DE3723844A1 - Control of a welding torch during track welding for locating and following a welding groove with control of the distance from the plate - Google Patents

Control of a welding torch during track welding for locating and following a welding groove with control of the distance from the plate

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DE3723844A1 DE19873723844 DE3723844A DE3723844A1 DE 3723844 A1 DE3723844 A1 DE 3723844A1 DE 19873723844 DE19873723844 DE 19873723844 DE 3723844 A DE3723844 A DE 3723844A DE 3723844 A1 DE3723844 A1 DE 3723844A1
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Abstract

An arrangement for controlling a welding torch during track welding for locating and following a welding groove with control of the distance from the plate is described. The arrangement for locating and following the welding groove and for controlling the distance of the gas nozzle of the welding torch from the plate consists of only one sensor with an electronic unit connected downstream.

Description

Beim automatisierten Bahnschweißen mit einem Industrieroboter erweist sich die Führung des Lichtbogens entlang der Schweißfuge als zentrales Problem. Verantwortlich hierfür sind die geometrischen Abweichungen zwischen dem realen Schweißfugenverlauf und der programmierten Bahn. Die Ursachen sind: Bauteiltoleranzen, Verzug der zu fügenden Bauteile durch Wärmeeinbringung beim Schweißen, ungenaues Spannen der Werkstücke und die nicht exakte Programmierung der Schweißbahn. Qualitätseinbußen aufgrund der obengenannten Einflüsse stellen eine automatische Fertigung in Frage.In automated path welding with one Industrial robot proves to be the leader of the Arc along the weld joint as the central one Problem. The are responsible for this geometric deviations between the real Weld joint course and the programmed path. The causes are: component tolerances, delay of the joining components by introducing heat into the Welding, inaccurate clamping of the workpieces and the inaccurate programming of the welding path. Loss of quality due to the above Influences put an automatic manufacturing in Question.

Mit Robotern ohne Nahtsuch- bzw. Nahtverfolgungssysteme lassen sich diese Probleme teilweise lösen, wenn die Bauteile von der Vorfertigung mit der notwendigen Genauigkeit hergestellt werden und die zu fügenden Werkstücke exakt positioniert werden.With robots without seam search or Seam tracking systems solve these problems partially loosen when the components of the Prefabrication with the necessary accuracy are produced and the workpieces to be joined be positioned exactly.

In vielen Fällen ist eine ausreichend genaue Werkstückvorfertigung und Werkstückpositionierung jedoch nicht möglich bzw. wirtschaftlich. Deshalb wird mit einer entsprechenden Sensorik den veränderlichen Umgebungsbedingungen des Schweißroboters Rechnung getragen werden. Hierbei wird in der Regel wie folgt vorgegangen:In many cases, it is sufficiently accurate Workpiece prefabrication and workpiece positioning however not possible or economical. That's why with the appropriate sensors changing environmental conditions of the Welding robot are taken into account. Here is usually done as follows:

  • 1. Nahtanfangssuche und Korrektur der relevanten programmierten Positionsdaten und1. Search for the beginning of a seam and correct the relevant one programmed position data and
  • 2. Nahtverfolgung in Echtzeit.2. Seam tracking in real time.

Für diese beiden Aufgaben sind der induktive Sensor und der sogenannte Lichtbogensensor bereits seit längerem als separate Systeme am Markt erhältlich. Sie sind jedoch nur in der Weise zu einem Nahtsuch-/Nahtverfolgungssystem zu kombinieren, daßThe inductive sensor is for these two tasks and the so-called arc sensor since longer than separate systems available on the market. However, they are only one in the way Seam search / seam tracking system to combine that

  • - mit dem induktiven Sensor der Nahtanfang gesucht wird und anschließend der Schweißbrenner mit Lichtbogensensor vom vorher gesuchten Nahtanfangspunkt aus während des Schweißens automatisch entlang der Naht geführt wird (Nachteile: größere Nebenzeit, Platzbedarf für den induktiven Sensor)- Searched for the beginning of the seam with the inductive sensor and then the welding torch with Arc sensor from the previously searched Seam start point off during welding is automatically guided along the seam (Disadvantages: longer idle time, space required for the inductive sensor)
  • - vor dem Schweißen eine Suchfahrt mit einem induktiven Sensor durchgeführt wird und anschließend der Schweißbrenner der korrigierten Bahn entlangfährt (Nachteile: größere Nebenzeit, Platzbedarf für den induktiven Sensor)- a search run with a before welding inductive sensor is performed and then the welding torch of the corrected The train travels along (disadvantages: longer idle times, Space required for the inductive sensor)
  • - ein induktiver Sensor dem Schweißbrenner vorläuft (Nachteile: sperrige Anordnung. Die Achse Schweißbrenner/Sensor muß mit der Richtung der Schweißnaht übereinstimmen, wenn keine Vorlaufkompensation erfolgt.)- An inductive sensor leads the welding torch (Disadvantages: bulky arrangement. The axis Welding torch / sensor must match the direction of the Match weld if none Advance compensation takes place.)

Darüber hinaus gibt es kommerzielle Systeme, die zur Nahtanfangssuche einen taktilen Sensor verwenden. Dies ist zum einen ein ausfahrbarer Taster, der bei Berührung mit dem Werkstück einen Schaltkontakt auslöst, zum anderen kann die Elektrodenspitze selbst oder die Gasdüse als Taster benutzt werden.In addition, there are commercial systems that a tactile sensor for the start of the seam search use. On the one hand, this is an extendable Push button, which is in contact with the workpiece Switch contact triggers, on the other hand, the  Electrode tip itself or the gas nozzle as a button to be used.

Aufgabe der Erfindung ist daher eine Steuerung, die nur aus einem Sensor und nachgeschalteter Elektronik besteht, und für das Suchen und Verfolgen der Schweißnaht sowie für das Abstandhalten eingesetzt wird.The object of the invention is therefore a controller that only from one sensor and downstream Electronics exists, and for searching and Track the weld as well for that Keeping clear is used.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This task is accomplished with a device with the Features of the main claim solved.

Die Steuerung hat erfindungsgemäß nur einen Sensor mit nachgeschalteter Elektronik und ist umschaltbar für das Suchen und Verfolgen der Schweißfuge sowie für die Abstandsmessung.According to the invention, the control has only one sensor with downstream electronics and is switchable for searching and tracking the weld joint as well for distance measurement.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der Sensor aus einem Magnetsystem, das mit mindestens vier Spulen in gleichem Abstand konzentrisch um das äußere Ende der Gasdüse des Schweißbrenners angeordnet ist.In a further embodiment of the invention the sensor consists of a magnet system that works with at least four coils at the same distance concentric around the outer end of the gas nozzle of the Welding torch is arranged.

Für die Nahtsuche wird dieser Sensor als induktiver Sensor betrieben.For the seam search, this sensor is considered to be inductive Sensor operated.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch Verwendung der Merkmale der weiteren Unteransprüche.Further refinements of the invention result by using the characteristics of the others Subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing is an embodiment of the Subject of the invention shown, namely shows

Fig. 1 die schematische Darstellung des Sensors im Längsschnitt I-I über einer Schweißfuge, Fig. 1 is a schematic representation of the sensor in a longitudinal section II via a weld joint,

Fig. 2 den Sensor im Querschnitt II-II und Fig. 2 shows the sensor in cross section II-II and

Fig. 3 die schematische Darstellung des Erfindungsgegenstandes. Fig. 3 shows the schematic representation of the subject of the invention.

Fig. 1 zeigt den Sensor im Längsschnitt seitlich versetzt über der Schweißfuge 7 der Bleche 5. Der Sensor besteht aus einem weichmagnetischen Ring mit vier Magnetjochen 6, wobei auf den Magnetjochen die Spulen 1 bis 4 sitzen. Die Spule 2 ist im Längsschnitt nicht dargestellt. Φ bezeichnet den Magnetfluß außerhalb, Φ innerhalb des Weicheisens. Fig. 1 shows the sensor in a longitudinal section offset laterally across the weld groove 7 of the plates 5. The sensor consists of a soft magnetic ring with four magnetic yokes 6 , the coils 1 to 4 being seated on the magnetic yokes. The coil 2 is not shown in longitudinal section. Φ denotes the magnetic flux outside, Φ inside the soft iron.

Fig. 2 zeigt das Magnetsystem 6 im Querschnitt II-II. Der Schnitt I-I ist in Fig. 1 dargestellt. Die Linien 7 geben die Lage der Schweißfuge an. Die eingezeichneten Feldlinien der Magnetflüsse Φ 23, Φ 21, Φ 43, Φ 41 deuten die Feldverteilung zwischen den Polen an, wenn die Spulen 2 und 4 die Erregerspulen und 1 und 3 die Induktionsspulen sind und das Magnetsystem wie gezeichnet sich seitlich versetzt über der Schweißfuge 7 befindet. Fig. 2 shows the magnet system 6 in cross section II-II. Section II is shown in FIG. 1. Lines 7 indicate the position of the weld joint. The drawn field lines of the magnetic fluxes Φ 23 , Φ 21 , Φ 43 , Φ 41 indicate the field distribution between the poles if the coils 2 and 4 are the excitation coils and 1 and 3 are the induction coils and the magnet system as shown is offset laterally above the weld joint 7 is located.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Beispiels des Erfindungsgegenstandes. Die Schweißrobotersteuerung 1 wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gesteuert. Diese besteht aus dem Spulensystem 26 der Spulenschalteinheit 7, die die Spulen entsprechend den jeweiligen Anforderungen mit der Auswerteeinheit 2 und den Erregereinheiten 3 und 5 verbindet, dem Schalter 4, der die verschiedenen Einheiten von Nahtsuchen auf Nahtverfolgen mit gezündetem Schweißbrenner umschaltet, den Erregereinheiten 3 und 5 und den Auswerteeinheiten 2 und 6. Bei kaltem Brenner werden ein Teil der Spulen über die Verbindung 23 von der Erregereinheit 3 mit Wechselstrom versorgt. In dem anderen Teil der Spulen wird dadurch eine Spannung induziert, die in der Auswerteeinheit 2 entweder ein Signal über die Verbindung 14 zur Abstandssteuerung an die Robotersteuerung abgibt oder über die Verbindung 15 ein Signal zur Ansteuerung der Fugenmitte abgibt. Bei gezündetem Brenner versorgt die Erregereinheit 5 über die Verbindung 25 die Spulen mit Wechselstrom. Die dadurch bedingte Ablenkung des Lichtbogens hat entsprechende Schwankungen des Lichtbogenstroms zur Folge, die der Auswerteeinheit 6 über die Verbindung 13 eingegeben werden. Die Auswertung in dieser Einheit erzeugt Steuerkorrektursignale zur Erreichung des richtigen Abstandes und der Fugenmitte, die über die Verbindung 17 und die Verbindung 18 an die Robotersteuerung gegeben werden. Über die Eingabe 8 und die Eingabe 11 wird den Auswerteeinheiten der Sollabstand vorgegeben, über die Eingabe 9 wird der Robotersteuerung die Bewegungsrichtung zur Fuge eingegeben. Mit der Eingabe 10 wird der Auswerteeinheit und der Spulenschalteinheit angegeben, ob die richtige Höhe oder die Fugenmitte gesucht werden sollen, über die Eingabe 12 schließlich wird der Auswerteeinheit 6 die Stromkennlinie des Schweißbrenners angegeben. Fig. 3 is a block diagram showing an example of the subject invention. The welding robot controller 1 is controlled by the device according to the invention. This consists of the coil system 26 of the coil switching unit 7 , which connects the coils according to the respective requirements with the evaluation unit 2 and the excitation units 3 and 5 , the switch 4 , which switches the different units from seam searches to seam tracking with an ignited welding torch, the excitation units 3 and 5 and the evaluation units 2 and 6 . When the burner is cold, some of the coils are supplied with alternating current by the excitation unit 3 via the connection 23 . A voltage is thereby induced in the other part of the coils, which in the evaluation unit 2 either sends a signal to the robot controller via the connection 14 for distance control or outputs a signal to control the joint center via the connection 15 . When the burner is lit, the excitation unit 5 supplies the coils with alternating current via the connection 25 . The resulting deflection of the arc results in corresponding fluctuations in the arc current, which are input to the evaluation unit 6 via the connection 13 . The evaluation in this unit generates control correction signals to achieve the correct distance and the center of the joint, which are given to the robot controller via the connection 17 and the connection 18 . The target units are specified for the evaluation units via input 8 and input 11 , and the direction of movement to the joint is input to the robot controller via input 9 . With input 10 , the evaluation unit and the coil switching unit are indicated whether the correct height or the center of the joint is to be sought, and finally, via input 12 , the current characteristic of the welding torch is given to the evaluation unit 6 .

Die Form der Pole nach Fig. 1 wird durch zwei Kriterien bestimmt:The shape of the poles according to FIG. 1 is determined by two criteria:

  • 1. Zum Betrieb des Sensors als Nahtsuchsystem muß das zwischen den Polen aufgebaute Magnetfeld durch das Werkstück gedämpft werden. Das bedeutet, daß die Feldlinien eine Komponente vertikal zum Blech haben müssen. 1. To operate the sensor as a seam search system the magnetic field built up between the poles be dampened by the workpiece. The means that the field lines are a component vertical to the sheet.  
  • 2. Zum Betrieb des Sensors als Nahtverfolgungssystem muß der sich mittig zwischen den Polen befindliche Lichtbogen ausgelenkt werden. Dazu muß das Magnetfeld dort eine Komponente in horizontaler Richtung haben.2. To operate the sensor as The seam tracking system must be in the middle arcs located between the poles be deflected. To do this, the magnetic field there a component in the horizontal direction to have.

Zum Schweißnahtsuchen wird der Sensor 6 als induktiv arbeitendes System betrieben. Dazu werden z. B. die Spulen 2 und 4 gleichsinnig in Serie geschaltet und von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossen.To search for welds, the sensor 6 is operated as an inductively operating system. For this z. B. the coils 2 and 4 connected in the same direction in series and flowed through by a high-frequency alternating current.

Die dann in den Spulen 1 und 3 induzierten Spannungen werden von der Topografie und dem Abstand des unter dem Sensor liegenden Werkstückes beeinflußt, weil das zwischen den Magnetjochen aufgebaute magnetische Wechselfeld durch im Werkstück induzierte Wirbelströme bedämpft wird. Die Dämpfung ist neben dem Abstand und der lokalen Geometrie des Werkstückes auch von den Werkstoffparametern wie magnetische Permeabilität und elektrische Leitfähigkeit abhängig.The voltages then induced in the coils 1 and 3 are influenced by the topography and the distance of the workpiece located under the sensor, because the magnetic alternating field built up between the magnetic yokes is dampened by eddy currents induced in the workpiece. In addition to the distance and the local geometry of the workpiece, the damping also depends on the material parameters such as magnetic permeability and electrical conductivity.

Eine Abstandsmessung mit dem beschriebenen Sensor ist allgemein nur bei ebenen Werkstücken möglich. In diesem Fall sind die Flußanteile aller Spulen immer gleich und ihre Summe ist also somit nur noch abstandsabhängig. Für jede Schweißaufgabe ist der Abstand der Gasdüse des Schweißbrenners von der Blechoberfläche eine Funktion der induzierten Spannung. In einer dem Sensor nachgeschalteten Elektronik wird mit Hilfe der entsprechenden Kennlinie die induzierte Spannung in eine Spannung umgesetzt, die zum Abstand proportional ist. A distance measurement with the sensor described is generally only possible with flat workpieces. In this case the flux components are all coils always the same and their sum is therefore only distance dependent. For every welding task there is Distance of the welding torch gas nozzle from the Sheet surface a function of the induced Tension. In a downstream of the sensor Electronics is made using the appropriate Characteristic curve the induced voltage into a voltage implemented, which is proportional to the distance.  

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung können verschiedene Kennlinien gespeichert werden und Sollwerte für den Abstand vorgegeben und gespeichert werden. Weicht der Istwert vom Sollwert ab, so stellt die Steuerung einen Stellwert zur Abstandskorrektur zur Verfügung.In a further embodiment of the Control according to the invention can be different Characteristic curves are saved and setpoints for the distance can be specified and saved. If the actual value deviates from the target value, the Control a manipulated variable for distance correction to disposal.

In Fig. 1 und 2 befindet sich der Sensor der Steuerung seitlich versetzt über einer Schweißfuge. In dieser Lage sind die Magnetflüsse am Magnetsystem 6 nicht mehr symmetrisch. Werden die Induktionsspulen, in unserem Beispiel die Spulen 1 und 3, gegensinnig in Serie geschaltet, so ist die resultierende induzierte Spannung ein Maß für die Unsymmetrie. Über der Fugenmitte ist das magnetische Feld wieder symmetrisch. In einer dem Sensor nachgeschalteten Elektronik wird die induzierte Spannung einem Lock-in-Verstärker zugeführt. Referenzseitig wird eine dem magnetischen Wechselfeld proportionale Spannung in den Lock-in-Verstärker eingespeist. Nach Kompensation des sich zwischen Erreger- und Meßspulen ausbildenden konstanten Phasen-Offsets erhält man am Ausgang des Lock-in-Verstärkers über die Fugenbreite ein Signal, das die Form einer Sinuswelle hat. Der Nulldurchgang dieses Signals, das nach Durchfahren eines lokalen Maximums oder Minimums erreicht wird, entspricht der Fugenmitte.In Figs. 1 and 2, the sensor of the control unit is laterally displaced over a weld joint. In this position, the magnetic fluxes on the magnet system 6 are no longer symmetrical. If the induction coils, in our example coils 1 and 3 , are connected in series in opposite directions, the resulting induced voltage is a measure of the asymmetry. The magnetic field is symmetrical again over the middle of the joint. In an electronics downstream of the sensor, the induced voltage is fed to a lock-in amplifier. On the reference side, a voltage proportional to the alternating magnetic field is fed into the lock-in amplifier. After compensation of the constant phase offset formed between the excitation and measuring coils, a signal is obtained at the output of the lock-in amplifier over the joint width, which has the form of a sine wave. The zero crossing of this signal, which is reached after passing through a local maximum or minimum, corresponds to the middle of the joint.

Befindet sich die Gasdüse nicht über der Fugenmitte, so liefert die Elektronik einen entsprechenden Stellwert zur Korrektur.If the gas nozzle is not above the The middle of the joint, so the electronics provide one corresponding control value for correction.

Die erfindungsgemäße Steuerung ist so ausgestaltet, daß die Spulen des Induktionsspulenpaares sowohl gleichsinnig in Serie als auch gegensinnig in Serie geschaltet werden können. Damit kann der gleiche Sensor sowohl für die Abstandskorrektur als auch für die Steuerung über der Fugenmitte eingesetzt werden.The control system according to the invention is designed that the coils of the induction coil pair both in the same direction in series as well as in opposite directions in series can be switched. It can do the same  Sensor for both distance correction and used for control over the middle of the joint will.

In einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Steuerung ist das Erregerspulenpaar und das Induktionsspulenpaar in ihrer Funktion umschaltbar austauschbar. Dadurch können dann z. B. auch Schweißfugen in Richtung der Spulen 1 und 3 festgestellt werden.In a further development of the control according to the invention, the pair of excitation coils and the pair of induction coils are interchangeable in their function. This can then z. B. welds in the direction of coils 1 and 3 can also be found.

Zur Verfolgung der Schweißfuge wird der Brenner zunächst über der Fugenmitte positioniert und der Lichtbogen gezündet. Dann wird die Abhängigkeit des Schweißstroms von der Lichtbogenlänge zur weiteren Steuerung genutzt. Eine Verkürzung des Lichtbogens hat einen höheren Schweißstrom zur Folge.The torch is used to track the weld joint first positioned over the middle of the joint and the Arc ignited. Then the dependency of the Welding current from arc length to further Control used. A shortening of the Arc has a higher welding current Episode.

Mit Hilfe des Magnetsystems wird der Lichtbogen in Richtung auf die Schweißfugenränder abgelenkt. Dazu werden die Spulenpaare des Magnetsystems in Fig. 1 und 2 so geschaltet, daß zwei benachbarte Spulen gleich gepolt und die gegenüberliegenden Spulen entgegengesetzt gepolt sind. Wenn der Lichtbogenstrom bei gleicher Auslenkung des Lichtbogens in entgegengesetzte Richtungen verschieden ist, dann sind die Abstände zu den Schweißfugenflanken unterschiedlich, d.h. die Gasdüse des Schweißbrenners befindet sich nicht in der Fugenmitte. Die Steuerung liefert entsprechend einen Stellwert zur Korrektur. Wenn der Lichtbogen über die Fugenbreite abgelenkt wird, wird die Lichtbogenlänge über der Fugenmitte am größten und damit dort der Lichtbogenstrom am niedrigsten. Dieses Minimum des Lichtbogenstroms ist so ein Maß für den Abstand der Gasdüse des Schweißbrenners von der Schweißfugenmitte. Mit Hilfe der Kennlinie, die die Abhängigkeit des Lichtbogenstroms vom Abstand beschreibt, wird der Lichtbogenstrom in der nachgeschalteten Elektronik in eine Spannung umgesetzt, die zum Abstand proportional ist.With the help of the magnet system, the arc is deflected towards the edges of the weld. For this purpose, the coil pairs of the magnet system in FIGS. 1 and 2 are switched in such a way that two adjacent coils have the same polarity and the opposite coils are polarized in opposite directions. If the arc current is different in opposite directions with the same deflection of the arc, then the distances to the weld joint flanks are different, ie the gas nozzle of the welding torch is not in the middle of the joint. The control system accordingly delivers a manipulated variable for correction. If the arc is deflected across the joint width, the length of the arc will be greatest over the center of the joint and thus the arc current will be lowest there. This minimum of the arc current is thus a measure of the distance between the gas nozzle of the welding torch and the center of the welding joint. With the help of the characteristic curve, which describes the dependence of the arc current on the distance, the arc current in the downstream electronics is converted into a voltage that is proportional to the distance.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung können auch für diese Aufgabe verschiedene Kennlinien gespeichert werden und Sollwerte für den Abstand vorgegeben und gespeichert werden. Weicht der Istwert vom Sollwert ab, so stellt die Steuerung einen Stellwert zur Abstandskorrektur zur Verfügung.In a further embodiment of the Control according to the invention can also for this Different characteristic curves can be saved and setpoints for the distance and get saved. The actual value deviates from the setpoint off, the control provides a manipulated variable Distance correction available.

Damit auch diese Aufgabe der Nahtverfolgung beim Schweißen mit dem gleichen Sensor überwacht werden kann, sind die Spulen in der Steuerung entsprechend umschaltbar.So that this task of seam tracking at Welding can be monitored with the same sensor the coils in the control are corresponding switchable.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuerung ist der Sensor mit mehr als vier Spulen ausgerüstet. In diesem Fall sind zwei beliebige Spulenpaare aus zwei gegenüberliegenden Spulen des Magnetsystems als Erregerspulenpaar bzw. als Induktionsspulenpaar schaltbar. Für die Überwachung der Schweißfugenverfolgung beim Schweißen wird eine beliebige Auswahl von mindestens zwei Spulen von zwei Spulenpaaren aus jeweils zwei gegenüberliegenden Spulen des Magnetsystems so geschaltet, daß die Spulen auf jeweils einer Seite einer ausgewählten Symmetrieachse der Anordnung der ausgewählten Spulen gleich und auf verschiedenen Seiten der Symmetrieachse entgegengesetzt gepolt sind. Damit der Lichtbogen senkrecht zur Schweißrichtung ausgelenkt wird, werden die Spulen so geschaltet, daß der Magnetfeldvektor in Schweißrichtung zeigt. Mehrpolige Magnetsysteme sind dabei insofern vorteilhaft, als bei einer Änderung der Schweißfuge der Schweißbrenner nicht oder zumindest weniger gedreht werden muß.In a further embodiment of the control according to the invention is the sensor with more equipped as four coils. In this case any two pairs of coils from two opposite coils of the magnet system as Excitation coil pair or as induction coil pair switchable. For monitoring the Weld joint tracking when welding becomes one any choice of at least two coils of two pairs of coils each of two opposite coils of the magnet system like this switched that the coils on each side a selected axis of symmetry of the arrangement of the selected coils the same and on different The opposite sides of the axis of symmetry are poled are. So that the arc is perpendicular to Welding direction is deflected, the coils  switched so that the magnetic field vector in Shows welding direction. Multipole magnet systems are advantageous in that one No change in the welding joint of the welding torch or at least has to be rotated less.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Schweißbrenners beim Bahnschweißen, zum Suchen und Verfolgen einer Schweißfuge mit Abstandskontrolle zum Blech, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für das Suchen und Verfolgen der Schweißfuge sowie für die Kontrolle des Abstandes der Gasdüse des Schweißbrenners von Blech nur einen einzigen Sensor mit nachgeschalteter Elektronik aufweist.1. Device for controlling a welding torch when welding the web, for searching and tracking a weld joint with distance control to the sheet metal, characterized in that the device for searching and tracking the weld joint and for controlling the distance of the gas nozzle of the welding torch from sheet metal is only a single sensor with downstream electronics. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Magnetsystem ist, das mit mindestens vier Spulen konzentrisch um das äußere Ende der Gasdüse des Schweißbrenners angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized characterized in that the sensor is a magnet system is that with at least four coils concentric around the outer end of the gas nozzle of the Welding torch is arranged. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenpaar aus zwei gegenüberliegenden Spulen des Magnetsystems, die gleichsinnig in Serie geschaltet sind, von hochfrequentem Wechselstrom durchflossen wird, und daß in einem zweiten Spulenpaar aus zwei gegenüberliegenden Spulen, die gleichsinnig oder gegensinnig in Serie geschaltet sind, dadurch ein Strom induziert wird.3. Device according to claim 2, characterized characterized in that a pair of coils from two opposite coils of the magnet system that are connected in series in the same direction, by high-frequency alternating current is flowed through, and that in a second pair of coils of two opposite coils that are in the same direction or are connected in series in opposite directions, thereby a current is induced. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß umschaltbar ein beliebiges Spulenpaar aus zwei gegenüberliegenden Spulen des Magnetsystems, die gleichsinnig in Serie geschaltet sind, als Erregerspulenpaar und ein anderes beliebiges Spulenpaar des Magnetsystems aus zwei gegenüberliegenden Spulen als Induktionsspulenpaar gewählt werden kann.4. The device according to claim 3, characterized characterized in that any switchable Coil pair from two opposite coils of the magnet system, the same in series are switched as a pair of excitation coils and a any other pair of coils of the magnet system  from two opposite coils as Induction coil pair can be selected. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Induktionsspulenpaar aus zwei gegenüberliegenden Spulen des Magnetsystems wahlweise gleichsinnig oder gegensinnig in Serie geschaltet werden kann.5. Device according to claims 3 and 4, characterized characterized that the respective Induction coil pair from two opposite Coils of the magnet system optionally in the same direction or in opposite directions in series can be switched. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Elektronik der Steuerung aus der induzierten Spannung bei gleichsinnig in Serie geschalteten Induktionsspulen mit Hilfe einer gespeicherten Kennlinie eine Spannung abgeleitet wird, die dem Abstand der Schweißdüse von der Blechoberfläche proportional ist.6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that in electronics the control from the induced voltage connected in series in the same direction Induction coils using a stored Characteristic curve a voltage is derived that the distance of the welding nozzle from the Sheet surface is proportional. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Kennlinien für verschiedene Aufgaben gespeichert werden können.7. The device according to claim 6, characterized characterized that different Characteristic curves for different tasks can be saved. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik der Steuerung Sollwerte für den Abstand der Gasdüse des Schweißbrenners von der Blechoberfläche speichert und ein Stellsignal zur Abstandskorrektur erzeugt.8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that the electronics of the Control setpoints for the distance of the gas nozzle of the welding torch from the sheet surface stores and a control signal for Distance correction generated. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspannung der gegensinnig geschalteten Spulen des Induktionsspulenpaares mit einer dem erregenden Wechselfeld proportionalen Spannung in einem Lock-in-Verstärker verglichen wird und daraus ein Stellsignal zur Führung der Gasdüse über der Fugenmitte abgeleitet wird.9. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the Induction voltage of the oppositely connected Coils of the induction coil pair with one exciting alternating field proportional voltage is compared in a lock-in amplifier and  from this a control signal for guiding the gas nozzle over the middle of the joint. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswahl von mindestens zwei Spulen von zwei Spulenpaaren aus jeweils zwei gegenüberliegenden Spulen der konzentrisch angeordneten Spulen des Magnetsystems so geschaltet ist, daß die Spulen auf jeweils einer Seite einer ausgewählten Symmetrieachse der Anordnung der ausgewählten Spulen gleich und auf verschiedenen Seiten der Symmetrieachse entgegengesetzt gepolt sind und von einem Strom zur Ablenkung des Lichtbogens des Schweißbrenners durchflossen werden.10. Device according to claims 1 and 2, characterized characterized that a selection of at least two coils of two pairs of coils each two opposite coils of concentric arranged coils of the magnet system so is switched that the coils on each one side of a selected axis of symmetry the arrangement of the selected coils the same and on different sides of the symmetry axis are polarized in opposite directions and by a current to deflect the arc of the Through the welding torch. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beliebige Spulenpaare des Magnetsystems ausgewählt werden können.11. The device according to claim 10, characterized characterized in that any pairs of coils of the magnet system can be selected. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik der Steuerung einen Stellwert liefert, um den Schweißbrenner fugenmittig zu führen, wenn der Schweißstrom bei gleich großen aber entgegengesetzt gerichteten Auslenkungen des Lichtbogens verschieden ist.12. The device according to claims 1 and 11, characterized in that the electronics of the Control delivers a manipulated variable to the Lead welding torch in the middle of the joint if the Welding current at the same size however oppositely directed deflections of the Arc is different. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik in Abhängigkeit von der Kennlinie des Lichtbogens einen Stellwert liefert, um die Schweißdüse im richtigen Abstand von der Naht zu halten, wenn der niedrigste Lichtbogenstrom über dem Auslenkungsbereich über der Schweißfuge nicht mit dem vorgegebenen Sollwert übereinstimmt. 13. The device according to claims 10 to 12, characterized in that the electronics in Dependence on the characteristic curve of the arc provides a manipulated variable to the welding nozzle in keep proper distance from the seam if the lowest arc current above that Deflection area not over the weld joint matches the specified setpoint.   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik die Lichtbogenkennlinien für die verschiedenen Aufgaben speichert.14. The apparatus according to claim 13, characterized characterized in that the electronics Arc characteristics for the different Saves tasks. 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik die Abstandssollwerte für verschiedene Aufgaben speichert.15. The device according to claims 13 and 14, characterized in that the electronics Distance setpoints for different tasks saves. 16. Verfahren zur Steuerung eines Schweißbrenners beim Bahnschweißen, zum Suchen und Verfolgen einer Schweißfuge mit Abstandskontrolle zum Blech, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 15 sich zuerst die Schweißdüse nach den Ansprüchen 6 bis 8 auf Sollabstand einstellt, sich als nächstes nach Anspruch 9 in vorgegebener Richtung auf die Fuge bewegt und auf die Fugenmitte einstellt und daß sich schließlich nach den Ansprüchen 10 bis 15 der Schweißbrenner beim Schweißen im Sollabstand über der Fugenmitte hält.16. Method for controlling a welding torch during welding, searching and tracking a weld joint with distance control to Sheet metal, characterized in that with the Control according to claims 1 to 15 itself first the welding nozzle according to claims 6 to 8 set to target distance, as next according to claim 9 in predetermined Moved towards the joint and towards the Fugenmitte sets and that finally according to claims 10 to 15 of Welding torch when welding at the specified distance stops above the middle of the joint.
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