DE4125444A1

DE4125444A1 - Automatic welding positioning device - with analog=digital transformer connected to sensor measuring direct current from sensor

Info

Publication number: DE4125444A1
Application number: DE19914125444
Authority: DE
Inventors: Heiner Kastl
Original assignee: Kastl Electronic & Co KG GmbH
Current assignee: Kastl Electronic & Co KG GmbH
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-04

Abstract

Electronic positioning switch for control device, esp. an automatic welding device, in which an analog-/digital transformer (5) is connected to the sensor and measures direct current, with frequency of above 100 Hz which emanate from the sensor. A digital-/analog transformer (5) is connected before the control/evaluation appts. (6,7,8) and gives out a signal which controls the welding device. ADVANTAGE - The device is unaffected by high field strengths. Several signals can be fed on a single control lead indicating various sensor defects.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Annäherungsschalter von Schweißautomaten.The present invention relates to a circuit arrangement for proximity switches of welding machines.

Schweißautomaten werden über Sensoren aufweisende Annähe rungsschalter gesteuert, d. h. zu dem Punkt gefahren, an denen sie schweißen sollen. Ein derartiger Annäherungs schalter mit einer oszillierenden Fühlerschaltung und mit optimiertem Betriebsverhalten, wie insbesondere geringem Leerlaufstrom, hohem Laststrom und geringem baulichem Auf wand, ist z. B. in der DE-OS 3 11 659 beschrieben.Automatic welding machines are approached by sensors control switch controlled, d. H. drove to the point whom they should weld. Such an approximation switch with an oscillating sensor circuit and with optimized operating behavior, such as particularly low No-load current, high load current and low structural opening wall, is z. B. described in DE-OS 3 11 659.

Nachteilig bei derartigen Annäherungsschaltern ist die Empfindlichkeit der Signalverarbeitung gegen die durch die Thyristorumformer der Schweißautomaten erzeugten hohen Feld stärken, die in der Zuleitung zum Steuergerät einen Fehler strom erzeugen und zu Veränderungen im Spulen- und Ferritsy stem führen können, was sich in eine Fehlinterpretation der Schweißautomatenposition auswirken kann. Weiterhin ist bei Vorhandensein mehrerer Sensoren eine Fehlersuche aufwendig, wenn einer der Sensoren ausfällt, da keine Möglichkeit einer Zuordnung von Daten einer Fehlererkennung gegeben ist, so daß die Sensoren nacheinander überprüft werden müssen.The disadvantage of such proximity switches is that Sensitivity of the signal processing against that by the Thyristor converter of the welding machines generated high field strengthen the fault in the supply line to the control unit generate electricity and lead to changes in the coil and ferrite system can result in a misinterpretation of the Welding machine position can affect. Furthermore, at The presence of several sensors is time-consuming to troubleshoot, if one of the sensors fails because there is no possibility of one Assignment of data to an error detection is given that the sensors must be checked one after the other.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die gegen hohe Feldstärken unempfindlich ist und mit der Positionie rungsfehler sicher vermieden werden können, bei der mehrere Signale multiplex auf eine einzige Steuerleitung gegeben werden können, und bei der eine direkte Zuordnung von Sen sordefekten möglich ist.The present invention therefore has the task asked to create a circuit arrangement against high field strengths is insensitive and with the positionie errors can be avoided with several Multiplexed signals on a single control line can be, and in which a direct assignment of Sen defects is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem störsicheren, gegen starke induktive Einstreuung unempfindlichen elektro nischen Annäherungsschalter für Steuergeräte, insbesondere von Schweißautomaten, insbesondere mit einem keramikabge deckten Sensorsystem mit Oszillator, bei welchem erfindungs gemäß an den Sensor ein Analog-/Digitalwandler angeschlossen ist, der den vom Sensor abgegebenen Gleichstrom mit einer Frequenz von über 100 Hz taktet und wobei vor das Steuer- und/oder Auswertgerät ein Digital-/Analogwandler geschaltet ist, dessen Ausgangssignal die Automatenbewegung steuert.This problem is solved with an interference-free, Electrosensitive to strong inductive interference African proximity switch for control units, in particular of welding machines, in particular with a ceramic abge covered sensor system with oscillator, in which fiction an analog / digital converter is connected to the sensor which is the direct current emitted by the sensor with a Frequency of over 100 Hz and where before the control and / or a digital / analog converter whose output signal controls the machine movement.

Die Schaltung ist gegen hohe magnetische Feldstärken durch einen speziellen Oszillator weitgehend unempfindlich. Das ankommende Signal wird in einem Digital-/Analogwandler, der nunmehr lediglich Impulse zählt, in eine Frequenz gewandelt, die unabhängig ist vom Wert der zugeführten Stromstärke.The circuit is against high magnetic field strengths a special oscillator largely insensitive. The incoming signal is in a digital / analog converter, the now only counts impulses, converted into a frequency, which is independent of the value of the supplied current.

Die durch normale Schalenkerne gegebene hohe Empfindlichkeit des Oszillators gegen Fremdfelder wird erfindungsgemäß zusätzlich durch Verringerung des magnetisierbaren Eisenan teiles auf unter 10% des Standards soweit verringert, daß induktive Einstreuungen weitgehend unberücksichtigt bleiben.The high sensitivity given by normal cup cores of the oscillator against external fields is inventively additionally by reducing the magnetisable iron partially reduced to less than 10% of the standard to such an extent that Inductive interference is largely ignored.

Dabei hat sich herausgestellt, daß im Analog-/Digitalwandler der vom Sensor erzeugte Gleichstrom mit einer Frequenz von über 100 Hz zu takten ist, da hier der impulsbezogene Störabstand sprunghaft ansteigt.It has been found that in the analog / digital converter the direct current generated by the sensor with a frequency of over 100 Hz is to be clocked, since here the pulse-related S / N ratio increases suddenly.

Gleichzeitig mit der Erhöhung der Betriebssicherheit ergibt sich als weiterer Vorteil eine Reduzierung des Interfaceauf wandes bei Verwendung einer Mehrzahl von Sensoren. Simultaneously with the increase in operational safety results Another advantage is a reduction in the interface wandes when using a plurality of sensors.

Die größte Sicherheit und der größte Störabstand ergeben sich bei durch die Analog-/Digitalwandler aufgeprägten Frequenzen von über 5, vorzugsweise von 6 kHz, bei höheren Werten wird die Störunempfindlichkeit nicht mehr wesentlich gesteigert.The greatest security and the greatest signal-to-noise ratio result at frequencies impressed by the analog / digital converter of over 5, preferably 6 kHz, at higher values the immunity to interference is no longer significantly increased.

Die Zuordnung von individuellen Analog-/Digitalwandlern zu je einzelnen Sensoren bringt dabei den wesentlichen Vorteil mit sich, daß durch Zuordnung differenter Frequenzen eine sehr leichte Fehlererkennung bei Ausfall eines Sensors mög lich wird, da aus dem aufgenommenen Frequenzenband ohne wei teres abgelesen werden kann, welche davon fehlt. Die Senso ren selbst sind zwar bei Verwendung keramischer Oberflächen unempfindlich gegen Schweißspritzer, jedoch nicht gegen mechanische Belastungen.The assignment of individual analog / digital converters to each individual sensor has the main advantage with the fact that by assigning different frequencies a very easy error detection possible if a sensor fails Lich, since from the recorded frequency band without white teres can be read which one is missing. The Senso Ren are themselves when using ceramic surfaces insensitive to welding spatter, but not to mechanical loads.

Die von den Sensoren bzw. deren Analog-/Digitalwandlern modulierten Signale können ohne weiteres multiplex auf eine einzige Leitung gegeben und aus dieser verarbeitet werden.The from the sensors or their analog / digital converters modulated signals can easily be multiplexed onto a given and processed from only one line.

Weiterhin bleibt dabei die Möglichkeit einer Drahtbruchkon trolle erhalten, wobei - wie an sich bekannt - auf die Zuleitung zum Digital-/Analogwandler ein konstanter Gleich strom gegeben und über den Digital-/Analogwandler ausgewer tet werden kann, dessen Absinken auf Null einen Alarm aus löst.The possibility of a wire break con remains receive trolls, whereby - as known per se - on the Supply to the digital / analog converter a constant equal given current and evaluated via the digital / analog converter can be triggered, its drop to zero triggers an alarm solves.

Wesentlich ist erfindungsgemäß schließlich, daß Sensor und Analog-/Digitalwandler in einem gemeinsamen Gehäuse unterge bracht werden, damit die an sich recht kleinen Signalpegel des Oszillators bei Verwendung handelsüblicher Wandler und Sensoren größere kritische Einströmungen ertragen können. Finally, it is essential according to the invention that sensor and Analog / digital converter housed in a common housing be brought so that the signal level, which is actually quite small the oscillator when using commercially available converters and Sensors can withstand major critical inflows.

Im übrigen ist mit der erfindungsgemäße Technik auch eine sogenannte Nullpunktunterdrückung möglich, bei der die Signalpegel verschoben werden und das ankommende Signal diese erst negativ oder positiv verarbeiten muß.Otherwise, the technology according to the invention is also a so-called zero suppression possible, in which the Signal levels are shifted and the incoming signal must first process them negatively or positively.

Anhand der beiligenden Figur wird die vorliegende Erfindung beispielhaft näher erläutert.Based on the accompanying figure, the present invention exemplified.

In einem abschirmenden Gehäuse 1 befindet sich ein das oszillierende Signal aus einem vorzugsweise keramikabgedeck ten Sensor gleichrichtender Verstärker 2 sowie ein Analog-/Digitalwandler 3, der den Gleichstrom hier beispielsweise mit 6 kHz taktet. Das getaktete Signal wird über eine Lei tung 4 einem Digital-/Analogwandler 5 zugeführt und als Steuerimpuls an ein Steuergerät eines Schweißautomaten abge geben. Dargestellt sind drei Steuerimpulse 6, 7, 8, die über den Digital-/Analogwandler in Abhängigkeit von der vorge wählten unterschiedlichen Frequenz multiplex aus drei Senso ren bzw. deren Analog-/Digitalwandler erhalten wurden, wobei auch drei Sensor-Gleichrichter-Analog-/Digitalwandler-Einheiten 1 die unterschiedlich frequenten Signale erzeugt haben.A shielding housing 1 contains an amplifier 2 which rectifies the oscillating signal from a preferably ceramic-covered sensor and an analog / digital converter 3 which clocks the direct current here, for example, at 6 kHz. The clocked signal is fed via a line 4 to a digital / analog converter 5 and is given as a control pulse to a control unit of an automatic welding machine. Shown are three control pulses 6 , 7 , 8 , which were obtained via the digital / analog converter as a function of the preselected different frequency multiplex from three sensors or their analog / digital converter, with three sensor-rectifier-analog / Digital converter units 1 which have generated signals of different frequencies.

Bei einem Schweißwechselstrom mit einer üblicherweise ver wendeten Frequenz von 50 Hz bedeutet dessen Anteil am ankom menden Signal der Größenordnung 6 kHz einen Frequenzanteil von lediglich unter 1%, insgesamt jedoch eine im 10³-fach erhöhte Sicherheit gegen Störimpulse.With an alternating welding current with a commonly used frequency of 50 Hz, its share in the incoming signal of the order of 6 kHz means a frequency share of only less than 1%, but overall a 10 ³ -fold increase in security against interference pulses.

Zur Kontrolle von Leitungsbrüchen kann der Leitung 4 zusätz lich ein Gleichstrom aufgegeben werden und ebenfalls über den Digital-/Analogwandler 5 ausgewertet werden, wie bei 9 angedeutet.To control line breaks, the line 4 can additionally be given a direct current and also evaluated via the digital / analog converter 5 , as indicated at 9 .

BezugzeichenlisteReference list

1 Gehäuse
2 Verstärker
3 Analog-/Digitalwandler
4 Leitung
5 Digital-/Analogwandler
6, 7, 8 Steuerimpulse 1 housing
2 amplifiers
3 analog / digital converters
4 line
5 digital / analog converters
6, 7, 8 control pulses

Claims

1. Interference-free, against strong inductive interference unem sensitive electronic proximity switch for control devices, in particular of welding machines, in particular with a ceramic-covered sensor system with oscillator, characterized in that an analog / digital converter is connected to the sensor, which carries the direct current emitted by the sensor with clocks at a frequency of over 100 Hz and that a digital / analog converter is connected in front of the control and / or evaluation device, the output signal of which controls the machine movement.

2. Electronic proximity switch according to claim 1, characterized in that the analog / digital converter a frequency greater than or equal to 5 kHz, preferably of 6 kHz.

3. Electronic proximity switch according to claim 1 or 2, characterized in that more are present rer sensors each sensor has its own analog / digital converter is assigned, the different Fre generate sequences.

4. Electronic proximity switch according to claim 1 or 2, characterized in that more are present rer sensors each sensor has its own analog / digital converter is assigned the same frequencies produce.

5. Electronic proximity switch according to claim 3 or 4, characterized in that the signals from the Analog / digital converters via a common line mul tiplex can be transferred to the digital / analog converter.

6. Electronic proximity switch after at least one of claims 1 to 4, characterized in that that a DC current to the wire break control Supply to the digital / analog converter is given.

7. Electronic proximity switch after at least one of claims 1 to 5, characterized in that that the analog / digital converter and the sensor in one common housing are housed.

8. Electronic proximity switch after at least one of claims 1 to 7, characterized in that that the oscillator has a core with less than 10% iron has part.