DE3344013A1 - Feed device for delivering electrodes for welding and cutting - Google Patents

Feed device for delivering electrodes for welding and cutting

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DE3344013A1 DE19833344013 DE3344013A DE3344013A1 DE 3344013 A1 DE3344013 A1 DE 3344013A1 DE 19833344013 DE19833344013 DE 19833344013 DE 3344013 A DE3344013 A DE 3344013A DE 3344013 A1 DE3344013 A1 DE 3344013A1
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Abstract

In order to increase the control accuracy of a drive motor for a feed device for delivering electrodes, in particular at high temperatures, the drive motor is designed as a disc-rotor motor (10) and the device for measuring the speed is designed as a photoelectric pulse generator (25) (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Kennwort: ScheibenläufervorschubPassword: disk armature feed

Vorschubvorrichtung zur Förderung von Elektroden zum Schweißen und Schneiden Die Erfindung betrifft eine Vorschubvorrichtung zur Förderung von Elektroden zum Schweißen und Schneiden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.Feed device for conveying electrodes for welding and Cutting The invention relates to a feed device for conveying electrodes for welding and cutting according to the preamble of claim 1.

Vorschubvorrichtungen ermöglichen in der Schweiß- und Schneidtechnik eine kontinuierliche Förderung der Elektrode zum Schweiß- oder Schneidbrenner. Die Kontinuität der Elektrodenförderung ist von der Auswahl und der Drehzahlmessung sowie -regelung des Antriebsmotores der Vorschubvorrichtung abhängig.Feed devices enable welding and cutting technology Continuous delivery of the electrode to the welding or cutting torch. the Continuity of the electrode feed depends on the selection and the speed measurement and control of the drive motor of the feed device.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse als geregelten Antriebsmotor der Vorschubvorrichtung einen fremderregten Gleichstrommotor mit zylindrischem Luftspalt zwischen dem Dauermagneten und Läufer einzusetzen. Die Drehzahlregelung des fremderregten Gleichstrommotors erfolgt über einen mit der Motorwelle verbundenen Tachogenerator.It is known to meet these requirements as being regulated The drive motor of the feed device is an externally excited direct current motor with a cylindrical Use air gap between the permanent magnet and rotor. the Speed control of the separately excited DC motor takes place via one connected to the motor shaft Tachometer generator.

Bei dem bekannten fremderregten Gleichstrommotor der Vorschubvorrichtung sind jedoch lange Bremszeiten sowie relativ große räumliche Abmessungen durch die Bauart vorgegeben. Infolge der Bauart Motor/Tachogenerator ergibt sich bei teurer Herstellungs- und Betriebsweise ein re]ativ hohes Gewicht Bei der Regelung des unter Belastung erfolgenden Drehzahlabfalles des Gleichstrommotors mittels eines Tachogenerators wurde zwischen der im kalten Betriebszustand der Schweiß- und Schneideinrichtung eingestellten Drehzahl und der im warmen Betriebszustand der Schweiß- und Schneideinrichtung von dem Tachogenerator gemessenen Drehzahl Abweichungen bis zu 8 Prozent ermittelt.In the known separately excited DC motor of the feed device however, long braking times and relatively large spatial dimensions are due to the Type specified. Due to the design of the motor / tachometer generator, the result is more expensive Production and operation a relatively high weight in the control the drop in speed of the DC motor under load by means of a The tachometer generator was between the cold operating state of the welding and cutting equipment the set speed and that of the welding and cutting device when it is warm Speed deviations of up to 8 percent measured by the tachometer generator are determined.

Diese Drehzahlabweichung wird auf eine Verringerung der Magnetstärke des Dauermagnetläufers des Tachogenerators zurückgeführt, die durch die Erwärmung des Dauermagnetläufers während des Schweiß- bzw. Schneidbetriebes erfolgt. Die Verringerung der Magnetstärke führt zu einer Widerstandsänderung in den Feldwicklungen des Tachogenerators und somit zu einer Änderung der dem Drehzahl-Istwert proportionalen Tachospannung. Dieser fehlerhafte Drehzahl-Istwert wird einer Regeleinrichtung zugeführt und mit einer Spannung veralichen, die dem eingestellten Drehzahl-Sollwert N1?erhältnisgleich ist. Die Zuführung des fehlerhaften Drehzahl-Istwertes in den Regelkreis führt zu Abweichungen der Drehzahl der Vorschubvorrichtung während des Betriebes der Schweiß- bzw. Schneideinrichtung und somit zu unterschiedlichen Abschmelzleistungen und fehlerhaften Schweißnähten.This speed deviation is due to a reduction in the magnet strength of the permanent magnet rotor of the tachometer generator caused by the heating of the permanent magnet rotor takes place during the welding or cutting operation. The reduction the strength of the magnet leads to a change in resistance in the field windings of the tachometer generator and thus to a change in the tachometer voltage proportional to the actual speed value. This erroneous actual speed value is fed to a control device and with it a voltage that is proportional to the set speed setpoint N1? is. Feeding the incorrect actual speed value into the control loop leads to Deviations in the speed of the feed device during operation of the welding or cutting device and thus to different deposition rates and defective Welds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelgenauigkeit eines Antriebsmotores für eine Vorschubvorrichtung zur Förderung von Elektroden in einfachster Art und Weise und unter Vermeidung höherer Herstellungs- und Betriebskosten zu erhöhen.The invention is based on the object of improving the control accuracy of a Drive motor for a feed device for conveying electrodes in the simplest possible way Way and avoiding higher manufacturing and operating costs.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung des geregelten Antriebsmotores in kompakter, gewichtsarmer Bauweise.Another object of the invention is to provide the regulated Drive motor in a compact, low-weight design.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorschubvorrichtung zur Förderung von Elektroden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is in a generic feed device for Promotion of electrodes solved by the characterizing features of claim 1.

Um eine solche Drehzahlregelung wartungsfrei und ohne gewichtserhöhende sowie innerhalb der vorgegebenen Vorschubvorrichtung Platz beanspruchende Bauteile ausbilden zu können, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung auf der Motorwelle des Scheibenläufermotores eine mit mindestens einer Öffnung versehene Läuferscheibe befestigt, welche der lichtelektrische Impulsgeber ist.To such a speed control maintenance-free and without weight-increasing as well as components that take up space within the specified feed device To be able to train is, according to a further embodiment of the invention, on the motor shaft of the pancake motor has a rotor disk provided with at least one opening attached, which is the photoelectric pulse generator.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,daß durch die Bauart des Scheibenläufermotores eine vorgegebene Läuferscheibe in einfachster Art und Weise sowie kostengünstig als in dem Motor integrierter lichtelektrischer Impulsgeber ausgebildet ist.The advantages achieved by the invention are in particular that the design of the pancake motor creates a given rotor disk in its simplest form Manner and inexpensive than photoelectric integrated in the motor Pulse generator is formed.

Die Erfassung des Drehzahl-Istwertes und somit die Regelgenauigkeit der Drehzahl des Scheibenläufermotores mit diesem lichtelektrischen Impulsgeber ist insbesondere auch bei erhöhten Maschinentemperaturen der Schweiß-bzw. Schneideinrichtung ohne Drehzahlabweichungen gegeben.The acquisition of the actual speed value and thus the control accuracy the speed of the disc motor with this photoelectric pulse generator is particularly also at increased machine temperatures of the welding or. Cutting device given without speed deviations.

Infolge der durch die Baueinheit - geregelter Scheibenläufermotor - möglichen Gewichtseinsparung bei den umlaufenden Teilen, hat der Läufer nur ein sehr geringes Trägheitsmoment. Das gestattet einerseits den Motor in Millisekunden auf eine gewünschte Drehzahl zu bringen, in der gleichen kurzen Zeit zu stoppen und in der Drehrichtung umzusteuern. Andererseits ermöglicht die Gewichtsreduzierung eine bessere Handhabbarkeit bei insbesondere mobilen Vorschubgeräten.As a result of the unit - regulated pancake motor - possible weight savings in the rotating parts, the runner has only one very low moment of inertia. On the one hand, this allows the engine to run in milliseconds to bring it to a desired speed, stop in the same short time and to change the direction of rotation. On the other hand, it enables weight reduction better handling, in particular with mobile feed devices.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

In der Zeichnung ist in perspektivischer Darstellung ein Scheibenläufermotor zum Antrieb einer nicht näher dargestellten Vorschubvorrichtung in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet.In the drawing, a pancake motor is shown in perspective for driving a feed device not shown in detail in its entirety denoted by 10.

Der Läufer (Anker) 11 des von der Fa. Kolbe vertriebenen fuba-Scheibenläufermotors GDM 10 besteht aus einer Isolierscheibe in der die Ankerwicklung 12 in Form von Drahtwick-#ungen eingelagert sind. In der Mitte der Läuferscheibe 11 ist eine nicht näher dargestellte Bohrung vorgesehen, mit der die Läuferscheibe 11 auf die Motorwelle 13 aufgeschoben und so positioniert wird, daß zwischen Läuferscheibe 11 und den das Erregerfeld des Scheibenläufermotores 10 bildenden Dauermagneten 14 ein axialer Luftspalt von ca. 0,5 mm besteht. Auf der Seite des freien Endes 15 der Motorwelle 13 ist die Läuferscheibe 11 mittels eines Flansches 16 auf der Motorwelle 13 befestigt. Auf der dem freien Ende 15 der Motorwelle 13 gegenüberliegenden Seite der Läuferscheibe 11 ist der aus voneinander isolierten Lamellen bestehende Kommutator 17 auf der Motorwelle 13 befestigt.The rotor (armature) 11 of the fuba disc motor sold by Kolbe GDM 10 consists of an insulating washer in which the armature winding 12 in the form of Wire windings are stored. In the middle of the carrier 11 is not one The bore shown in more detail is provided, with which the rotor disk 11 is attached to the motor shaft 13 is pushed and positioned so that between the carrier plate 11 and the the excitation field of the pancake motor 10 forming permanent magnets 14 an axial There is an air gap of approx. 0.5 mm. On the side of the free end 15 of the motor shaft 13, the carrier plate 11 is fastened to the motor shaft 13 by means of a flange 16. On the side of the carrier plate opposite the free end 15 of the motor shaft 13 11 is the commutator 17 consisting of mutually insulated lamellas on the Motor shaft 13 attached.

Der Kommutator 17 besteht vorzugsweise aus Kupfer und ist mit der Läuferscheibe 11 verbunden. Eine Lamelle des Kommutators 17 ist jeweils an einen Anfang eines nicht näher dargestellten Leiterzuges und eine andere Lamelle an das Ende eines nicht näher dargestellten Leiterzuges angeschlossen. Die Läuferscheibe 11 und der Kommutator 17 drehen sich miteinander. Der Läuferstrom wird über die feststehenden Kohlebür sten 18 dem Kommutator 17 zugeführt. Die auswechselbaren Kohlebürsten 18 sind in einer in den Stirnseiten 19 des Gehäuses 20 vorgesehenen zylindrischen Aussparung 21 angeordnet. Auf der Stirnseite 19 des Gehäuses 20 ist der als Ringscheibe ausgebildete Dauermagnet 14 befestigt. Der Durchmesser 22 der Bohrung 23 der Ringscheibe entspricht in etwa dem Durch- messer der zylindrischen Aussparung 21. Im fertig montierten Betriebszustand des Scheibenläufermotors 10 läuft der Kommutator 17 innerhalb der zylindrischen Aussparung 21. Wenn die Läuferscheibe 11 durch Schwung bei der Drehung ihren größten Ausschlag gerade ein wenig überschritten hat, dann ändert der Kommutator 17 die Stromrichtung in der Läuferscheibe 11,und sie dreht sich weiter. In der Läuferscheibe 11 sind fertigungsbedingte Öffnungen 24, vorzugsweise schlitzförmige Durchbrüche, zur Isolation der einzelnen Ankerwicklungen 12 vorgesehen.The commutator 17 is preferably made of copper and is with the Carrier disk 11 connected. A lamella of the commutator 17 is in each case on one Beginning of a ladder line not shown in detail and another lamella to the Connected to the end of a conductor track not shown in detail. The carrier 11 and the commutator 17 rotate together. The rotor current is via the fixed carbon brush most 18 to the commutator 17 supplied. The interchangeable Carbon brushes 18 are provided in one in the end faces 19 of the housing 20 cylindrical recess 21 arranged. On the end face 19 of the housing 20 is the permanent magnet 14 designed as an annular disk is attached. The diameter 22 of the Bore 23 of the washer corresponds roughly to the diameter knife the cylindrical recess 21. In the fully assembled operating state of the pancake motor 10, the commutator 17 runs within the cylindrical recess 21. When the carrier 11 has just exceeded its maximum deflection a little through momentum when turning has, then the commutator 17 changes the direction of the current in the armature 11, and she keeps turning. In the carrier plate 11 there are production-related openings 24, preferably slot-shaped openings, to isolate the individual armature windings 12 provided.

Die bereits vorhandenen Öffnungen 24 werden als lichtelektrischer Impulsgeber 25 genutzt. Hierzu werden in der zu dem freien Ende 15 der Motorwelle 13 weisenden Motorwand 26 des Gehäuses 20 innerhalb einer nicht näher dargestellten Bohrung eine Lichtquelle 27, vorzugsweise eine Fotodiode und ein fotoelektrischer Meßwertaufnehmer 28, vorzugsweise ein Fototransistor,angeordnet. The existing openings 24 are called photoelectric Pulse generator 25 used. For this purpose, in the to the free end 15 of the motor shaft 13 facing motor wall 26 of the housing 20 within a not shown Bore a light source 27, preferably a photodiode and a photoelectric Measurement pickup 28, preferably a phototransistor, is arranged.

Die dem fotoelektrischen Meßwertaufnehmer 28 und der Lichtquelle 27 gegenüberliegende Stirnseite 29 des Dauermagneten 14 weist vorzugsweise eine partielle Verspiegelung 30 auf. Der Lichtquelle 27 und dem fotoelektrischen Meßwertaufnehmer 28 kann wahlweise eine optische Einrichtung 32 zur Bündelung und Ablenkung der Lichtstrahlen 31 vorgeschaltet werden. Von der Lichtquelle 27 über die optische Einrichtung 32 werden durch die Öffnungen 24 der Läuferscheibe 11 Lichtstrahlen 31 auf den Spiegel 30 geschickt. Diese Lichtstrahlen 31 treffen bei in gleicher Achse mit den Lichtstrahlen 31 liegender Öffnung 24 auf den Spiegel 30, von welchem die Lichtstrahlen 31 auf den fotoelektrischen Meßwertaufnehmer 28 reflektiert werden. Die zwischen den Öffnungen 24 vorhandenen Stege 33 der Läuferscheibe 11 sperren jeweils bei sich drehender Läuferscheibe 11 den ankommenden Lichtstrahlen 31 den Weg zu dem fotoelektrischen Meßwertauf nehmer 28. Die Anzahl der auf diese Weise erzeugten Impulse ist proportional der Zahl der Umdrehungen.The photoelectric transducer 28 and the light source 27 opposite end face 29 of permanent magnet 14 preferably has a partial Mirroring 30 on. The light source 27 and the photoelectric transducer 28 can optionally include an optical device 32 for focusing and deflecting the light beams 31 can be connected upstream. From the light source 27 via the optical device 32 light rays 31 are directed through the openings 24 of the carrier disk 11 onto the mirror 30 sent. These light rays 31 impinge on the same axis as the light rays 31 lying opening 24 on the mirror 30, from which the light rays 31 on the photoelectric transducer 28 are reflected. The one between the openings 24 existing webs 33 of the carrier plate 11 lock each time it rotates Carrier 11 the incoming Light rays 31 the way to the photoelectric Meßwertauf taker 28. The number of generated in this way Impulse is proportional to the number of revolutions.

Die während einer bestimmten Meßzeit dem Zähler 34 zugeführten Impulse können mittels einer nicht näher dargestellten digitalen Anzeige zur Ist-Drehzahldarstellung verwendet werden. Die Darstellung der Ist-Drehzahl ergibt insbesondere bei Lichtbogenschweißgeräten mit Tandem-Drahtvorschubgetrieben Vorteile bei der Einregelung gleicher Drehzahlen bei beiden Antrieben.The pulses fed to the counter 34 during a certain measuring time can use a digital display, not shown in detail, to display the actual speed be used. The representation of the actual speed is particularly evident in the case of arc welding devices with tandem wire feed gears advantages when regulating the same speeds with both drives.

Die mittels des lichtelektrischen Impulsgebers 25 gemessene Ist-Drehzahl des Scheibenläufermotores 10 wird dem Regelkreis 35 zugeführt und mit einem am Sollwerteinsteller 36 eingestellten Drehzahlsollwert verglichen. Bei einer Differenz zwischen Soll- und Ist-Drehzahl regelt der Drehzahlregler 37 den Läuferstrom über die Steuerung der vollgesteuerten Brückenschaltung 38 nach.The actual speed measured by means of the photoelectric pulse generator 25 of the pancake motor 10 is fed to the control circuit 35 and with a setpoint adjuster 36 set speed setpoint compared. If there is a difference between the target and the actual speed, the speed controller 37 regulates the rotor current via the controller the fully controlled bridge circuit 38 after.

Zur Vereinfachung ist in der Zeichnung nur eine Brückenschaltung 38 dargestellt, die im Zwei-Quadranten-Betrieb arbeitet. d. h. bei nur einer Drehrichtung, bei der jedoch Antreiben und Bremsen vorgesehen sind. Selbstverständlich ist es auch möglich,den Scheibenläufermotor 10 im Umkehrbetrieb (d. h. Möglichkeit für zwei Drehrichtungen) zu betreiben. Hierzu sind lediglich zwei derartige Brückenschaltungen 38 erforderlich. Bei einer derartigen Schaltung wird die Drehrichtung des Scheibenläufermotors 10 mittels eines zweiten fotoelektrischen Meßwertaufnehmers 28 ermittelt, der vorzugsweise in Drehrichtung der Läuferscheibe 11 versetzt zum ersten fotoelektrischen Meßwertaufnehmer 28 angeordnet ist.For the sake of simplicity, only one bridge circuit 38 is shown in the drawing shown, which works in two-quadrant operation. d. H. with only one direction of rotation, In which, however, propulsion and braking are provided. Of course it is also possible to operate the disc motor 10 in reverse mode (i.e., possibility for two directions of rotation). There are only two such bridge circuits for this purpose 38 required. With such a circuit, the direction of rotation of the pancake motor 10 determined by means of a second photoelectric transducer 28, which is preferably offset in the direction of rotation of the carrier plate 11 to the first photoelectric transducer 28 is arranged.

Eine weitere mögliche Ausbildung der Erfindung besteht in der Anbringung einer spiegelnden Folie auf der Läuferscheibe 11. Die Verspiegelung des Dauermagneten 14 kann in diesem Fall entfallen.Another possible embodiment of the invention consists in the attachment a reflective film on the carrier plate 11. The reflective coating of the permanent magnet 14 can be omitted in this case.

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Claims (7)

Ansprüche @ Vorschubvorrichtung zur Förderung von Elektroden zum Schweißen und Schneiden, insbesondere Drahtelektroden, mit einem Antriebsmotor mit einer Einrichtung zur Drehzahlmessung, wobei die Einrichtung zur Drehzahlmessung und die Vorschubvorrichtung mit der Motorwelle in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als Scheibenläufermotor (10) und die Einrichtung zur Drehzahlmessung als lichtelektrischer Impulsgeber (25) ausgebildet ist. Claims @ feed device for the promotion of electrodes to Welding and cutting, in particular wire electrodes, with a drive motor a device for speed measurement, wherein the device for speed measurement and the feed device are connected to the motor shaft, characterized in that that the drive motor as a pancake motor (10) and the device for speed measurement is designed as a photoelectric pulse generator (25). 2. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Motorwelle (13) des Scheibenläufermotores (10) eine mit mindestens einer Öffnung (24) versehene Läuferscheibe (11) befestigt ist und die Läuferscheibe (11) der lichtelektrische Impulsgeber (25) ist. 2. Feed device according to claim 1, characterized in that on the motor shaft (13) of the pancake motor (10) one with at least one The carrier disk (11) provided with an opening (24) is attached and the carrier disk (11) the photoelectric pulse generator (25) is. 3. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Öffnung (24) der Läuferscheibe (11) gegenüberliegende Stelle als Spiegel (30) ausgebildet ist. 3. Feed device according to claim 1 and 2, characterized in that that at least one of the opening (24) of the carrier disc (11) opposite point is designed as a mirror (30). 4. Vorschubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Spiegel (30) gegenüberliegenden Seite der Läuferscheibe (11) eine Lichtquelle (27) und mindestens ein fotoelektrischer Meßwertaufnehmer (28) angeordnet sind. 4. Feed device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that on the side of the carrier plate opposite the mirror (30) (11) a light source (27) and at least one photoelectric transducer (28) are arranged. 5. Vorschubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Drehrichtung der Läuferscheibe (11) ver- setzte fotoelektrische Meßwertaufnehmer (28) zur Drehzah]niessung und Drehrichtungserkennung angeordnet sind. 5. Feed device according to one of claims 1 to 4, characterized marked that two in the direction of rotation of the carrier disc (11) sat Photoelectric transducers (28) for speed measurement and detection of the direction of rotation are arranged. 6. Vorschubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (27) als Fotodiode ausgebildet ist.6. Feed device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the light source (27) is designed as a photodiode. 7. Vorschubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Scheibenläufermotor (10), dessen Läuferscheibe (11) mindestens eine Öffnung (24) aufweist, durch die von einer gegenüber der Öffnung (24) angeordneten Lichtquelle (27) Lichtstrahlen (31)geschickt werden, die auf einen in Fortpflanzungsrichtung der Lichtstrahlen (31) hinter der Läuferscheibe (11) angeordneten Spiegel (30) auftreffen und von dem Spiegel (30) zu einem fotoelektrischen Meßwertaufnehmer (28) reflektiert werden.7. Feed device according to one of claims 1 to 6, characterized by a pancake motor (10), the rotor disk (11) of which has at least one Has opening (24) through which one arranged opposite the opening (24) Light source (27) light rays (31) are sent, which on a in the direction of propagation of the light beams (31) behind the carrier plate (11) impinge on the mirror (30) and reflected from the mirror (30) to a photoelectric transducer (28) will.
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