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Kennwort: Pulsierender Abstands-Sollwert
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Einrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes eines Lichtbogenschwei8brenners
von einem Werkstück Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Konstanthaltung
des Abstandes eines Lichtbogenschwei8-brenners von einem Werkstück beim Schweinen
mit einem pulsierenden Schweißstrom, mit einem Vergleicher, dessen einem Eingang
das elektrische Potential des Lichtbogens als Istwert zuführbar ist und dessen anderer
Eingang mit einem Sollwertgeber in Verbindung steht und dessen Ausgang einer Brennerverstellvorrichtung
zugeordnet ist.
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Aus der US-PS 3 777 115 sind Einrichtungen zur Konstanthaltung des
Abstandes eines Lichtbogenschwei8brenners von einem Werkstück bekannt geworden,
bei denen beim Schweißen mit einem Gleichstrom, einem Vergleicher zum einen das
elektrische Potential des Lichtbogens als Istwert und zum anderen eine Gleichspannung
als Sollwert zugeführt werden.
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Je nach Abweichung zwischen Soll- und Istwert wird über eine Brennerverstellvorrichtung
der Brenner gegenüber dem Werkstück entsprechend verstellt. Derartige Vorrichtungen
haben sich beim Schweißen mit einem Schweißgleichstrom bzw. einem Schweißwechselstrom
bewahrt. Bei Verwendung dieser bekannten Einrichtung beim Lichtbogenschweißen mit
einem pulsierenden Schweißgleichstrom bzw. pulsierenden Schweißwechselstrom hat
die Praxis gezeigt, daß infolge sich des dabei laufend ändernden Soannungsistwertes
des Lichtbogens und der einsetzenden Regelung, der Brennerabstand sich synchron
zur Änderung des Schweißstromes verändert.
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Zur Vermeidung dieses laufenden Hin- und Herbewegens des Brenners
gegenüber dem Werkstück ist es bekannt geworden, den am Lichtbogen gemessenen Istwert
über eine gewisse Zeit zu integrieren und diesen Integrationswert dem Vergleicher
zuzuführen. Dies ist jedoch im Hinblick auf die Regelgenauigkeit und insbesondere
die Regelschnelligkeit ungünstig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile
zu vermeiden und insbesondere eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der auch beim Schweißen mit einem pulsierenden Schweißstrom eine absolute Konstanthaltung
des Abstandes eines Lichtbogenschweißbrenners von einem Werkstück bei hachster Regelschnelligkeit
und Regelgenauigkeit erreichbar ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß
der Sollwertgeber eine Pulsvorrichtung zur Erzeugung eines pulsierenden Sollwertes
aufweist, dessen Frequenz der Frequenz des pulsierenden Schweißstromes entspricht.
Zur vorteilhaften Weiterbildung wird hierzu vorgeschlagen, daß die Pulsvorrichtung
erste und zweite Sollwerteinsteller aufweist, die über einen Umschalter ab-
wechselnd
mit dem Vergleicher verbindbar sind und daß der Umschalter von einem Signal aus
der Schweißstromquelle synchron zur Schweißstrompulsfrequenz betätigbar ist.
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Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der
Einrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes des Brenners von dem Werkstück ein
Sollwert zugeführt wird, dessen Pulsfrequenz der Frequenz entspricht, die auch der
zwischen Lichtbogenbrenner und Werkstück gemessenen pulsierenden Lichtbogen-Ist-Wert-Spannung
entspricht.
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Dadurch ist gewhrleistet, daß sowohl bei einer Änderung der Lichtbogensoannung
infolge von einer Änderung des Abstandes zwischen Brenner und Werkstück sowohl in
dem Bereich, in dem der Schweißstromwert einen niedrigen Wert als auch in dem Bereich,
in dem der Schwei9.strom einen hohleren Wert aufweist, infolge des entsnrechend
angepaßten vorgegebenen Sollwertes optimal und schnellmöglichst ausgeregelt wird.
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Im Nachfolgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte merkmale anhand eines Ausführungsbeispieles
naher erläutert. In der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Konstandhaltung des Abstandes
eines schematisch dargestellten Lichtbogenschweißbrenners 10 von einem zu bearbeitenden
Werkstück 11 in ihrer Gesamtheit mit 12 bezeichnet.
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Der Brenner 10 ist dabei bevorzugt als '.lIG-SchweiBbrenner ausgebildet.
Die schematisch dargestellte Elektrode 13 des Lichtbogenschwei9.#brenners 10 sowie
das Werkstück 11 ist über Leitungen 14, 15 mit einer Schwei#stromquelle vorzugsweise
einer Konstantstromquelle 33 verbunden, wobei mit dieser Stromquelle ein Schweißlichtbogen
16 mit einem oulsierenden ##leichschwei9strom versorgt wird.
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In diesem Zusammenhang wird auch auf das Stromdiagramm über der Leitung
14 verwiesen. Ferner ist die Elektrode 13 und das Werkstück 11 über Leitungen 17
und 18 mit dem einen Eingang 19 eines Vergleichers 20 verbunden. Der andere Eingang
21 des Vergleichers 20 steht mit einem Sollwertgeber 22 in Verbindung. Der Ausgang
23 des Vergleichers ist über eine Leitung 24 mit einer 3rennerverstellvorrichtung
25 verbunden, die einen Motor 26 mit zugeordneter Zahnstange, Zahnritzel, Brennerverstellung
27 aufweist.
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GemëM der Erfindung weist der Sollwertgeber 22 eine Pulsvorrichtung
28, 29, 30 auf, mit der ein sulsierender Sollwert erzeugt werden kann, dessen Frequenz
der Frequenz des pulsierenden Schweißstromes entspricht. Die Pulsvorrichtung weist
erste und zweite Sollwerteinsteller 28, 29 auf, die über einen Umschalter 30 abwechselnd
mit dem Vergleicher 20 verbindbar sind. Dabei wird der Umschalter 30, beim Ausführungsbeisoiel
ein Relais mit entsorechendem Kontakt 31a, von einem über eine Leitung 32 aus der
Stromquelle 33 zugsführten Signal betitizt, wobei das Signal synchron zur Schwei9stromoulsfrequenz
ist.
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Vor Beginn eines Schwei9vorganges, bei dem eine Schweißnaht mittels
eines pulsierenden Schwei#gleichstromes geschweiß werden soll, wird zunächst der
Brenner von Hand in einen vorgesehenen konstant zu haltenden optimalen Abstand 34
vom Werkstück entfernt positioniert und dann die sich bei einem Stromwert I1 bzw.
bei dem hiheren Wert 12 ergebende Lichtbogensoannung gemessen und entsorechend die
Sollwerteinstellwiderstände 28 und 23 so eingestellt, daF am Eingang des Vergleichers
20, je nach Stellung des Kontaktes 31, die entsorechend gemessene niedrigere bzw.
hihers Spannung als Sollwert anliegt.
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Während des Schweißens wird von der Stromquelle 33 über die Leitung
32 ein Signal, siehe auch diagramm über der Leitung 32, entnommen, durch welches
das Relais 30 abwechselnd erregt bzw. entregt wird, wodurch der Kontakt 31a abwechselnd,
und zwar mit einer Frequenz, die der Frequenz des pulsierenden Schweißgleichstromes
entsoricht, mit dem Widerstand 28 bzw. dem Widerstand 29 verbunden wird. Damit wird
über die Leitung 35 an den Eingang 21 des Vergleichers ein Signal, entsorechend
dem Diagramm über der Leitung 35, abgegeben. Die Frequenz dieses Signales entsoricht
der Frequenz des Signales, welches als Istwert über die Leitung 17 und 18 dem Vergleicher
20 zugeführt werden. Wir verweisen in diesem Zusammenhang auch auf das Soannungsdiagramm
über der Leitung 17. Je nach Abweichung zwischen Ist- und Sollwert wird der Brenner
entsprechend nachgeregelt.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel wurde in Verbindung
mit einem nulsierenden Schwei9gleichstrom erläutert. Die eam:il der Erfindung vorgeschlagene
Einrichtung ist auch vorteilhaft einsetzbar in Verbindung mit Stromquellen, die
einen pulsierenden Schwei9.wechselstrom einer Schwei#stelle zuführen.