschweißwerk beim Schweißen auf dem Rohrumfang fährt. Daher werden gewöhnlich die Schweißparameter abhängig von der Schweißstelle geändert, wie z. B. der Schweißstrom, die Schweißspannung, die Zuführgeschwindigkeit eines Schweißdrahtes, die Schweißgeschwindigkeit, das Pendelmuster und dergl. Hierzu sind so viele Potentiometer wie zu ändernde Schweißparameter erforderlich, um diese auf den jeweiligen Stellen auf dem Rohrumfang einzustellen. Weiterhin können beim Mehrlagen-Schweißen die Schweißparameter von Lage zu Lage geändert werden. In diesem Fall sind Potentiometer zum Einstellen der Schweißparameter auf den jeweiligen Stellen für jede Lage erforderlich. Da zahlreiche Potentiometer benötigt werden, hat ein Steuerpult große Abmessungen und eine sehr aufwendige Verdrahtung, Zusätzlich ist auch der Aufbau einer Befehlsgeber-Schaltung zum Ändern der Schweißparameter durch Schalten der Ausgangssignale der Potentiometer von Lage zu Lage und von Stelle zu Stelle auf dem Rohrumfang aufwendig, da Analog-Spannungen geschaltet werden,

Wegen dieser Nachteile wurde bereits erwogen,

einen Rechner in der Steuereinrichtung für das automatische Schweißwerk vorzusehen. Jedoch wurde bisher noch nicht daran gedacht, einen insbesondere für die Steuereinrichtung des automatischen Rohrschweißwerkes geeigneten Rechner zu verwenden. Wenn der Rechner einfach mit einem Allzweck(UniversaJ)-Eingabe/Ausgabewerk ausgestattet ist, wird der Aufbau der Steuereinrichtung aufwendig und groß. Wenn weiterhin die durch die Potentiometer darzustellenden Schweißparameter in einem Speicher des Rechners gespeichert und einfach sequentiell gelesen v/erden, ist die Verfügbarkeit des Rechners verringert

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung für ein automatisches Rohrschweißwerk anzugeben, die frei von den auf der Verwendung von Potentiometern beruhenden Nachteilen ist und einen einfach aufgebauten Rechner mit erhöhter Verfügbarkeit verwendet.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile aufgrund der Verwendung zahlreicher Potentiometer und die durch den Einsatz des Rechners auftretenden Probleme gelöst durch eine Einrichtung, die gekennzeichnet ^:st durch:
mehrere Steller, die jeweils für die Schweißparameter vorgesehen sind und den jeweiligen Stellbefeh! entsprechend dem Schweißparameter empfangen, um den Betrieb des Schweißwerkes entsprechend den empfangenen Stellbefehlen zu steuern,

einen ersten Digital-Speicher zum Speichern der Schweißparameter bezüglich einer der Schweißzonen, in der sich das Schweißwerk befindet
einen Stellungsfühler zum Erzeugen eines Stellungssignals entsprechend der Stellung des Schweißwerkes,
einen zweiten Digital-Speicher zum Speichern aller Schweißparameter für die Schweißzonen und zum Ändern der im ersten Digital-Speicher gespeicherten Schweißparameter, wenn der zweite Digital-Speicher das Stellungssignal empfängt, das die Stellung des Schweißwerkes anzeigt, in der die Schweißparameter zu ändern sind,

wenigstens einen Digital-Analog-Umsetzer zum Umsetzen vom ersten Digital-Speicher erzeugter und die in diesem gespeicherten Schweißparameter darstellender Digital-Signale in Analog-Signale.und
mehrere Abtastspeicher jeweils für die Schweißparameter, um die jeweiligen Analog-Signale für eine vorbestimmte Zeitdauer zu halter und als Stellbefehle abzugeben.

Die Erfindung sieht also eine Steuereinrichtung für ein automatisches Rohrschweißwerk vor, um das automatische Rohrschweißwerk, das kontinuierlich Rohre stumpfverschweißt, während es entlang einer Schweiß'inie auf dem Umfang eines Rohres fährt, entsprechend vorbestimmten Schweißparametern für jede von mehreren Schweißzonen zu steuern, die entlang der Schweißlinie eingeteilt sind. Alle Schweißparameter für die Schweißzonen sind in einem Digital-Speicher gespeichert, während die Schweißparameter auf einer gerade verschweißten Zone in einem anderen Speicher aufgezeichnet sind. Die Inhalte des zweiten Digital-Speichers werden durch einen Digital-Analog-Umsetzer in Anälög-Signäle umgesetzt, die dann jeweils in entsprechenden Abtastspeichern gehalten werden. Ausgangssignale der Abtastspeicher werden als Stellbefehle zu jeweiligen Stellern gespeist, die das Schweißwerk entsprechend den Schweißparametern einstellen. Auf diese Weise kann der Aufbau der Steuereinrichtung uns¹- eines Steuerpultes für diese Vereinfacht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig.¹. und 2 schematische Darstellungen zur

Erläuterung des Betriebs eines automatischen Rohrschweißwerkes, das Rohre stumpfverschweißt, während es auf dem Rohrumfang fährt, wobei F i g. 1 das Rohr und das Schweißwerk in Achsrichtung und F i g. 2 eine Seitenansicht des Schweißwerkes der Fig. 1 mit dem Rohr in einer Schnittebene einschließlich der Rohrachse

ίο zeigen,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für ein automatisches Rohrschweißwerk,

F i g. 4 die Inhalte eines Digital-Speichers, in dem alle Schweißparameter gespeichert sind,

Fig.5 ein Format eines in einer Adresse des Digital-Speichers gespeicherten Wortes,

Fig.6 die Inhalte eines Digital-Speichers, der die Schweißparameter für einen gerade verschweißten 2D Bereich speichert,

F i g. 7 ein Blockschaltbild eine .n der Steuereinrichtung der F i g. 3 vorgesehenen Stellbefi_nlgebers,

F i g. 8 Signale zur Erläuterung der Erzeugung von Gattersignalen, die in Abtastspeicher eingespeist werden, die im Stellbefehlgeber der Fig.7 enthalten sind,

F i g. 9 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Abtastspeichers im Stellbefehlgeber der F i g. 7,

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel eines Lagefühlers eines Schweißwerkes und

F i g. 11 die Inhalte eines Digital-Speichers. in dem alle Schweißparameter für Mehrlagen-Schweißen gespeichert sind.

In Fig. 1 fährt ein Schweißwerk 1 auf dem Umfang eines Rohres 2 oder 2' mittels Rollen 3 und erzeugt einen Lichtbogen mit einem Schweißbrenner 4. um die Rohre 2 und 2' stumpfzuschweißen. Die Einrichtung zum Transport des Schweißwerkes 1 ist nicht auf die Rollen beschränkt, sondern kann auch ein Reibrad sein, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist Der Schweißbrenner 4 pendelt quer zu einer Fuge 5, d. h. in Achsrichtung des kohres, und er ist auch rechtwinklig zur Rohrachse verschiebbar, um die Bogenspannung zu steuern (vgl.

F i g. 2). Ein Schweißdraht 6 wird mit vorbestimmter Geschwindigkeit zugeführt

Wenn das Schweißen entlang des Rohrumfanges erfolgt (vgl. Fig. 1), ändert sich die Schweißposition wesentlich, während das Schweißwerk 1 fährt Zum Beispiel erfolgt in einem Punkt (a) das Schweißen mit einem Abwärts-Lichtbogen, während in einem Punkt (d) das SchweiOen mit einem Aufwärts-Lichtbogen durchgeführt wird. Daher können gleichmäßige Schweißergebnisse für die Punkte (a) und (5) nicht aui rechterhalten werden, wenn nicht die Schweißparameter für diese Punkte geändert werden. Daher ist es bisher bei einem automatischen Rohrschweißwerk üblich, die Schweißparameter je nach Stellung des Schweißwerkes auf dem Rohmmfang zu ändern. In diesem Fall wirH ein Schweißstoß auf dem Rohmmfang in mehrere Schweißzonen eingeteilt, und die Schweißparameter werden für jede Schweißzone eingerichtet, so daß sie sich verändern, wenn das Schweißwerk von einer Zone zur benachbarten Zone fährt Wenn z. B, in F i g. 1 das Schweißwerk 1 durch einen Punkt (b) läuft, werden die auf die Zone (a)—(§) eingestellten Schweißparameter in die auf die Zone (b)—(c) eingestellten Schweißparameter geändert

F i e, 3 zeict eine erfinduneseemäße Steuereinrich-

tung für das oben erläuterte Schweißwerk. Ein Steuerpult 7 hat ein Tastenfeld zum Einstellen von Schweißparametern für die jeweiligen Schweißzonen auf dem Rohrumfang, wobei diese Schweißparameter in einem Digital-Speicher eines Rechners 8 gespeichert sind. Der Rechner 8 empfängt Schweißpafameter-Daten über eine Eingangs-Sammelschiene 9 und gibt ein Ausgangssignal an einen Stellbefehlgeber 11 über eine Ausgangssammelschiene 10 ab. Der Stellbefehlgeber 11 erzeugt Stellbefehl-Signale Sc, Sw, Wr, V. W_s und / entsprechend den jeweiligen Schweißparametern.

Das Laufgeschwindigkeits-Stellsignal 5V wird zu einem Laufgeschwindigkeits-Steller 13 geleitet, der eine Geschwindigkeits-Stellschaltung 14. einen Leistungsverstärker 15, einen Motor 16 und einen Tachogenerafor 17 aufweist. Der Laufgeschwindigkeits-Steller 13 bewirkt, daß das Schweißwerk I mit einer durch das Laufgeschwindigkeits-Stellsignal Sc bestimmten Geschwindigkeit fährt.

Der Drehwinkei des ivioiors i wird durch ein Potentiometer 18 erfaßt, um die Stellung des Schweißwerkes auf dem Umfang des Rohres zu erfassen und ein Stellungssignal für das Schweißwerk zu erzeugen, das an den Rechner 8 über einen Analog-Digital-Umsetzer

19 und die Eingangssammelschiene 9 abgegeben wird. Das Pendelgeschwindigkeits-Befehlssignal 5»' und

das Pendelbreiten-Befehlssignal W_P werden zu einem Pendelmuster-Generator 12 geleitet, um in ein Pendelmuster-Signal umgesetzt zu werden. Ein Pendel-Steller

20 hat einen Lage-Steller 21, einen Leistungsverstärker 22, einen Motor 23 und ein Potentiometer 24 und bewirkt, daß der Schweißbrenner 4 in Achsrichtung des Rohres entsprechend dem Pendelmuster-Signal fährt.

Das Schweißspannungs-Befehlssignal Vwird an einen Schweißspannungs-Steller 25 abgegeben, der einen Spannungssteller 26, einen Leistungsverstärker 27, einen Motor 28 und einen Schweißspannungs-Fühler 29 aufweist und der die Lichtbogenspannung des Schweißbrenners 4 entsprechend dem Schweißspannungs-Befehlssignal Vsteuert

Ein Drahtzuführgeschwindigkeits-StellerSO hat einen Geschwindigkeits-Steller 31, einen Leistungsverstärker 32, einen Motor 33 und einen Tachogenerator 34 und steuert die Zuführgeschwindigkeit des Schweißdrahtes

6 entsprechend dem Schweißdraht-Zuführgeschwindigkeits-Befehlssignal W₅.

Ein Schweißstrom-Steller 35 hat einen Strom-Steller 36, eine Schweißstromversorgung 37 und einen Stromführer 38 und steuert einen Strom zum Schweißbrenner 4 entsprechend dem Schweißstrom-Stellsignal

Diese Steller shid an sich bekannt und werden daher nicht näher erläutert

Vor Beginn des-$chweißens werden die Schweißparameter für die jeweiligen Schweißzonen vom Steuerpult

7 über die Eirtgangssammelschiene 9 zum Rechner 8 eingetastet Damit sind alle Schweißparameier im Digital-Speicher des Rechners 8 gespeichert Nach dem Speichern der Schweißparameter im Rechner 8 wird das Schweißen eingeleitet

Fig.4 zeigt die Inhalte des Digital-Speichers des Rechners 8, in dem die Schweißparameter in den jeweiligen Adressen gespeichert sind. Ein Format eines Wortes in jeder der Adressen ist in F i g. 5 gezeigt R WC ist immer eine binäre »1«-Zahl bei allen Adressen, ADC

ist eine binäre »O«-Zahl bei den Adressen A. A + 6

wo die Schweißwerk-Laufgeschwindigkeit-Information gespeichert ist, eine binäre »!«-Zahl bei den Adressen A + 1. A + 7,.... wo die Pendelgeschwindigkeit-Information gespeichert ist, eine binäre »2«-Zahl bei den

Adressen A+ 2, A+ 8 wo die Pendelbreiten-Infor-

mation gespeichert ist, eine binäre »3«-Zahl bei den Adressen -4 + 3, A + 9,..., wo die Schweißspannungs-ln* formation gespeichert ist, eine binäre »4«-Zahl bei den Adressen A + 4, Λ+10 wo die Schweißdraht-Zuführgeschwindigkeit-Information gespeichert ist, und eine binäre »5«-Zahl bei den Adressen A + 5, A+11₁..., wo die Schweißstrom-Information gespeichert ist; DAlN ist eine Binärzahl entsprechend den jeweiligen SchweiBparametern. Die Werte RWC. ADCund DAIN werden jeweils als Lese/Schreib-Angabe-Signal, Adreß-Angabe-Signal und Daten-Signal herausgenommen.

Beim Beginn des Schweißens wird eine Schweiß-Starttaste auf dem Steuerpult 7 betätigt, um die Adressen A bis A + 5 anzugeben, wo die Schweißparameter für die erste Schweißzone (die Zone (A^) — (ΰ} in Fig. I) gespeichert sind, und diese Schweißparameter werden in den Digitai-Speicher 4ö (Fig. 7) im Stellbefehlgeber 11 gesetzt. In diesem Fall sind die Adressen des Speichers 40, bei denen die Schweißparameter jeweils zu speichern sind, durch das Adreß-Anga· be-Signal ADCangegeben; die im Speicher gespeicherten Schweißparameter sind in F i g. 6 dargestellt Das Speichern der Schweißparameter im Speicher 40 ergibt sich im Zusammenhang mit den Erläuterungen zu F i g. 7 bezüglich einer Änderung der im Speicher 40 gespeicherten Schweißparameter. Der Stellbefehlgeber 11 speist die Stell-Befehlssignale Sc bis / in die jeweiligen Steller entsprechend den im Speicher 40 gespeicherten Schweißparameter:!, so daß das Schweißen in der ersten Schweißzone gemäß diesen Schweiß-Stellbefehlen erfolgt.

Wenn das Schweißwerk 1 in die benachbarte Schweißzone (b) — (E^ fährt, wird ein Stellungssignal entsprechend dem Punkt 'iT zum Rechner 8 geleitet, so daß die Adressen Λ+ 6 bis /I+ 11, bei denen die Schweißparameter für die Schweißzone (b) — (c) gespeichert sind, durch das Stellungssignal angegeben werden; diese Schweißparameter werden im Digitalspeicher 40 im Stellbefehlgeber 11 hergestellt der dann die Stellbefehlssignale entsprechend den neu hergestellten Schweißparametern erzeugt Auf diese Weise wird das Schweißwerk 1 gesteuert, um das Schweißen entsprechend den neuen Schweißparametern durchzuführen. Somit behält der Digital-Speicher 40 im Stellbefehlgeber II die Schweißparameter auf der gegenwärtigen Schweißzone bei, bis das Schweißwerk 1 hinter die gegenwärtige Schweißzone in die folgende Schweißzone fährt Das heißt der Digital-Speicher 40 speichert die Schweißparameter auf der jeweils verschweißten Schweißzone.

F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung des Stellbefehlgebers 11.

Wenn das unter bestimmten Schweißparametern gesteuerte Schweißwerk 1 eine Stelle auf dem Umfang des Rohres erreicht in der die Schweißparameter geändert werden müssen, z. B. den Punkt (S) in Fig. 1, wird das Lage-Signal entsprechend dieser Lage oder Stelle zum Rechner 8 gespeist wie dies oben erläutert wurde. Der Rechner 8 bezeichnet die Adressen A+6 bis /1 + 11 des Digital-Speichers im Rechner 8 entsprechend dem Lage-Signal, so daß die Datensignale DAIN für die Schweißparameter' der folgenden Schweißzone (b)—(c) zusammen mit den Adreß-Angabe-Signalen ADC Wi den Lese/Schreib-Angabe-Signalen RWC gelesen werden. Die Signale RWC geben an, ob die

Daten in den Digilal-Speicher 40 vom Rechner 8 geschrieben oder die Inhalte des Speichers 40 gelesen werden.

Da die Signale RWCzusammen mit den Datensignalen DAtN der Schweißparameier an den jeweiligen Adressen des Digital-Speichers im Rechner 8 gespeichert wurden, sind sie immer auf dem »!«-Pegel, wenn die Schweißparameter aus dem Rechner gelesen werden, d. h„ wenn die Schweißparameter in den Digttal-Speicher 40 geschrieben werden. Die Signale RWC werden zum Digital-Speicher 40 gespeist, um dessen Schreib-Betrieb aufzubauen, und weiterhin zum Gatter 41. um dieses so zu steuern, daß die Adreß-Angabe-Signale ADC zum Bezeichnen der Adressen des Digital-Speichers 40 verwendet werden. Die Signale R WC werden auch zu einem Decodierer 45 gespeist, um diesen rückzusetzen, so daß dessen Ausgangssignale a I bis a6 den »0«-Pegel annehmen. Demgemäß werden keine Ausgangssignale b\ bis 6 6 von den UNÜ-Uiiedern 46 bis 51 erzeugt, die als Gattersignale zu Abtastspeichern 53 bis 58 zu speisen sind.

Wenn die Adressen -4 4-6 bis /1 + 11 des Digital-Speichers im Rechner 8 bezeichnet und die Inhalte der Adresse A + b zuerst gelesen werden, wird der Digilal-Speicher 40 in Schreib-Betrieb durch das Lese/Schreib-Angabe-Signal RWCgesetzt.Gleichzeitig wird das die Adresse »0« darstellende Adreß-Angabe-Signal ADCzum Digital-Speicher 40 über das Gatter 41 gespeist, um die Adresse »0« des Speichers 40 zu bezeichnen. Das die Sch weiß werk-Laufgeschwindigkeit darstellende Daten-Signal DAIN wird zum Speicher 40 gespeist, so daß der Schweißwerk-Laufgeschwindigkeit-Datenwert bei der bezeichneten Adresse »0« gespeichert wird. Wenn dann die Inhalte der Adresse Λ+7 gelesen werden, wird der Speicher 40 in den Schreib-Betrieb durch das Lese/Schreib-Angabe-Signal R WC gesetzt. Gleichzeitig wird das die Adresse »1« darstellende Adreß-Angabe-Signal ADC zum Speicher 40 über das Gatter 41 gespeist, um die Adresse »1« anzugeben. Das die Pendelgeschwindigkeit darstellende Daten-Signal DAIN wird zum Speicher 40 gespeist, so daß der Pendelgeschwindigkeit-Daten wert bei der bezeichneten Adresse »1« gespeichert wird. Auf ähnliche Weise werden die Pendelbreiten-Daten, die Schweißspannungs-Daten, die Schweißdraht-Zuführgeschwindigkeit-Daten und die Schweißstrom-Daten bei den Adressen »2«, »3«, »4« und »5« jeweils des Speichers 40 gespeichert. Die Adressen A + 6 bis A + 11 können in jeder Folge gelesen werden.

Wenn die Inhalte der Adressen A+ 6 bis /1-i-ll gelesen wurden, ändert sich das Signal R WC auf den »O«-Pegel. Damit wird der Digital-Speicher 40 in den Lese-Betrieb gesetzt, und die Logik oder das Gatter 41 ermöglicht den Durchgang eines Ausgangssignals CAD eines Zählers 42 anstelle des Adreß-Angabe-Signals ADC vom Rechner 8. Daher erzeugt der Digital-Speicher 40 an einem Ausgangsanschluß Rotate Inhalte an der durch das Ausgangssignal CAD des Zählers 42 bezeichneten Adresse. Das Digital-Signai vom Digitalspeicher 40 wird durch einen Digital-Analog-Umsetzer 52 in ein Analog-Signal umgesetzt. Der Zähler 42 zählt Taktimpulse CLP einer festen Frequerz aufwärts, die durch einen Oszillator 43 erzeugt sind, um eine Binärzahl »0«. »I«. »2«. »3«. »4« oder »5« als das Signal CAD abzugeben. Das Signal CAD ist ein periodisches Signal, und die gleiche Binärzahi wird periodisch erzeugt. Demgemäß wird die Adresse des Digital-Speichers 40 wiederholt mit einem vorbestimmten Intervall bezeichnet, so daß jedes Digital-Signal, das Schweißparameter darstellt, wiederholt erzeugt wird.
Das Ausgangssignal CAD des Zählers 42 wird in

ί einen Decodierer 45 gespeist und in Impulssignale a I bis a 6 umgewandelt, wie diese ifi F i g. 8 gezeigt sind. Die Taktimpulse CLPdes Oszillators 43 werden auch an ein Monoflop 44 abgegeben, das ein Signal ONT(vgl. F i g. 8) erzeugt. Die Impulssignale a 1 bis a 6 Werden

to jeweils zu den entsprechenden UND-Gliedern 46 bis 51 gespeist, und das Impulssignal ONT wird an die UND-Glieder 46 bis 51 gemeinsam abgegeben, so daß die UND-Glieder an ihren Ausgängen Signale b 1 bis b 6 (vgl. F i g. 8) erzeugen. Die Impulssignale b 1 bis b 6

H werden als Gattersignale an die entsprechenden Abtastspeicher 53 bis 58 abgegeben.

Die Abtastspeicher können von herkömmlicher Art sein und den in Fig.9 dargestellten Aufbau haben. Ein Eingangsanschluß 60 ist mit einem Digital Analog-Umsetzer 52 verbunden und emplängt das vom Umsetzer

52 erzeugte Analog-Signal, das den entsprechenden Schweißparameter darstellt. Das oben erläuterte Gattersignal wird über einen Steueranschluß 61 an die Gate-Elektroden von Feldeffekttransistoren 62 und 63.

die als Schalt-Bauelemente arbeiten, abgegeben, um diese einzuschalten. Auf diese Weise wird die Größe öder Amplitude des zum Eingangsanschluß 60 gespeisten Analog-Signales in einem Kondensator 64 gespeichert Wenn das Gattersignal verschwindet, werden die Feldeffekttransistoren 62 und 63 ausgeschaltet, und die im Kondensator 64 gespeicherte Ladung wird beibehalten. Auf diese Weise empfängt der Abtastspeicher das Analog-Signal vom Analog-Digital-Umsetzer 52 nur dann, wenn das Gattersignal eingespeist wird. Somit empfängt der Abtastspeicher lediglich das Analog-Signal, das synchron mit dem eingespeisten Gattersignal ist. Zum Beispiel empfängt der Abtasispeicher 53 das Impulssignal b 1 als das Gattersignal. Das Impulssignal b 1 entspricht der Ausgangs-Binärzahl »0« des Zählers 42, und die Adresse »0« des Digital-Speichers 40 wird angegeben, so daß die Sch weißwerk-Laufgeschwindigiceit-Daten gelesen und das die Schweißwerk-Laufgeschwindigkeit darstellende Analog-Signal vom Digital-Analog-Umsetzer 52 erzeugt wird. Demgemäß empfängt der Abtastspeicher 53 das die Schweißwerk-Laufgeschwindigkeit darstellende Analog-Signal. Gleichzeitig werden andere Abtastspeicher 54 bis 58 nicht beeinflußt, da an diesen kein Gattersignal liegt
Auf ähnliche Weise wird das die Verknüpfungsgeschwindigkeit darstellende Analog-Signal an den Abtastspeicher 54 gelegt Gleichzeitig werden keine anderen Abtastspeicher beeinflußt Das gleiche gilt für die übrigen Abtastspeicher 55 bis 58. Insbesondere empfangen sie die die Verknüpfungsbreite, die Schweißspannung, die Zuführgeschwindigkeit des Schweißdrahtes und den Schweißstrom darstellenden Analog-Signa-Ie und halten diese. Wie aus den obigen Erläuterungen folgt, werden die Analog-Signale zu den jeweiligen Abtastspeichern wiederholt mit dem festen Intervall gespeist Die Ausgangsanschlüsse 65 der Abtastspeicher

53 bis 58 erzeugen immer das Analog-SignaL das als die Befehlssignale Sc, Sw, Wp, V, W₅und /gehalten wird.

Während der Änderung der Inhalte des Digital-Speichers 40 erzeugen die UND-Glieder 46 bis 51 die Impulssignale b 1 bis b 6 nicht, wie dies oben erläutert wurde, und daher sind die Feldeffekttransistoren nichtleitend. Demgemäß behalten die Abtastspeicher 53 bis 58 die jeweiligen Analog-Signale bei. die die

Schweißparameter vor der Änderung darstellen. Dies gewährleistet die Kontinuität der Schweiß-Steuerung, während die Schweißparameter auf den neuesten Stand gebracht werden.

Wie aus Fig.8 folgt, sind die Vorderflanken der Impulssignale b 1 bis 66 gegenüber den Vorderflanken der jeweiligen Impulssignale al bis a 6 um ein vorbestimmtes Zeitintervall verzögert Insbesondere sind das Monoflop 44 und die UND-Glieder 46 bis 51 Vorgesehen, um die Vorderflanken der Impulssignale a I bis a 6 um das vorbestimmte Zeitintervall zu verzögern. Die Verzögerungszeit wird im wesentlichen gleich einer Zeit eingestellt, die zum Umsetzen vom Digital-Analog (Umsetzer 52 benötigt wird. Damit wird das Analog-Si-Jnal zum Abtastspeicher nach Abschluß der Umsetzung es Digital-Signals in das Analog-Signal gespeist.
Wie oben erläutert wurde, empfängt der Abtastspeieher das Eingangssignal wiederholt mit dem konstanten Intervall. Dieses Intervall kann bis zu einer durch die Ümsetzungseigenschaft des Digiiai-Änaiog-ümsetzers |2 gegebenen Grenze verkürzt werden. Deshalb kann das Eingangssignal mit kürzerem Intervall bezüglich der teitkonstanten des Abflusses des Abtastspeichers •ingespeist werden. Damit kann die Steuergenauigkeit erhöht und der Einsatz einer Schaltung mit geringem Üaltevermögen ermöglicht werden. Der Aufbau der tinrichtung ist vereinfacht und es können weniger ■ufwendige Bauelemente verwendet werden. Die durch den Einsatz des Rechners erforderliche Signal-Umsel-■ungseinrichtung kann lediglich der einzige Digital-Analog-Umsetzer 52 und der einzige Analog-Digital-Umsetzer 19 sein. Weiterhin benötigt der Digital-Spei-•her 40 eine kleine Speicherkapazität Daher ist die Steuereinrichtung durch Einsatz des Rechners nicht •ufwendig. Weiterhin ist nach Speicherung der Schweißparameter im Digital-Speicher 40 der Betrieb #es Rechners nicht weiter erforderlich, während das Schweißen mit diesen Schweißparametern erfolgt Somit kann der Rechner für andere Zwecke verwendet Werden, so daß seine Verfügbarkeit erhöht ist

Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist der Digital-Speicher 40 getrennt vom Rechner vorgesehen •nd es wird nur der einzige Digital-Analog-Umsetzer 52 verwendet Alternativ kann der Digital-Speicher 40 ein Teil eines Speichers im Rechner sein oder es können •lehrere Digital-Analog-Umsetzer für jeden oder einige Abtastspeicher vorgesehen sein.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das für einen Schweißwerk-Stellungsfühler mit einem Potentiometer geeignet ist In F i g. 10 fährt das Schweißwerk 1 auf dem Umfang des Rohres 2, indem ein Reibrad 71, das am Schweißwerk 1 und einem beweglichen Ring 70 fcefestigt ist, mittels eines Motors 16 angetrieben wird. Ein ortsfester Ring 72 ist auf dem Umfang des Rohres 2 vorgesehen und ein Endschalter 73 ist am ortsfesten Ring 72 als Kontaktgeber befestigt Die Stellung des Endschalters 73 ist auf einen Schweiß-Start-Bezugspunkt eingestellt Das Schweißwerk 1 ist mit einem Vorsprung 74 versehen, der den Endschalter 73 am Bezugspunkt einschaltet Ein Potentiometer 18 wird durch den Motor 16 gleichzeitig mit dem Antrieb des Schweißwerkes 1 angesteuert, um eine der Stellung des Schweißwerkes 1 entsprechende Spannung zu erzeugen.

Wenn das Schweißwerk 1 im Schweißstart-Bezugspunkt ist, z. B. im Punkt (A) in Fi g. 1, dann erzeugt das Potentiometer eine Spannung Vo. Wenn dei Endschalter 73 durch den Vorsprung 74 eingeschaltet wird, wird ein Signal von einer Stromversorgung Po zum Abtastspeicher 75 gespeist, der den gleichen Aufbau wie in F i g. 9 hat. Das durch das Einschalten des Endschalters erzeugte Signal wird als Steuersignal an die Feldeffekttransistoren abgegeben, die als Schalt-Bauelemente arbeiten. Daher wird die Spannung V₀ durch den Abtastspeicher 75 gehalten. Diese Spannung Vo wird immer über einen Vorzeichen-Umsetzer 76 zu einem Addierer 77 gespeist. Der Vorzeichen-Umsetzer 76 und

ro der Addierer 77 bilden einen Subtrahierer. Wenn das Schweißwerk in eine beliebige Stellung fährt, wird eine durch das Potentiometer erzeugte Spannung V, an den Addierer 77 abgegeben. Auf diese Weise ist die Ausgangsspannung des Addierers 77 gleich der Spannung V,- V₀. Diese Spannung V,- V₀ wird durch den Analog-Digital-Umsetzer 19 in ein Digital-Signal als ein Stellungs-Signal umgesetzt, das dann in den Rechner 8 gespeist wird.

Wenn angenommen wird, daß die Spannungsänderung des Potentiometers bei einer Umdrehung des Schweißwerkes 1 um das Rohr Vu beträgt, dann sind die Spannungen Vz, Va, V₆, Vg und Vio entsprechend den Punkten@bis ^ in Fig. 1, die an der Stelle von zwei, vier, sechs, acht und zehn Uhr auf einem Zifferblatt vorgesehen sind, gegeben durch:

⁼ jj «,(« = 2,4,6,8, 10).

Die durch die Gleichung (1) bestimmte Spannung V_n wird im Rechner 8 gespeichert, so daß dieser die Spannung V_n mit der Spannung V,— V₀ vergleichen kann, um die Stellung des Schweißwerkes 1 durch deren Übereinstimmung zu erfassen. Wenn z. B. die Spannung V_x- V₀ mit der Spannung V2 übereinstimmt, so wird festgelegt, daß das Schweißwerk 1 in der Stellung (b) ist. Wenn die Spannung V,— V₀ mit V_n übereinstimmt, müssen die Schweißparameter geändert werden. Wenn beide Spannungen übereinstimmen, wird ein Adreß-Angabe-Signal erzeugt, um Adressen anzugeben, bei denen neue Schweißparameter gespeichert sind. Wenn z. B. die Spannung V,— Vo mit der Spannung V2 übereinstimmt, werden die Adressen Λ+ 6 bis Λ + 11 des Digital-Speichers im Rechner 8 bezeichnet, und die bei den Adressen A + 6 bis Λ-f Il gespeicherten Schweißparameter werden in den Digital-Speicher 40 gelesen.

Der Schweißwerk-Lagefühler der Fig. 10 kann die auftretende Einstellschwierigkeit ausschließen, wenn der Schweißstart-Bezugspunkt auf dem Umfang des Rohres mit einem elektrischen Bezugspunkt des Potentiometers in Obereinstimmung gebracht wird.

In Fig.4 sind die im Speicher aufgezeichneten

Schweißparameter dargestellt, wobei angenommen wird, daß das Schweißen abgeschlossen ist, wenn das Schweißwerk 1 eine Umdrehung um das Rohr ausgeführt hat, d. h, das Schweißen endet mit einer Einlage-Schweißung. Bei einem Mehrlagen-Schweißen, bei dem das Schweißwerk 1 mehrere Umdrehungen um das Rohr ausführt, sind die Schweißparameter der jeweiligen Zonen (vgL Fig.4) für jede der Lagen gespeichert

Fig. 11 zeigt die Inhalte des Digital-Speichers im Rechner 8, die alle Schweißparameter für das Mehrlagen-Schweißen einschließen. Sogar in diesem Fall speichert der Digital-Speicher 40 die Schweißparameter (vgl. Fig.6) für jede Lage und für jede Schweißzone. Beim Mehrlagen-Schweißen wird die Anzahl der Umdrehungen des Schweißwerkes 1 um das

Rühr, d. h. die Anzahl der Lagen, erfaßt, um die Adressen des Speichers im Rechner 8 anzugeben. Hierzu ist der Stellungsfühler der Fig. 10 mit einem Zähler 78 versehen, der die vom Abtastspeicher 75 gespeicherten Signale abhängig vom Einschalten des Endschalters 73 aufwärts zählt, um ein Binärzahl-Signal zu erzeugen. Dieses Binärzahl-Signal gibt die Anzahl der Umdrehungen des Schweißwerkes 1 um das Rohr an, und in diesem Sinn ist es ein zusätzliches Stellungssignal zu dem vom Addierer 77 erzeugten Stellungssignal. Das Binärzahl-Signal wird zum Rechner 8 gespeist Der Rechner 8 gibt an die Adressen des Digitai-Speichers im Rechner 8 entsprechend dem von Zähler 78 erzeugten Binärzahl-Signal und dem durch

Übereinstimmung der Spannungen V_x- VO erzeugten Adreß-Angabe-Signal.

Erfindungsgemäß genügt es, die Schweißparameter im Speicher des Rechners 8 vom Steuerpult 7 zu speichern. Daher kann das Steuerpult 7 einfach aufgebaut sein. Da weiterhin der Digiial-Speicher anstelle der Schweißparameter-Finstell-Potentiometer verwendet wird, die eine Art eines Speichers sind, benötigt der Speicher wenig Raum, selbst wenn zahlreiche Schweißparameter, wie beim Mehrlagert Schweißen, eingestellt werden müssen. Damit ist gegenüber herkömmlichen Steuereinrichtungen eine genauere Einstellung und justierung der Schweißpara^ meter möglich.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen Steuern der Schweißparameter eines umlaufenden Lichtbogen-Schweißkopfes für Rohr-StumpfstöQe in Abhängigkeit von seiner Winkelstellung, gekennzeichnet durch

mehrere Steller (13,20,25,30,35), die jeweils für die Schweißparameter vorgesehen sind und den jeweili- ία gen Stellbefehl entsprechend dem Schweißparameter empfangen, um den Betrieb des Schweißwerkes (1) entsprechend den empfangenen Stellbefehlen zu steuern,

einen ersten Digital-Speicher zum Speichern der t5 Schweißparameter bezüglich einer der Schweißzonen, in der sich das Schweißwerk (1) befindet,
einen Stellungsfühler (73, 74) zum Erzeugen eines Stellungssignals entsprechend der Stellung des $chweiß'"erkes(l), einen zweiten Digital-Speicher (40) zum Speichern »Her Schweißparameter für die Schweißzonen und turn Ändern der im ersten Digital-Speicher gespeicherten Schweißparameter, wenn der zweite Digital-Speicher (40) das Stellungssignal empfängt, das die Stellung des Schweißwerkes (1) anzeigt, m der die Schweißparameter zu änJern sind,
wenigstens einen Digital-Analog-Umsetzer (52) zum Umsetzen vom ersten Digital-Speicher erzeugter end die in diesem gespeicherten Schweißparameter darstellender Digital-Signale in Analog-Signale.und mehrere /\btastspeicher (53—58) jeweils für die Schweißparameter, un die j- weiligen Analog-Signa-Ie für eine vorbestimn.te Zeitdauer zu halten und als Stellbefehle abzugeben(Fig. ,7).

2. Einrichtung nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch einen Oszillator (43) zum Erzeugen von Taktsignalen, und einen Zähler (42), der die Taktsignale empfängt, um mehrere verschiedenwertige Ausgangssignale wiederholt mit festem Intervall ti erzeugen, die in den ersten Digital-Speicher als ein Adreß-Angabe-Signal eingespeist werden, wodurch die Digital-Signale wiederholt erzeugt werden <Fig.7).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Decodierer (45) zum Decodieren der Ausgangssignale des Zählers (42) in Impulssignale, Wobei die Abtastspeicher (53 — 58) jeweils mit den Impulssignalen als Ansteuer- bzw. Gattersignale Versorgt sind, um die Analog-Signale nur bei so Empfang der jeweiligen Ansteuersignale zu empfan- »en(Fig.7).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennteichnet, daß der Decodierer (45) rückgesetzt ist, um tie Erzeugung der Ansteuersignale zu verhindern, •rührend die im ersten Digital-Speicher gespeicherten Schweißparameter geändert werden, und daß 4ie Abtastspeicher (53—58) die jeweiligen Analog-Signale entsprechend den Schweißparametern halten, die im ersten Digital-Speicher unmittelbar vor Beginn der Änderung gespeichert sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Verzögerungsglied zum Verzögern der Vorderflanken der Vom Decodierer (45) erzeugten Impulssignale um ein Vorbestimmtes Zeitintervall.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied aufweist: ein Monoflop (44), das die Taktsignal empfängt, um Impulssignale zu erzeugen, und mehrere UND-Glieder (46—51), die gemeinsam mit den Impulssignalen vom Monoflop (44) und jeweils mit den Impulssignalen vom Decodierer (45) beaufschlagt sind (F i g. 7).

7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Digital-Anaiog-Glieder (52) für jeweils wenigstens einen Abtastspeicher (53—58).

8. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsfühler (73,74) aufweist:
einen Fühler in einem Bezugspunkt, an dem das Schweißen beginnt, um abhängig vom Durchgang des Schweißwerkes (1) durch den Bezugspunkt ein Signal zu erzeugen,

ein Potentiometer (18) zum Erzeugen eines Spannungssignales entsprechend dem Laufweg des Schweißwerkes (1) vom Bezugspunkt,
einen weiteren Abtastspeicher (75), der abhängig von dem durch den Fühler erzeugten Signal das vom Potentiometer (18) entsprechend dem Bezugspunkt erzeugte Spannungssignal empfängt und hält, und
einen Subtrahierer (76, 77) zum Berechnen der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des weiteren Abtastspeichers (75) und dem vom Potentiometer (18) erzeugten Spannungssignal und zum Abgeben des Unterschiedes als das Stellungssignal (Fig. 10).

9. Einrichtu/.g nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsfühler weiterhin aufweist: einen Zähler (78) zum Zählen des durch den Fühler erzeugten Signales, um ein Ausgangssignal abzugeben, das als zusätzliches Stellungssigna! mit dem Stellungssignal zusammenwirkt (F i g. 10).