DE4091340C2 - Pulse welding appts. improving welding quality - Google Patents

Pulse welding appts. improving welding quality

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Abstract

Pulse welding appts. such as a pulse arc welding appts. or a short-circuiting arc welding appts. utilising pulse discharge, has a pulse current waveform control circuit which feeds a desired pulse arc current to the arc welding power source that supplies pulse arc current to the welding load unit, the circuit being so designed as to effect optimum welding without adjusting or changing the circuit components. Even under various welding conditions or environments, it is allowed to prevent defective welding during the arc welding caused by the magnetic blow phenomenon and to prevent defective welding such as undercut or sputtering caused by disturbances in the welding torch. The pulse current waveform control circuit is realised as a microcomputerised digital circuit, and the pulse arc current is controlled by the control operation of a program, in order to realise a desired current control by changing the program but without changing the circuit. By utilising the memory, the optimum welding current waveform parameter or a desired arc length signal is learned during the first welding, and the arc length feedback control or the current waveform control is effected during the second welding using a program prepd. with the thus learned welding current waveform parameter or the desired arc length signal as a reference. Thus, the molten mass is prevented from being erroneously removed by the magnetic blow phenomenon, and a change in the arc length is suppressed that is caused by disturbance in the welding torch, contributing to improving the welding quality under various welding environments. @(88pp Dwg.No.1/28)@

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Impulsschweißvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus US 4 758 707.The invention relates to a pulse welding device according to the preamble of claim 1. Such The device is known from US 4,758,707.

Beispiele bekannter Impulsschweißvorrichtungen unter Verwendung einer Impulsentladung sind eine Impuls- Lichtbogenschweißvorrichtung gemäß der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 57-19177 und eine Kurzschlußtransfer-Lichtbogenschweißvorrichtung gemäß der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 62-54585.Examples of known pulse welding devices below Using a pulse discharge are a pulse Arc welding device according to the disclosed Japanese Patent Application No. 57-19177 and a Short circuit transfer arc welding device according to the Japanese Patent Publication No. 62-54585.

In der Impuls-Lichtbogenschweißvorrichtung wird ein impulsförmiger Lichtbogenstrom zwischen der sich aufbrauchenden Schweißdrahtelektrode (die anschließend als Drahtelektrode bezeichnet wird) und den Werkstücken geführt, und sowohl die Werkstücke und die Drahtelektrode werden geschmolzen und anschließend wird die Drahtelektrode durch die elektromagnetische Einschnürkraft durchschnitten, die von der impulsförmigen Lichtbogenentladung erzeugt wird, und die geschmolzene Elektrode oder Schweißperle wird anschließend auf die Werkstücke übertragen (was als Sprühtransfer bezeichnet wird). Eine Impulsschweißung kann selbst in einem Bereich durchgeführt werden, wo der Durchschnittsstrom kleiner ist als jener einer Gleichstrom-Lichtbogenschweißvorrichtung, und bietet sich für das Schweißen dünnerer Werkstücke an. Die Impulsschweißung hat den Vorteil, daß der Sprühtransfer dazu dient, während des Schweißens erzeugte Spritzer zu beseitigen.In the pulse arc welding device, a pulsed arc current between itself consuming welding wire electrode (which is subsequently called Wire electrode is called) and the workpieces guided, and both the workpieces and the wire electrode are melted and then the  Wire electrode due to the electromagnetic constriction force intersected by the pulse-shaped Arc discharge is generated, and the melted Electrode or welding bead is then on the Transfer workpieces (what is known as spray transfer becomes). Pulse welding can even be done in one area be carried out where the average current is smaller than that of a direct current arc welding device, and is ideal for welding thinner workpieces. The pulse welding has the advantage that the Spray transfer is used during welding Eliminate splashes.

In der Kurzschluß-Lichtbogenschweißvorrichtung erfolgt das Kurzschließen abwechselnd mit der Lichtbogenbildung in periodischer Weise, so daß die Werkstücke und die Drahtelektrode durch die Wärme geschmolzen werden, die während der Lichtbogenentladung durch einen Lichtbogenstrom zwischen der Drahtelektrode und den Werkstücken entsteht und anschließend werden die Werkstücke mit der Drahtelektrode kurzgeschlossen, um die geschmolzenen Schweißperlen, die am vorderen Ende der Drahtelektrode erzeugt wurden, auf die Werkstücke zu übertragen. Die periodische Durchführung des Kurzschließens abwechselnd mit der Lichtbogenbildung gewährleistet einen stabilen Schweißvorgang.This takes place in the short-circuit arc welding device Short circuit alternately with the arcing in periodically so that the workpieces and the Wire electrode are melted by the heat that during the arc discharge by one Arc current between the wire electrode and the Workpieces are created and then the Workpieces short-circuited to the wire electrode melted sweat beads at the front end of the Wire electrodes were generated towards the workpieces transfer. The periodic implementation of the Shorting alternately with the arcing ensures a stable welding process.

Zur Erzielung einer guten Qualität des pulsförmigen Lichtbogenschweißens ist es erforderlich, daß ein Unterschneiden, d. h. eine fehlerhafte Form der Schweißnaht an ihrem Entstehen verhindert wird, und die Schweißperlen, die sich von der Elektrode lösen, werden im wesentlichen auf gleicher Größe gehalten. Zur Verhinderung von Spritzern sollte ein Kontakt zwischen der Drahtelektrode und den Werkstücken verhindert werden. Um ein Unterschneiden zu verhindern, sollte die Lichtbogenlänge kurz sein. Um beide Forderungen zu erfüllen, ist es wichtig, feine Teilchen der Schweißperlen (Sprühtransfer) sicherzustellen, wenn die Schweißperlen die Elektrode verlassen. Hinsichtlich der gleichförmigen Schweißperlengröße kann die gleichförmige Größe der Schweißperlen, die sich von der Elektrode lösen, erhalten werden, indem periodisch impulsförmige Lichtbogenströme mit gleichen Impulsformen wiederholt werden.To achieve good quality of the pulse Arc welding requires that a Undercutting, d. H. an incorrect shape of the weld seam is prevented from occurring, and the beads of sweat, that detach from the electrode essentially become kept at the same size. To prevent Splash should be a contact between the wire electrode and the workpieces can be prevented. To a To prevent undercutting, the arc length should  be short. To meet both demands, it is important, fine particles of sweat beads (spray transfer) ensure when the sweat beads the electrode leave. Regarding the uniform Sweat bead size can be the uniform size of the Sweat beads that detach from the electrode are preserved be by periodically pulsed arc currents can be repeated with the same pulse shapes.

In einem Schutzgas aus einer Mischung von Argongas und 20% CO2-Gas ist die Lichtbogengröße ausreichend, um die an der Elektrode erzeugten Schweißperlen zu umschließen, so daß die in Fig. 9 dargestellten periodischen einfachen Impulse (τ: Impulsbreite, IB: Grundstrom, auch Basisstrom genannt) dazu beitragen, daß die Schweißperlen Teilchen werden und sich von der Elektrode in regulärer Weise abtrennen. Jedoch ist in einem Schutzgas aus 100% CO2-Gas die Lichtbogengröße ziemlich klein, um die Schweißperlen zu umschließen, so daß einfache Impulse Erscheinungen veranlassen, die bei (a) und (b) in Fig. 9 dargestellt sind, was keine guten Schweißergebnisse gewährleistet. Schmälere Impulsbreiten τ, die sich durch den hohen Wert des Basisstroms IB ergeben, wie bei (a) in Fig. 9 dargestellt ist, ändern die Form der am vorderen Ende der Elektrode erzeugten Schweißperlen aus dem Po-Zustand in den Pa1-Zustand und anschließend in den Pa2-Zustand, in dem die Schweißperlen ausreichend groß sind, um von der Elektrode getrennt zu werden. Andererseits veranlassen größere Impulsbreiten τ, die durch einen niedrigen Wert des Basisstroms IB verursacht werden, ein Ansteigen der als Folge der Impulsströme erzeugten elektromagnetischen Kraft F, was wiederum dazu führt, daß die Form der Schweißperlen am vorderen Ende der Drahtelektrode sich vom Po-Zustand zum Pb1-Zustand ändert, wenn die Schweißperlen eingeschnürt und angehoben werden. Anschließend gelangen die Schweißperlen in den Pb2-Zustand, so daß sie durch die Impulsströme abgetrennt werden. Jedoch drehen sich die somit abgetrennten Schweißperlen mit hoher Geschwindigkeit und fallen nicht auf die Werkstücke, sondern werden als Spritzer an anderen Stellen als an der Schweißstelle zerstreut oder erneut auf der Elektrode abgeschieden, wie durch den Pb2'-Zustand dargestellt ist. Da die bekannte Impulsschweißvorrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise arbeitet, leidet sie an den folgenden Schwierigkeiten:In a protective gas consisting of a mixture of argon gas and 20% CO 2 gas, the arc size is sufficient to enclose the welding beads generated on the electrode, so that the periodic simple pulses shown in FIG. 9 (τ: pulse width, I B : base current , also called base current) contribute to the fact that the welding beads become particles and separate from the electrode in a regular manner. However, in a shielding gas made of 100% CO 2 gas, the arc size is quite small to enclose the welding beads, so that simple pulses cause the phenomena shown at (a) and (b) in Fig. 9, which are not good welding results guaranteed. Narrower pulse widths τ, which result from the high value of the base current I B , as shown at (a) in FIG. 9, change the shape of the weld beads generated at the front end of the electrode from the Po state to the Pa1 state and then to the Pa2 state, in which the welding beads are large enough to be separated from the electrode. On the other hand, larger pulse widths τ, which are caused by a low value of the base current I B, cause an increase in the electromagnetic force F generated as a result of the pulse currents, which in turn causes the shape of the welding beads at the front end of the wire electrode to change from the Po state changes to the Pb1 state when the weld beads are constricted and raised. The welding beads then enter the Pb2 state so that they are separated by the pulse currents. However, the weld beads thus separated rotate at high speed and do not fall onto the workpieces, but are scattered as splashes at locations other than at the welding site or are deposited again on the electrode, as represented by the Pb2 'state. Since the known pulse welding device operates in the manner described above, it suffers from the following difficulties:

Ist der Scheitelwert Ip des Impulsstroms niedrig, so werden die Schweißperlen am vorderen Ende der Drahtelektrode angehoben und gestatten keine Abtrennung der Schweißperlen, bis diese groß werden. Somit wird die Elektrode mit dem Werkstückkörper über die groß gewordenen Schweißperlen kurzgeschlossen. Ferner zerstreuen sich die Spritzer während des Schweißvorgangs über den ganzen Bereich, oder es entstehen unterschnittene oder schadhafte Schweißnähte. Ferner entstehen, wenn der Scheitelwert Ip des Impulsstroms hoch ist, Schwierigkeiten, die zu einer größeren Kapazität und einem größeren Gewicht der Stromversorgungseinheit führen, was zu einem steilen Kostenanstieg führt.If the peak value Ip of the pulse current is low, then the beads of sweat at the front end of the Wire electrode raised and do not allow disconnection the beads of sweat until they grow big. Thus the Electrode with the workpiece body over the grown Sweat beads shorted. Furthermore, the scatter Splashes all over during the welding process Area, or undercut or defective arise Welds. Furthermore, if the peak value Ip the pulse current is high, difficulties leading to a greater capacity and weight of the Power supply lead, resulting in a steep Cost increase leads.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. Hei 1- 254385 (japanische Patentanmeldung Nr. 62-309388 und Nr. 63-265083) zeigen die Impulsschweißvorrichtung des Erfinders, bei der eine Impulsstromwellenform in eine Gruppe von Impulsströmen unterteilt ist, die einen Abstand von einem Impulsintervall oder mehr als einem Impulsintervall aufweisen, wobei die Gruppen zu vorbestimmten Zeitperioden ausgegeben werden, und ein kontinuierlicher Basisstrom den Gruppen der Impulsströme überlagert ist, damit eine Entladestromwellenform erhalten wird. Durch diese Anordnung werden die auf die Werkstücke überführten Schweißperlen in Teilchen umgewandelt, so daß die Schweißperlen in regelmäßiger Weise übertragen werden. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1- 254385 (Japanese Patent Application No. 62-309388 and No. 63-265083) show the pulse welding device of the Inventor in which a pulse current waveform is converted into a Group of pulse currents is divided, which is a distance of one pulse interval or more than one Have pulse interval, the groups too predetermined time periods are output, and a continuous base current to the groups of pulse currents is superimposed so that a discharge current waveform is obtained becomes. This arrangement means that the workpieces are transferred sweat beads into particles, so that the sweat beads are transferred in a regular manner.  

Wie in Fig. 10 dargestellt ist, wird in der bekannten Impulsschweißvorrichtung gemäß der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei. 1-254385 eine Impulsstromwellenform aus einer Anzahl Impulsströme gebildet und periodisch wiederholt, um eine gesamte Entladungsstromwellenform zu bilden. Dies bedeutet, daß ein einzelner Impuls in eine Anzahl Impulse unterteilt wird. Die Unterteilung eines Impulses bewirkt, daß die nach oben gerichtete elektromagnetische Kraft auf die Drahtelektrode, die sich aus der impulsförmigen Bogenentladung ergibt, intermittierend ist, wodurch die Kraft verringert wird, die die Schweißperle an der Elektrode anheben will. Daher werden die Schweißperlen nicht nur in einem überwiegend aus Argon bestehenden Schutzgas, sondern auch in einem 100%igen CO2-Schutzgas mühelos von der Elektrode vor ihrem Großwerden getrennt.As shown in Fig. 10, in the known pulse welding device according to Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei. 1-254385, a pulse current waveform is formed from a number of pulse currents and repeated periodically to form an entire discharge current waveform. This means that a single pulse is divided into a number of pulses. The division of a pulse causes the upward electromagnetic force on the wire electrode resulting from the pulsed arc discharge to be intermittent, thereby reducing the force that the weld bead on the electrode wants to raise. Therefore, the welding beads are effortlessly separated from the electrode not only in a protective gas consisting mainly of argon, but also in a 100% CO 2 protective gas before they grow.

Die Überführung der Schweißperlen wird nachstehend beschrieben. Wie in Fig. 10 dargestellt ist, erfahren die an der Elektrode erzeugten Schweißperlen, wenn ein Impulsstrom mit einer Impulsbreite τ und einer Periode CA periodisch durch die Drahtelektrode geschickt wird, ein "Anwachsen" und anschließend eine "Trennung von der Elektrode" in zyklischer Weise. Das heißt, eine ausreichende Menge einer Schweißperle, die an der Elektrode während der Basisperiode der Impulsgruppe erzeugt wurde, erfährt infolge der Bogenentladung eine Schwingung mit der Frequenz der Impulse und trennt sich von der Elektrode ab. Nachdem sich die Schweißperle abgetrennt hat, wird eine neue Schweißperle durch die Impulse am vorderen Ende der Drahtelektrode erzeugt und wächst an, während sie durch die elektromagnetische Kraft angehoben wird. Anschließend hängt die Schweißperle am Drahtende während der Basisperiode und bildet sich aus, bevor die nächste Gruppe der Impuls anfängt. The transfer of the welding beads is described below. As shown in Fig. 10, when a pulse current having a pulse width τ and a period CA is periodically sent through the wire electrode, the weld beads generated on the electrode undergo "growth" and then "separation from the electrode" in a cyclic manner . That is, a sufficient amount of a weld bead generated on the electrode during the base period of the pulse group undergoes vibration at the frequency of the pulses due to the arc discharge and separates from the electrode. After the weld bead separates, a new weld bead is created by the pulses at the front end of the wire electrode and grows as it is raised by the electromagnetic force. The weld bead then hangs at the end of the wire during the base period and forms before the next group begins the pulse.

Jedoch sollte bei der Durchführung eines Lichtbogenschweißens während der Bewegung der Drahtelektrode, die einen Lichtbogen über den Werkstücken in einer bestimmten Richtung erzeugt, das folgende Problem gelöst sein, bevor der Schweißvorgang unter verschiedenen Bedingungen in einem weiten Bereich von Anwendungen durchgeführt werden kann.However, when performing a Arc welding during the movement of the Wire electrode forming an arc over the work pieces generated in a certain direction, the following Problem to be solved before welding under various conditions in a wide range of Applications can be done.

Der Bogen wird durch die elektromagnetische Kraft geblasen, die durch einen Bogenstrom erzeugt wird und durch das Magnetfeld als Folge des Bogenstroms, was als "magnetisches Blasen" bezeichnet wird und die regelmäßige Überführung der Schweißperlen beeinträchtigt.The bow is made by the electromagnetic force blown, which is generated by an arc current and through the magnetic field as a result of the arc current, what as "Magnetic blowing" is called and the regular Transfer of the welding beads impaired.

Bei Durchführung des Schweißvorgangs hängt während der Bewegung der lichtbogenerzeugenden Drahtelektrode über den Werkstücken in bestimmter Richtung die Verteilung des in Luft erzeugten Magnetfelds von der Strombahn ab, d. h. vom Schweißbrenner zum Lichtbogen und anschließend vom Lichtbogen zu den Werkstücken. Die Form der Schweißverbindungen und verschiedene Erdungspunkte bestimmen die Verteilung des Magnetfelds in der Luft. Die auf den Lichtbogen wirkende elektromagnetische Kraft hängt von der Verteilung des Magnetfelds und der Richtung des Lichtbogens ab, und verursacht ein magnetisches Blasen, wo der Lichtbogen gegenüber den Werkstücken verschwenkt wird. Dieses magnetische Blasen resultiert aus dem Aufbau der Werkstücke und den Erdungspunkten, und erscheint wiederholt, falls der Aufbau der Werkstücke und der Erdungspunkte die gleichen sind.When performing the welding process hangs during the Movement of the arc-generating wire electrode over the Workpieces in a certain direction the distribution of the Air generated magnetic field from the current path, i. H. from Welding torch to the arc and then from Arc to the workpieces. The shape of the Welded connections and various earthing points determine the distribution of the magnetic field in the air. The electromagnetic force acting on the arc depends on the distribution of the magnetic field and the direction of the Arc, and causes a magnetic blowing where  the arc is swiveled towards the workpieces. This magnetic blowing results from the structure of the Workpieces and the grounding points, and appears repeated if the construction of the workpieces and the Earth points are the same.

Wie durch die jeweiligen Schweißperlen-Trennvorgänge (A-1) bis (C-1) und (A-3) bis (C-3) in Fig. 11 dargestellt wird, ergibt sich eine lange Lichtbogenlänge infolge des Umstands, daß die Schweißperlen durch den abgelenkten Lichtbogen angehoben werden, was die regelmäßige Trennung der Schweißperlen beeinträchtigt und abgetrennte Schweißperlen veranlaßt, nicht auf die Schweißnähte zu fallen.As shown by the respective welding bead separating processes (A-1) to (C-1) and (A-3) to (C-3) in Fig. 11, a long arc length results due to the fact that the welding beads through the deflected arc is raised, which interferes with the regular separation of the welding beads and causes separated welding beads not to fall onto the weld seams.

Dies ist ein ständiges Problem, das von den Eigenheiten des Aufbaus der Werkstücke und Erdungspunkte abhängt. This is a constant problem that is caused by the peculiarities of the Construction of the workpieces and earthing points depends.  

In ähnlicher Weise wird in der Kurzschluß- Lichtbogenschweißvorrichtung gemäß den Fig. 12 S1a bis S3a, wenn ein magnetisches Blasen auftritt, der Lichtbogen durch das magnetische Blasen abgelenkt und daher werden die am vorderen Ende der Drahtelektrode entstandenen Schweißperlen angehoben, um die zeitliche Länge des Kurzschlusses der Schweißperlen zu ändern. Dies beeinträchtigt den abwechselnden periodischen Übergang zwischen Kurzschlußvorgang und Lichtbogen. Damit können die Schweißnähte eine Ungleichmäßigkeit an ihrer Oberfläche haben oder die Tiefe der Schweißnähte kann variieren und verfehlt, die Schweißfestigkeit zu gewährleisten.Similarly, in the short-circuit arc welding apparatus shown in FIGS . 12 S1a to S3a, when magnetic blowing occurs, the arc is deflected by the magnetic blowing, and therefore the welding beads formed at the front end of the wire electrode are raised by the time length of the short-circuit to change the sweat beads. This affects the alternating periodic transition between the short-circuit process and the arc. As a result, the weld seams can have an unevenness on their surface or the depth of the weld seams can vary and fail to ensure the weld strength.

In der bekannten Impulsschweißvorrichtung gibt eine Impulsstromwellenform-Steuerschaltung in regelbarer Weise einen gewünschten pulsförmigen Lichtbogenstrom an eine Versorgungseinheit für die Lichtbogenschweißleistung ab, die die Schweißlast mit pulsförmigen Lichtbogenströmen versorgt. Die Steuerschaltung hat gewöhnlich die Form einer Analogschaltung. Soll somit beispielsweise eine Vergleichsschaltung eingebaut werden, so sind viele Einstellelemente zur Einstellung der Verstärkung von Verstärkern und von Verschiebespannungen, sowie eine große Anzahl Bauelemente vorhanden. Außerdem ist es beispielsweise bei Änderung der Anzahl der Impulse in der Impulsstromgruppe oder der Scheitelwerte der Impulsströme erforderlich, die Werte der Schaltungselemente zu ändern oder einige zusätzliche Schaltungen vorzusehen. Dies ist ein Problem bezüglich Zeit und Kosten. In the known pulse welding device there is one Pulse current waveform control circuit in a controllable manner a desired pulsed arc current to a Supply unit for the arc welding power from, which the welding load with pulsed arc currents provided. The control circuit is usually in the form an analog circuit. So, for example, a Comparison circuit are built, so are many Setting elements for setting the gain of Amplifiers and displacement voltages, as well as a large one Number of components available. Besides, it is for example when changing the number of pulses in the Pulse current group or the peak values of the pulse currents required to change the values of the circuit elements or to provide some additional circuits. This is a problem in terms of time and cost.  

Aus US 4 647 754 ist eine Impulsschweißsteuervorrichtung für eine Impulsschweißvorrichtung bekannt, die eine mikrocomputerisierte digitale Schaltung aufweist, einen Analog/Digitalumsetzer sowie einen Digital/Analogumsetzer, eine Steuerschaltung (Komparator), einen Kurzschlußdetektor, einen Wellenformgenerator und eine Impulsschweißstromquelle. Der Mikrocomputer liest eine Anzahl von Kurzschlußimpulsen und berechnet daraus einen digitalen Wert, der in einen analogen Wert umgewandelt wird, der dann zur Regelung der Impulsschweißstromquelle verwendet wird. Aus Patent Abstracts of Japan, JP 62-28076 A ist eine Impulsschweißvorrichtung bekannt, die einen Mikrocomputerschaltkreis umfaßt. In einem Speicher werden verschiedene Referenzwellenformen gespeichert, die von dem Mikrocomputer ausgewählt werden, um Spritzen und eine Auslöschung des Lichtbogens zu verhindern. Aus DE 32 20 590 C2 ist eine Lichtbogenschweißvorrichtung mit einem Kurzschlußdetektor, einem Kurzschlußstromeinsteller, einem Schweißstromeinsteller, einem Komparator, einer Stromsteuerung und einer Treiberschaltung bekannt.From US 4,647,754 is a pulse welding control device for known a pulse welding device, the one has microcomputerized digital circuit, a Analog / digital converter and a digital / analog converter, a control circuit (comparator), a short-circuit detector, a waveform generator and a pulse welding power source. The microcomputer reads a number of short-circuit pulses and uses it to calculate a digital value that analog value is converted, which is then used to regulate the Pulse welding power source is used. From patent abstracts of Japan, JP 62-28076 A is a pulse welding device known, which comprises a microcomputer circuit. In one Memories become different reference waveforms stored to be selected by the microcomputer Splash and prevent arc extinction. DE 32 20 590 C2 includes an arc welding device a short-circuit detector, a short-circuit current adjuster, a welding current adjuster, a comparator, one Current control and a driver circuit known.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend aufgeführten Nachteile realisiert und stellt eine kostengünstige Vorrichtung zur Verfügung, indem die Einstellelemente und die Anzahl der Bauteile verringert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Impulsschweißvorrichtung zu schaffen, die eine Impulsstromwellenform-Steuerschaltung in Form einer mikrocomputerisierten digitalen Schaltung zur Verfügung stellt, durch welche eine beliebige Stromwellenform mühelos erhalten wird, so oft eine derartige Stromwellenform erforderlich ist, und in der Lage ist, ein fehlerhaftes Schweißen als Folge eines magnetischen Blasens unter verschiedenen Schweiß- und Umweltbedingungen zu verhindern, und die einen Kurzschlußtransfervorgang umfaßt.The present invention has been made in view of the Realized and presents disadvantages listed above an inexpensive device is available by the Adjustment elements and the number of components reduced become. The invention lies  based on the task of a pulse welding device create a pulse current waveform control circuit in Form of a microcomputerized digital circuit for Provides through which any current waveform such a current waveform is easily obtained is required, and is capable of a faulty one Welding as a result of magnetic blowing to prevent different welding and environmental conditions, and which includes a short circuit transfer process.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. This object is achieved according to the invention as in claim 1 specified. Advantageous further developments are in the Subclaims described.  

Eine Schaltung, die abwechselnd Impulsströme mit dem Basisstrom oder einem Kurzschlußstrom ausgibt, sind als die mikrocomputerisierte digitale Schaltung ausgebildet. Jede Schaltung führt ihren Betrieb unter einem diesbezüglichen Programm durch und eliminiert somit die Einstellelemente in den Schaltungen zur Verringerung der Anzahl von Bauteilen und die Einstellzeit zur Erzielung geringer Kosten. Dies gestattet es nicht nur, daß eine beliebige Stromwellenform vorgesehen ist, sondern auch ein beliebiger Steuervorgang erhalten wird, indem das Programm modifiziert wird, statt daß der Schaltungsaufbau geändert wird.A circuit that alternates pulse currents with the base current or a short-circuit current are than that microcomputerized digital circuit. Each Circuit operates under a related Program and thus eliminates the setting elements  in the circuits to reduce the number of components and the setting time to achieve low cost. This not only does it allow any current waveform is provided, but also any control process is obtained by modifying the program instead of the circuit structure is changed.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine dritte Analog/Digital- Umsetzerschaltung vorgesehen, die Mehrbit- Ausgangssignalleitungen hat, die mit dem Datenbus verbunden sind und die das Ausgangssignal der Spannungsdetektorschaltung empfängt. Während die Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit den Grundstrom (Basisstrom) oder einen Kurzschlußstrom abgibt, führt die Zentraleinheit (CPU) in vorgegebenen Zeitabständen Betriebsvorgänge entsprechend dem vorstehenden Algorithmus durch, und vergleicht zudem einen digitalen Datenwert VFBM, der einer augenblicklichen Ausgangsspannung der Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit entspricht, mit einem digitalen Datenwert Vmax, wobei Vmax < Vset, die einem vorgegebenen digitalen Datenwert Vset entspricht. Die Zentraleinheit hält den Grundstrom oder den Kurzschlußstrom, falls VFBM < Vmax ist, und die Zentraleinheit gibt nur dann einen zweiten Basisstrom ab, der größer als der Grundstrom oder Kurzschlußstrom ist, wenn VFBM ≦ Vmax ist. Dieses macht es möglich, eine Schaltung vorzusehen, die ein magnetisches Blasen verhindert, während der Basisstrom oder der Kurzschlußstrom während des Impulslichtbogenschweißvorgangs fließt, indem der Betrieb derart durchgeführt wird, daß, wenn die Ausgangsspannung während der Zufuhr des Grundstroms (oder Kurzschlußstroms) den eingestellten Wert von Vmax überschreitet, der zweite Grundstrom oder Kurzschlußstrom fließt. To achieve the object, a third analog / digital converter circuit is provided which has multi-bit output signal lines which are connected to the data bus and which receives the output signal of the voltage detector circuit. While the arc welding power supply unit is supplying the basic current (base current) or a short-circuit current, the central processing unit (CPU) carries out operations according to the above algorithm at predetermined time intervals and also compares a digital data value V FBM which corresponds to an instantaneous output voltage of the arc welding power supply unit, with a digital data value Vmax, where Vmax <Vset, which corresponds to a predetermined digital data value Vset. The central unit maintains the base current or the short-circuit current if V FBM <Vmax, and the central unit only outputs a second base current which is greater than the base current or short-circuit current when V FBM ≦ Vmax. This makes it possible to provide a circuit which prevents magnetic blowing while the base current or the short-circuit current flows during the pulse arc welding operation by performing the operation such that when the output voltage during the supply of the base current (or short-circuit current) is the set value of Vmax, the second base current or short-circuit current flows.

Dies ist insofern von Vorteil, als eine allgemein bekannte Schaltung zur Verhinderung des magnetischen Blasens mühelos vorgesehen werden kann.This is advantageous in that it is well known Magnetic blowing prevention circuit can be easily provided.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform einer Impulsschweißvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung; Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a pulse welding apparatus according to a first aspect of the invention;

Fig. 2(a) und 2(b) sind erläuternde Darstellungen, die die Wellenform eines Ausgangsstroms der Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit in Fig. 1 darstellen, der einer Lichtbogenlast zugeführt wird; Fig. 2 (a) and 2 (b) are explanatory diagrams illustrating the waveform of an output current of the Lichtbogenschweißleistung- supply unit in Figure 1, is supplied to an arc load.

Fig. 3(a) und 3(b) sind Ablaufdarstellungen eines Programms, gemäß welchem eine Zentraleinheit (CPU) einen Steuervorgang für die Vorrichtung nach Fig. 1 durchführt; Fig. 3 (a) and 3 (b) are flow diagrams of a program, according to which a central processing unit (CPU) performs a control operation for the apparatus of FIG. 1;

Fig. 4, 5 und 6 sind Blockschaltbilder weiterer Ausführungsformen einer Impulsschweißvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung; Fig. 4, 5 and 6 are block diagrams of further embodiments of a pulse welding apparatus according to a first aspect of the invention;

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Impulsschweißvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung; Fig. 7 is a block diagram of an embodiment of a pulse welder is in accordance with a second aspect of the invention;

Fig. 8(a) und 8(b) sind Ablaufdarstellungen eines Programms, gemäß welchem eine Zentraleinheit den Steuervorgang der Vorrichtung nach Fig. 7 durchführt; Fig. 8 (a) and 8 (b) are flow diagrams of a program, according to which a central processing unit performs the control operation of the apparatus of Fig. 7;

Fig. 9(a) und 9(b) sind erläuternde Darstellungen einer bekannten Impulslichtbogenentladungsstromwellen­ form und des Transfers von Schweißperlen; Fig. 9 (a) and 9 (b) are explanatory views of a known pulse arc discharge current wave form and the transfer of sweat;

Fig. 10 zeigt den Betrieb und die Wirkungen einer bekannten Impulsstromgruppe; Fig. 10 shows the operation and effects of a known pulse current group;

Fig. 11 ist eine erläuternde Darstellung eines magnetischen Blasens; Fig. 11 is an explanatory diagram of magnetic blowing;

Fig. 12 ist eine Darstellung der Stromwellenform und des Transfers einer Schweißperle bei einem bekannten Kurzschlußlichtbogenverfahren. Fig. 12 is an illustration of the current waveform and the transfer of a welding bead in a known short-circuit arc method.

Beste erfindungsgemäße Ausführungsform Fig. 1 zeigt einen Aufbau einer Ausführungsform einer Impulsschweißvorrichtung gemäß der Erfindung. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Schweißstromquelle zum Lichtbogenschweißen, die einen Wechselrichter (inverter circuit), einen Hochfrequenztransformator und Hochfrequenzdioden umfaßt, die alle durch eine Wechselrichter-Steuerschaltung gesteuert werden. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Lichtbogenlast, die einen Schweißbrenner 51 umfaßt, eine Drahtelektrode 52, die in Form eines Drahts aus einer Drahtspule zugeführt wird, eine Lichtbogenentladung 53 und Werkstücke 54. Von dem Wechselrichter gesteuerte gewünschte Impulsgruppen werden über den Hochfrequenztransformator und die Hochfrequenzdioden aus der Wechselrichterschaltung zugeführt, die die Schweißstromquelle 10 zum Lichtbogenschweißen, im folgenden auch Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit genannt, für den Schweißbrenner 51 zum Lichtbogenschweißvorgang aufweist.BEST EMBODIMENT OF THE INVENTION FIG. 1 shows a structure of an embodiment of a pulse welding device according to the invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a welding power source for arc welding, which includes an inverter circuit, a high frequency transformer and high frequency diodes, all of which are controlled by an inverter control circuit. Reference numeral 5 denotes an arc load which includes a welding torch 51 , a wire electrode 52 which is supplied in the form of a wire from a wire coil, an arc discharge 53 and workpieces 54 . Desired pulse groups controlled by the inverter are fed via the high-frequency transformer and the high-frequency diodes from the inverter circuit, which has the welding current source 10 for arc welding, hereinafter also referred to as arc welding power supply unit, for the welding torch 51 for the arc welding process.

Das Bezugszeichen 11 ist eine sich verbrauchende Elektrode (anschließend als Draht bezeichnet), und das Bezugszeichen 12 ist eine Drahtvorratsrolle zur Zufuhr des Drahts 11. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Drahtzufuhrmotor, der über Zahnräder mechanisch mit der Drahtvorratsrolle 12 verbunden ist. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Motorsteuerschaltung, die mit dem Drahtzufuhrmotor 13 verbunden ist, und das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine mit der Motorsteuerschaltung verbundene Motordrehzahleinstellschaltung. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Spannungsdetektorschaltung, die mit einer Ausgangsklemme der Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit 10 verbunden ist, und das Bezugszeichen 16 ist eine Glättungsschaltung, die das Ausgangssignal der Spannungsdetektorschaltung 7 erhält. Das Bezugszeichen 17 zeigt eine Spannungseinstellschaltung. Die Impulsstromwellenform-Steuerschaltung 8 erhält den erfaßten Wert aus der Spannungsdetektorschaltung 7 über die Glättungsschaltung 16 und den Einstellwert der Spannungseinstellschaltung 17, um die Wellenform der Impulsströme zu steuern, die aus der Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit 10 ausgegeben werden.Numeral 11 is a consumable electrode (hereinafter referred to as a wire), and numeral 12 is a wire supply reel for supplying the wire 11 . Reference numeral 13 denotes a wire feed motor which is mechanically connected to the wire supply roll 12 via gearwheels. Numeral 14 denotes a motor control circuit connected to the wire feed motor 13 , and numeral 15 denotes a motor speed setting circuit connected to the motor control circuit. Reference numeral 7 denotes a voltage detector circuit which is connected to an output terminal of the arc welding power supply unit 10 , and reference numeral 16 is a smoothing circuit which receives the output signal of the voltage detector circuit 7 . Reference numeral 17 shows a voltage setting circuit. The pulse current waveform control circuit 8 obtains the detected value from the voltage detector circuit 7 via the smoothing circuit 16 and the set value of the voltage setting circuit 17 to control the waveform of the pulse currents output from the arc welding power supply unit 10 .

Die vorstehend aufgeführte Impulsstromwellenform- Steuerschaltung 8 ist mit einer D/A-Umsetzerschaltung 18 zur Ausgabe eines Spannungssignals versehen, das einem gewünschten Ausgangsstrom zur Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit 10 entspricht, einer ersten A/D- Umsetzerschaltung 19, die das Ausgangssignal der Spannungseinstellschaltung 17 erhält, einer zweiten A/D- Umsetzerschaltung 20, die das Ausgangssignal der Glättungsschaltung 16 erhält, einer Datenspeicherschaltung 21, die an eine Anzahl Dateneingangsleitungen von der D/A- Umsetzerschaltung verbunden ist, einer Zentraleinheit 22, einem ROM 23 und einer Adreßdecodierschaltung 24. Die Steuerschaltung 8 ist eine mikrocomputerisierte digitalen Schaltung. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet einen Adreßbus für die Zentraleinheit, das Bezugszeichen 26 einen Datenbus für die Zentraleinheit, das Bezugszeichen 27 ein aus der Zentraleinheit ausgegebenes Lesesignal, und das Bezugszeichen 28 ein aus der Zentraleinheit ausgegebenes Schreibsignal. Die Bezugszeichen 29-32 bezeichnen jeweils ein Datenspeicherschaltungswählsignal, ein erstes A/D- Umsetzerschaltungswählsignal, ein zweites A/D- Umsetzerschaltungswählsignal und ein ROM-Wählsignal. Die Zentraleinheit 22 ist mit einem gemeinsamen Datenbus 26 mit Mehrbit. Eingangssignalleitungen der Datenspeicherschaltung 21, Mehrbit-Eingangssignalleitungen der ersten A/D- Umsetzerschaltung 19 und Mehrbit-Eingangssignalleitungen der zweiten A/D-Umsetzerschaltung 20 verbunden. Die Zentraleinheit 22 hat den Algorithmus, wonach, wenn die Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit 10 den Grundstrom oder den Kurzschlußstrom abgibt, ein digitaler Datenwert VFBA, der eine Durchschnittssausgangsspannung der Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit angibt, mit einem digitalen Datenwert Vset verglichen wird, der zu vorgegebenen Zeitintervallen eine gewünschte Ausgangsspannung angibt, damit ein Grundstrom oder ein Kurzschlußstrom oder ein Strom zum Schmelzen der Werkstücke anstelle eines Grundstroms oder eines Kurzschlußstroms ausgegeben wird.The above pulse current waveform control circuit 8 is provided with a D / A converter circuit 18 for outputting a voltage signal corresponding to a desired output current to the arc welding power supply unit 10 , a first A / D converter circuit 19 which receives the output signal of the voltage setting circuit 17 , a second A / D converter circuit 20 that receives the output of the smoothing circuit 16 , a data storage circuit 21 connected to a number of data input lines from the D / A converter circuit, a central processing unit 22 , a ROM 23, and an address decoding circuit 24 . The control circuit 8 is a microcomputerized digital circuit. Numeral 25 denotes an address bus for the central unit, numeral 26 a data bus for the central unit, numeral 27 a read signal output from the central unit, and reference numeral 28 a write signal output from the central unit. Reference numerals 29-32 each designate a data storage circuit selection signal, a first A / D converter circuit selection signal, a second A / D converter circuit selection signal and a ROM selection signal. The central processing unit 22 has a common data bus 26 with multiple bits. Input signal lines of the data storage circuit 21 , multi-bit input signal lines of the first A / D converter circuit 19 and multi-bit input signal lines of the second A / D converter circuit 20 are connected. The CPU 22 has the algorithm that, when the arc welding power supply unit 10 outputs the base current or the short circuit current, a digital data value V FBA , which indicates an average output voltage of the arc welding power supply unit, is compared with a digital data value Vset, which is given at predetermined time intervals indicates the desired output voltage so that a base current or a short-circuit current or a current for melting the workpieces is output instead of a base current or a short-circuit current.

Es wird nunmehr die erfindungsgemäße Betriebsweise beschrieben.It will now be the mode of operation according to the invention described.

In Fig. 1 gibt die Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit 10 an den Lichtbogen 53 abwechselnd mit dem Grundstrom oder Kurzschlußstrom den Impulsgruppenstrom ab zur Durchführung eines Impulslichtbogenschweißens. Die Fig. 2(a) und 2(b) sind erläuternde Darstellungen der Wellenform des Ausgangsstroms, wobei (1) die Periode für den Impulsgruppenstrom und (2) die Periode anzeigt, während welcher der Grundstrom oder der Kurzschlußstrom ausgegeben wird.In Fig. 1, the arc welding power supply unit 10 outputs the pulse group current to the arc 53 alternately with the base current or short-circuit current for performing pulse arc welding. The Fig. 2 (a) and 2 (b) are explanatory diagrams of the waveform of the output current, wherein (1) the period for the pulse group current and (2) indicates the period during which the background current or the short-circuit current is output.

ROM 23 enthält ein Programm zur Steuerung des Betriebs, bei dem ein Spannungssignal, das einen gewünschten Ausgangsstrom anzeigt, ausgegeben wird, und bei dem die Durchschnittssausgangsspannung der Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit 10 steuerbar gehalten wird.ROM 23 contains an operation control program in which a voltage signal indicating a desired output current is output and in which the average output voltage of the arc welding power supply unit 10 is kept controllable.

Die Fig. 3(a) und 3(b) sind Ablaufdarstellungen, die eine Reihe von Algorithmen des durch die Zentraleinheit ausgeführten Programms angeben. In den Figuren zeigt (a) die Steuerung bei Ausgabe des Grundstoms, und (b) zeigt die Steuerung, wenn der Kurzschlußstrom ausgegeben wird. Diese Steuerung wird in vorbestimmten Zeitabständen als Unterbrechungsprogramm des angegebenen Hauptprogramms durchgeführt. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are flow diagrams indicating a set of algorithms of the program executed by the CPU. In the figures, (a) shows the control when the base current is output, and (b) shows the control when the short-circuit current is output. This control is carried out at predetermined time intervals as an interrupt program of the specified main program.

Ein Spannungssignal, das die Durchschnittsausgangsspannung der Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit 10 angibt, das über die Spannungsdetektorschaltung 7 und die Glättungsschaltung 16 ausgegeben wird, während der Strom oder Kurzschlußstrom zugeführt wird (Sa1, Sb1), wird durch die zweite A/D-Umsetzerschaltung 20 in vorgegebenen Zeitbereichen unter Steuerung des im ROM 23 gespeicherten Programms in einen digitalen Datenwert umgesetzt. Das Wählsignal 31 wird über die Adreßdecodierschaltung 24 erhalten, die die Adreßdaten und das Lesesignal 27 der Zentraleinheit 22, das auf die Adreßdaten ausgegeben wird, sowie das Lesesignal 27 der Zentraleinheit 22, das auf den Adreßbus 25 ausgegeben wird, decodiert. Das Wählsignal dient als Startsignal der zweiten A/D-Umsetzerschaltung 20 sowie als Abfragesignal (Sa2, Sb2) für eine Abfrage- und Halteschaltung, die in der zweiten A/D-Umsetzerschaltung 20 enthalten ist.A voltage signal indicating the average output voltage of the arc welding power supply unit 10 , which is output via the voltage detector circuit 7 and the smoothing circuit 16 while the current or short-circuit current is supplied (Sa1, Sb1), is predetermined by the second A / D converter circuit 20 Time ranges under control of the program stored in the ROM 23 converted into a digital data value. The selection signal 31 is obtained via the address decoding circuit 24 , which decodes the address data and the read signal 27 of the central unit 22 , which is output to the address data, and the read signal 27 of the central unit 22 , which is output to the address bus 25 . The selection signal serves as the start signal of the second A / D converter circuit 20 and as an interrogation signal (Sa2, Sb2) for an interrogation and hold circuit which is contained in the second A / D converter circuit 20 .

Der auf diese Weise erhaltene digitale Datenwert VFBA, der die Durchschnittsausgangsspannung angibt, wird über den Datenbus 26 (Sa3, Sb3) in die Zentraleinheit 22 eingegeben, um mit dem digitalen Datenwert Vset verglichen zu werden, der in der Zentraleinheit 22 (Sa4, Sb4) vorab gespeichert ist.The digital data value V FBA thus obtained, which indicates the average output voltage, is input to the central processing unit 22 via the data bus 26 (Sa3, Sb3) to be compared with the digital data value Vset, which is stored in the central processing unit 22 (Sa4, Sb4 ) is saved in advance.

Wird die Schweißlast 5 mit einer in Fig. 2(a) gezeigten Wellenform versorgt, so wird ein digitaler Datenwert IBasis, der den Grundstrom anzeigt, an die Datenspeicherschaltung 21 ausgegeben, falls VFBA ≧ Vset (Sa5) ist, und Daten, die die Impulsstromgruppe anzeigen, werden an die Datenspeicherschaltung 21 ausgegeben, falls VFBA ≦ Vset (Sa6, Sa7) ist.If the welding load 5 is supplied with a waveform shown in Fig. 2 (a), a digital data value I Basis , which indicates the basic current, is output to the data storage circuit 21 if V FBA ≧ Vset (Sa5) and data which indicating the pulse current group are output to the data storage circuit 21 if V FBA ≦ Vset (Sa6, Sa7).

Bei Versorgung der Schweißlasteinheit mit der in Fig. 2(B) dargestellten Wellenform wird der digitale Datenwert IBasis, der den Kurzschlußstrom angibt, an die Datenspeicherschaltung 21 ausgegeben, falls VFBA ≦ Vset (Sb5) ist, und ein Datenwert, der ein Maß für die Impulsstromgruppe ist, wird an die Datenspeicherschaltung 21 ausgegeben, falls VFBA < Vset ist (Sb6, Sb7).When the welding load unit is supplied with the waveform shown in Fig. 2 (B), the digital data I Basis indicating the short-circuit current is output to the data storage circuit 21 if V FBA ≦ Vset (Sb5) and a data value which is a measure for the pulse current group is output to the data storage circuit 21 if V FBA <Vset (Sb6, Sb7).

In den Fig. 3(a) und 3(b) wird der digitale Datenwert Vset innerhalb des Hauptprogramms eingestellt und zeigt das Ausgangssignal der Spannungseinstellschaltung 17 in Fig. 1 an. Das Ausgangssignal der Spannungseinstellschaltung 17 wird durch die erste A/D-Umsetzerschaltung 19 in digitale Daten umgewandelt und über den Datenbus 26 in die Zentraleinheit 22 eingegeben, so daß die digitalen Daten in einem dort vorhandenen Register gespeichert werden. Die vorstehend aufgeführte Signalverarbeitung wird im Hauptprogramm durchgeführt.In Figs. 3 (a) and 3 (b) the digital data value Vset 1 is set within the main program, and displays the output of the voltage setting circuit 17 in Fig. On. The output signal of the voltage setting circuit 17 is converted into digital data by the first A / D converter circuit 19 and input via the data bus 26 into the central unit 22 , so that the digital data are stored in a register there. The above signal processing is carried out in the main program.

In Fig. 1 wird das Wählsignal 29 für die Datenspeicherschaltung von der Adreßdecodierschaltung 24 in Kombination mit den auf den Adreßbus 25 ausgegebenen Adreßdaten und Schreibsignal 28 ausgegeben. Das Signal 29 dient als Taktimpuls für eine Anzahl Flipflops, die einen Datenspeicher 21 (latch) bilden, um die Daten, die ein Maß für den Grundstrom oder den Impulsgruppenstrom sind, der auf den Datenbus 26 der Zentraleinheit 22 abgegeben wird, zu verriegeln. Die Daten, die auf der Anzahl Ausgangssignalleitungen der Datenspeicherschaltung 21 gehalten werden, werden durch den D/A-Umsetzer 18 in eine Analogspannung umgesetzt, die an die Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit 10 abgegeben wird, die ihrerseits einen gewünschten Ausgangsstrom liefert. In Fig. 1, the selection signal is output 29 for the data memory circuit of the address decoding circuit 24 in combination with the output on the address bus 25 and write address data signal 28. The signal 29 serves as a clock pulse for a number of flip-flops which form a data memory 21 (latch) in order to lock the data which are a measure of the basic current or the pulse group current which is output on the data bus 26 of the central unit 22 . The data held on the number of output signal lines of the data storage circuit 21 is converted by the D / A converter 18 into an analog voltage, which is supplied to the arc welding power supply unit 10 , which in turn supplies a desired output current.

In Fig. 1 wird das erste A/D-Umsetzerschaltung-Wählsignal 29 erhalten, indem die auf die Adresse 25 ausgegebenen Adreßdaten und das aus der Zentraleinheit 22 durch den Adreßdecodierer 24 ausgegebene Lesesignal 27 decodiert werden. Das erste A/D-Umsetzerschaltung-Wählsignal 29 dient als Abfragesignal für die Abfrage- und Halteschaltung in der ersten A/D-Umsetzerschaltung 19 und als Startsignal für die erste A/D-Umsetzerschaltung. Das ROM-Wählsignal 32 ist ein Signal, das durch Decodieren der auf den Adreßbus 25 ausgegebenen Adreßdaten und des Lesesignals 27 mittels der Adreßdecodierschaltung 24 erhalten wird, und arbeitet als ein CE-Signal für das ROM 23.In Fig. 1, the first A / D converter circuit selection signal 29 is obtained by decoding the address data output to the address 25 and the read signal 27 output from the CPU 22 by the address decoder 24 . The first A / D converter circuit selection signal 29 serves as an interrogation signal for the interrogation and hold circuit in the first A / D converter circuit 19 and as a start signal for the first A / D converter circuit. The ROM select signal 32 is a signal obtained by decoding the address data output on the address bus 25 and the read signal 27 by the address decoding circuit 24 and works as a CE signal for the ROM 23 .

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das eine weitere Ausführungsform der Erfindung angibt. In Fig. 4 besteht die Zentraleinheit 22 aus einer Einzelchip-Zentraleinheit, die mindestens mehr als eine A/D-Umsetzerschaltung enthält. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet einen ersten Analog- Eingabeanschluß und das Bezugszeichen 34 einen zweiten Analog-Eingabeanschluß. Die Vorrichtung mit dem Aufbau nach Fig. 4 führt ebenfalls einen Betrieb ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 1 mit dem in Fig. 3 angegebenen Programm aus. Fig. 4 is a block diagram indicating another embodiment of the invention. In FIG. 4, 22 is the central unit of a single-chip central processing unit which contains at least more than one A / D converter circuit. Numeral 33 denotes a first analog input terminal and numeral 34 denotes a second analog input terminal. The device with the structure according to FIG. 4 also carries out an operation similar to the embodiment according to FIG. 1 with the program indicated in FIG. 3.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt. In der Figur ist die Zentraleinheit 22 aus einer Einzelchip-Zentraleinheit aufgebaut, die ein ROM enthält, in das das in Fig. 3 dargestellte Programm abgespeichert ist. Diese Ausführungsform ist ebenfalls geeignet, in ähnlicher Weise wie die Ausführungsform nach Fig. 1 zu arbeiten. Fig. 5 is a block diagram illustrating another embodiment of the invention. In the figure, the central unit 22 is constructed from a single-chip central unit which contains a ROM in which the program shown in FIG. 3 is stored. This embodiment is also suitable for working in a similar manner to the embodiment according to FIG. 1.

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das eine weitere Ausführungsform der Erfindung angibt. In der Figur ist die Zentraleinheit 22 als Einzelchip-Zentraleinheit aufgebaut, die mindestens mehr als eine A/D-Umsetzerschaltung aufweist und ein ROM enthält. Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung ist ebenfalls geeignet, in ähnlicher Weise wie jene nach Fig. 1 zu arbeiten. Fig. 6 is a block diagram indicating another embodiment of the invention. In the figure, the central unit 22 is constructed as a single-chip central unit which has at least more than one A / D converter circuit and contains a ROM. The device shown in FIG. 6 is also suitable for working in a similar manner to that according to FIG. 1.

Gemäß der Erfindung wird ein Mikrocomputer als eine Schaltung verwendet, die die Schweißlasteinheit steuert, so daß die regelmäßige Änderung einer Lichtbogenlänge gewährleistet wird und als eine Schaltung, die die Impulsgruppenströme abwechselnd mit dem Grundstrom oder dem Kurzschlußstrom abgibt. Damit werden die Schaltungen durch Steuervorgänge in ein Programm implementiert und haben folgende Vorteile:
According to the invention, a microcomputer is used as a circuit which controls the welding load unit so as to ensure the regular change of an arc length and as a circuit which outputs the pulse group currents alternately with the base current or the short-circuit current. This means that the circuits are implemented in a program through control processes and have the following advantages:

  • 1. Es ist keine Einstellung von Schaltungselementen erforderlich, so daß die Anzahl Bauteile und die Einstellzeit zur Erzielung geringer Gerätekosten eingespart werden können.1. It is not a setting of circuit elements required so that the number of components and the response time can be saved to achieve low equipment costs.
  • 2. Eine gewünschte Ausgangsstromwellenform kann beliebig durch Änderung des Programms erhalten werden, beispielsweise durch Ersetzen eines ROMs ohne Änderung der Schaltungen, und der Steuervorgang kann beliebig ohne Änderung der Schaltungen geändert werden.2. A desired output current waveform can be arbitrary can be obtained by changing the program, for example by replacing a ROM without changing the circuits, and the control process can be arbitrary without changing the circuits be changed.

Fig. 7 stellt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung dar. Die gleichen Bauelemente wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Einzelbeschreibung entfällt daher. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 35 eine dritte A/D-Umsetzerschaltung, die das Ausgangssignal des Spannungsdetektors 7 erhält, und das Bezugszeichen 36 bezeichnet ein drittes A/D- Umsetzerschaltung-Wählsignal, das vom Adreßdecodierer 24 ausgegeben wird. Der Aufbau nach Fig. 7 enthält eine dritte A/D-Umsetzerschaltung 35, bei der eine Anzahl Ausgangssignalleitungen mit dem Datenbus 26 verbunden sind und die das Ausgangssignal der Spannungsdetektorschaltung 7 erhält. Die Anordnung nach Fig. 7 arbeitet entsprechend dem Algorithmus nach Fig. 3 in vorgegebenen Zeitabständen, während die Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit 10 den Grundstrom oder den Kurzschlußstrom abgibt. Die Anordnung nach Fig. 7 hat ebenfalls den Algorithmus, bei dem der digitale Datenwert VFBM, der eine augenblickliche Ausgangsspannung der Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit mit dem digitalen Datenwert Vmax vergleicht, wobei Vmax < Vset ist und Vset den gewünschten digitalen Datenwert darstellt, und der Grundstrom oder der Kurzschlußstrom wird aufrechterhalten, falls VFBM < Vmax ist, und ein zweiter Grundstrom oder Kurzschlußstrom, der größer als der Grundstrom oder Kurzschlußstrom ist, wird nur aufrechterhalten, wenn VFBM ≧ Vmax ist. FIG. 7 shows a further embodiment according to the invention. The same components as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and their individual description is therefore omitted. In Fig. 7, reference numeral 35 denotes a third A / D converter circuit which receives the output signal of the voltage detector 7 , and reference numeral 36 denotes a third A / D converter circuit selection signal which is output from the address decoder 24 . The structure of FIG. 7 includes a third A / D converter circuit 35 are connected in a number of output signal lines to the data bus 26 and the output of the voltage detector circuit 7 receives. The arrangement according to FIG. 7 operates according to the algorithm according to FIG. 3 at predetermined time intervals, while the arc welding power supply unit 10 supplies the basic current or the short-circuit current. The arrangement according to FIG. 7 also has the algorithm in which the digital data value V FBM , which compares an instantaneous output voltage of the arc welding power supply unit with the digital data value Vmax, where Vmax <Vset and Vset represents the desired digital data value, and the basic current or the short circuit current is maintained if V FBM <Vmax and a second base current or short circuit current that is greater than the base current or short circuit current is only maintained if V FBM ≧ Vmax.

Die Betriebsweise der Zentraleinheit 22 wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 8(a) und 8(b) beschrieben, die wie bei den Fig. 3(a) und 3(b) ist. In Fig. 7 wird, während die Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit 10 den Grundstrom (Sa1, Sb1) liefert, das Spannungssignal, das die augenblickliche Ausgangsspannung der Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit 10 anzeigt, aus dem Spannungsdetektor 7 ausgegeben, und das Spannungssignal wird durch die dritte A/D-Umsetzerschaltung 35 unter Steuerung des in Fig. 8 (Sa2-Sa5, Sb2-Sb5) angegebenen Programms in einen digitalen Datenwert umgesetzt. Gemäß Fig. 8 wird der digitale Datenwert VFBM mit dem vorab im Hauptprogramm (Sa6-Sa7, Sb6-Sb7) gespeicherten Datenwert Vmax verglichen, um an die Datenspeicherschaltung 21 einen Datenwert auszugeben, der den Grundstrom oder den Kurzschlußstrom angibt, wenn VFBM < Vmax ist (Sa8, Sb8), und um einen zweiten Grundstrom oder Kurzschlußstrom, der größer als der Grundstrom ist, an die Datenspeicherschaltung 21 abzugeben, wenn VFBM ≧ Vmax ist (Sa9, Sb9). Ferner schreitet das Programm fort, wenn VFBM < Vset ist, um die Impulsstromgruppe zu liefern (Sa10, Sa11, Sb10, Sb11). In Fig. 7 wird das dritte A/D-Umsetzerschaltung- Wählsignal 36 durch die Adreßdecodierschaltung 36 erhalten, die die Adreßdaten decodiert, die aus dem Adreßbus 25 ausgegeben werden, sowie das Lesesignal 27 der Zentraleinheit, und arbeitet als Startsignal eines Abfragesignals der Abfrage- und Halteschaltung, die in der dritten A/D-Umsetzerschaltung 35 enthalten ist.The operation of the CPU 22 will now be described with reference to Figs. 8 (a) and 8 (b), which is like Figs. 3 (a) and 3 (b). In Fig. 7, while the arc welding power supply unit 10 supplies the base current (Sa1, Sb1), the voltage signal indicating the current output voltage of the arc welding power supply unit 10 is output from the voltage detector 7 , and the voltage signal is output by the third A / D converter circuit 35 is converted into a digital data value under control of the program shown in FIG. 8 (Sa2-Sa5, Sb2-Sb5). According to Fig. 8 the digital data value V FBM with the pre-stored in the main program (Sa6 Sa7, Sb6-Sb7) data value Vmax is compared to output to the data memory circuit 21 has a data value that indicates the base current or the short-circuit current when V FBM < Vmax is (Sa8, Sb8), and to deliver a second base current or short circuit current, which is greater than the base current, to the data storage circuit 21 when V FBM ≧ Vmax (Sa9, Sb9). Furthermore, the program proceeds when V FBM <Vset to supply the pulse current group (Sa10, Sa11, Sb10, Sb11). In Fig. 7, the third A / D converter circuit selection signal 36 is obtained by the address decoding circuit 36 which decodes the address data output from the address bus 25 and the read signal 27 of the CPU, and works as a start signal of an interrogation signal of the interrogation and hold circuit included in the third A / D converter circuit 35 .

Mit der Ausbildung nach Fig. 7 und mit dem Programm gemäß Fig. 8 liefert die Vorrichtung, wenn die Ausgangsspannung den Einstellwert Vmax überschreitet, während der Grundstrom (oder Kurzschlußstrom) zugeführt wird, den zweiten Grundstrom oder Kurzschlußstrom, um als eine Schaltung zu arbeiten, in der das magnetische oder sogenannte Lichtbogen-Blasen verhindert wird, während der Grundstrom oder der Kurzschlußstrom zu der Impulsbogenschweißung fließt.With the configuration according to FIG. 7 and with the program according to FIG. 8, if the output voltage exceeds the set value Vmax while the basic current (or short-circuit current) is being supplied, the device supplies the second basic current or short-circuit current to operate as a circuit, in which the magnetic or so-called arc blowing is prevented while the base current or the short-circuit current flows to the pulse arc welding.

Anders ausgedrückt, bei dieser Ausführungsform kann eine das magnetische Blasen verhindernde Schaltung mühelos implementiert werden, während auch die aus dem vorangehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung abgeleiteten Wirkungen vorhanden sind.In other words, in this embodiment, one can Magnetic bubble prevention circuit effortlessly be implemented while also those from the previous Embodiment of the invention derived effects available.

In Fig. 7 kann die Zentraleinheit 22 ein Bautyp mit Einzelchip sein, der die ersten bis dritten A/D- Umsetzerschaltungen 19, 20 und 35 sowie das ROM 23 enthält. Während die voranstehenden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf einen Gruppenstrom (Impulsgruppe) beschrieben wurden, der einen oder mehrere impulsförmige Scheitelströme aufweist, sowie einen Grundstrom, können beliebige andere Stromwellenformen verwendet werden, wenn sie eine Wellenform aufweisen, die die Werkstücke als Elektrode zum Schmelzen veranlaßt.In Fig. 7, the CPU 22 may be a single-chip type that includes the first to third A / D converter circuits 19 , 20 and 35 and the ROM 23 . While the foregoing embodiments of the invention have been described with reference to a group current (pulse group) having one or more pulse-shaped peak currents and a base current, any other current waveforms can be used if they have a waveform that causes the workpieces to melt as an electrode .

Die Spannungsdetektorschaltung, die die Spannung der Schweißlastschaltung in Einklang mit den Schweißlastbedingungen erfaßt, wie beispielsweise den Ausgangsspannungen der Lichtbogenschweißleistung- Versorgungseinheit und den Lichtbogenlängen, kann als Spannungsdetektorschaltung ausgebildet sein, die die Signalspannung erfaßt, die ein Maß für die Schweißbedingungen, wie beispielsweise die Lichtbogenlänge ist, anstatt der Ausgangsspannung der Lichtbogenschweißleistung-Versorgungseinheit.The voltage detector circuit that measures the voltage of the Welding load switching in line with the Welding load conditions, such as the Output voltages of the arc welding power Supply unit and the arc lengths, can be as Voltage detector circuit can be formed, the Signal voltage detected, which is a measure of the Welding conditions such as arc length instead of the output voltage Arc welding power supply unit.

Es wird ein spezifisches Ausführungsbeispiel einer Impulsschweißvorrichtung beschrieben, bei welcher eine Stromwellenformsteuerschaltung in Gestalt einer mikrocomputerisierten digitalen Schaltung vorgesehen ist, um schlechte Schweißergebnisse als Folge eines magnetischen Blasens, und Unterschneidungen oder Spritzer zu vermeiden, die mit äußeren Störungen am Schweißbrenner unter verschiedenen Schweiß- und Umgebungsbedingungen auf treten.It becomes a specific embodiment of a Pulse welding device described, in which a Current waveform control circuit in the form of a microcomputerized digital circuit is provided for poor welding results as a result of one magnetic blowing, and undercuts or splashes to avoid having external welding torches under different welding and environmental conditions step on.

Claims (5)

1. Impulsschweißvorrichtung, in der ein Strom zum Schweißen eines Werkstückes (54) abwechselnd mit einem ersten Grundstrom und einem ersten Kurzschlußstrom an eine Schweißlast zur Durchführung eines Schweißvorgangs geliefert wird, mit
  • - einer Schweißstromquelle zum Lichtbogenschweißen (10) zur Zuführung eines gewünschten Ausgangsstroms zur Schweißlasteinheit (5);
  • - einer Spannungsdetektorschaltung (7) zur Erfassung der Ausgangsspannung der Schweißstromquelle (10);
  • - einer mikrocomputerisierten digitalen Schaltung mit:
    • - einer Digital/Analog-Umsetzerschaltung (18) zur Ausgabe eines Spannungsignals entsprechend einem gewünschten Ausgangsstrom an die Schweißstromquelle (10),
    • - einer Datenspeicherschaltung (21) mit Mehrbit- Ausgangssignalleitungen, die mit Mehrbit- Eingangssignalleitungen der Digital/Analalog- Umsetzerschaltung (18) verbunden sind, und einer Zentraleinheit (CPU; 22), die über einen gemeinsamen Datenbus mit den Mehrbit- Eingangssignalleitungen der Datenspeicherschaltung (21) verbunden ist;
  • - einer Glättungsschaltung (16) zur Aufnahme des Ausgangssignals der Spannungsdetektorschaltung (7);
  • - einer Spannungseinstellschaltung (17) zur Einstellung einer gewünschten Ausgangsspannung an der Schweißstromquelle (10);
  • - einer ersten Analog/Digital-Umsetzerschaltung (19) zur Aufnahme des Ausgangssignals der Spannungseinstellschaltung (17) und einer zweiten Analog-/Digital-Umsetzerschaltung (20) zur Aufnahme des Ausgangssignals der Glättungsschaltung (16); und
  • - einer dritten Analog-Digital-Umsetzerschaltung (35), die den Ausgang der Spannungsdetektorschaltung (7) aufnimmt und die Mehrbit-Signalleitungen hat, die mit dem Datenbus verbunden sind;
wobei die Zentraleinheit (CPU; 22)
  • - über den gemeinsamen Datenbus mit den Mehrbit- Ausgangssignalleitungen der ersten Analog/Digital- Umsetzerschaltung (19) und den Mehrbit- Ausgangssignalleitungen der zweiten Analog/Digital- Umsetzerschaltung (20) verbunden ist; und
  • - so programmiert ist, daß sie, wenn die Schweißstromquelle (10) den ersten Grundstrom oder den ersten Kurzschlußstrom ausgibt, einen digitalen Datenwert VFBA, der einer Durchschnittsausgangsspannung der Schweißstromquelle entspricht, mit einem digitalen Datenwert Vset vergleicht, der einer gewünschten Ausgangsspannung zu vorgegebenen Zeitintervallen entspricht, um den ersten Grundstrom oder den ersten Kurzschlußstrom aufrechtzuerhalten oder einen Schmelzstrom für die Werkstücke auszugeben;
dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (CPU; 22),
  • - wenn die Schweißstromquelle (10) den ersten Grundstrom oder ersten Kurzschlußstrom ausgibt, in vorgegebenen Intervallen einen digitalen Datenwert VFBM entsprechend der augenblicklichen Ausgangsspannung der Schweißstromquelle (10) mit einem digitalen Datenwert Vmax vergleicht, wobei Vmax ≧ Vset entsprechend einem vorgegebenen digitalen Datenwert Vset ist, um den ersten Grundstrom oder den ersten Kurzschlußstrom aufrechtzuerhalten, wenn VFBM < Vmax ist; und
  • - einen zweiten Grundstrom oder einen zweiten Kurzschlußstrom, der größer als der erste Grundstrom oder der erste Kurzschlußstrom ist, nur ausgibt, wenn VFBM ≧ Vmax ist.
1. pulse welding device, in which a current for welding a workpiece ( 54 ) is supplied alternately with a first base current and a first short-circuit current to a welding load for carrying out a welding process, with
  • - A welding current source for arc welding ( 10 ) for supplying a desired output current to the welding load unit ( 5 );
  • - A voltage detector circuit ( 7 ) for detecting the output voltage of the welding current source ( 10 );
  • - a microcomputerized digital circuit with:
    • a digital / analog converter circuit ( 18 ) for outputting a voltage signal corresponding to a desired output current to the welding current source ( 10 ),
    • - A data storage circuit ( 21 ) with multi-bit output signal lines, which are connected to multi-bit input signal lines of the digital / analog converter circuit ( 18 ), and a central processing unit (CPU; 22 ), which has a common data bus with the multi-bit input signal lines of the data storage circuit ( 21 ) is connected;
  • - A smoothing circuit ( 16 ) for receiving the output signal of the voltage detector circuit ( 7 );
  • - A voltage setting circuit ( 17 ) for setting a desired output voltage at the welding current source ( 10 );
  • - A first analog / digital converter circuit ( 19 ) for receiving the output signal of the voltage setting circuit ( 17 ) and a second analog / digital converter circuit ( 20 ) for receiving the output signal of the smoothing circuit ( 16 ); and
  • - a third analog-to-digital converter circuit ( 35 ) which receives the output of the voltage detector circuit ( 7 ) and has the multi-bit signal lines which are connected to the data bus;
the central processing unit (CPU; 22 )
  • - Is connected via the common data bus to the multi-bit output signal lines of the first analog / digital converter circuit ( 19 ) and the multi-bit output signal lines of the second analog / digital converter circuit ( 20 ); and
  • - Is programmed so that when the welding current source ( 10 ) outputs the first basic current or the first short-circuit current, a digital data value V FBA , which corresponds to an average output voltage of the welding current source, is compared with a digital data value Vset, which corresponds to a desired output voltage at predetermined time intervals corresponds to maintain the first base current or the first short circuit current or to output a melt current for the workpieces;
characterized in that the central processing unit (CPU; 22 ),
  • - When the welding current source ( 10 ) outputs the first basic current or the first short-circuit current, a digital data value V FBM corresponding to the instantaneous output voltage of the welding current source ( 10 ) is compared with a digital data value Vmax at predetermined intervals, Vmax ≧ Vset corresponding to a predetermined digital data value Vset to maintain the first base current or the first short circuit current when V FBM <Vmax; and
  • only outputs a second base current or a second short-circuit current which is greater than the first base current or the first short-circuit current if V FBM ≧ Vmax.
2. Impulsschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (CPU; 22) eine Einzelchip-Zentraleinheit ist, die erste und zweite Analog/Digital-Umsetzerschaltungen (19, 20) enthält. 2. Pulse welding device according to claim 1, characterized in that the central unit (CPU; 22 ) is a single-chip central unit, which contains first and second analog / digital converter circuits ( 19 , 20 ). 3. Impulsschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (CPU; 22) eine Einzelchip-Zentraleinheit ist, die ein ROM enthält.3. pulse welding device according to claim 1, characterized in that the central processing unit (CPU; 22 ) is a single-chip central processing unit which contains a ROM. 4. Impulsschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (CPU; 22) eine Einzelchip-Zentraleinheit ist, die erste und zweite Analog/Digital-Umsetzerschaltungen (19, 20) und das ROM enthält.4. Pulse welding device according to claim 1, characterized in that the central processing unit (CPU; 22 ) is a single-chip central processing unit which contains the first and second analog / digital converter circuits ( 19 , 20 ) and the ROM. 5. Impulsschweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (CPU; 22) eine Einzelchip-Zentraleinheit ist, die die dritte Analog/Digital-Umsetzerschaltung (35) enthält.5. Pulse welding device according to claim 1, characterized in that the central unit (CPU; 22 ) is a single-chip central unit which contains the third analog / digital converter circuit ( 35 ).
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