DE4228589C2 - Verfahren zum Steueren einer MIG/MAG-Puls-Schweißmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer MiG/MAG-Puls-Schweißmaschine mit einer Maschinensteuerung, die mit vorgebbaren Betriebsparametern (z. B. zu verschweißendes Material, verwendetes Gas, Durchmesser des Schweißdrahtes und dgl.) wahlweise in einer ersten nicht gepulsten Betriebsart mit stufenlos einstellbarer Schweißenergie und in einer zweiten Betriebsart mit gesteuerter und gepulster Energiezufuhr arbeiten kann.

Aus der DE-Z: Industrie-Anzeiger 22/1991, S. 25, "Mikroprozessorgesteuerter und transistorisierter MIG/MAG- Schweißumformer, Impulsfrequenz stufenlos verstellbar" ist ein Schweißverfahren bekannt, bei dem Betriebsparameter- Kombinationen in einem Datenspeicher der Maschinensteuerung hinterlegt werden. Hier können sowohl bei der Impulsbe­ triebsart als auch bei der Dauerbetriebsart jeweils vor oder nach dem Schweißvorgang die Betriebsparameter einer Betriebsart eingestellt werden. Es können jedoch auch wäh­ rend des Schweißvorgangs Situationen auftreten, in denen eine, wie beim bekannten Schweißverfahren, voreingestellte Betriebsart nicht optimal ist und eine flexiblere Vorge­ hensweise wünschenswert ist.

Solche MiG/MAG-Puls-Schweißmaschinen sind seit Jahren am Markt und verfügen üblicherweise über einen Betriebsartenschalter, mit dem zwischen der Betriebsart "Pulsen" und der Betriebsart "Stufenlos" umgeschaltet werden kann. Es ist bekannt, daß die Betriebsart "Pulsen" nicht in allen Anwendungsbereichen vorteilhaft ist. Dies gilt einmal für den unteren Bereich der Schweißenergie, in dem mit einem Kurzlichtbogen gearbeitet wird, der von Natur aus spritzerarm ist. Dies gilt aber auch für den hohen Strombereich, bei dem es einen kurzschlußfreien und spritzerarmen Sprühlichtbogen ergibt. In diesen beiden Fällen ist vielfach die stufenlose, nicht gepulste Betriebsart der Schweißmaschine in ihren Ergebnissen der gepulsten Betriebsart überlegen. Aus diesem Grund verfügen derartige Maschinen über einen Betriebsartenschalter, mit dem der Schweißer die Betriebsart frei wählen und entsprechend manuell umschalten kann. Es ist damit aber nicht gewährleistet, daß der Schweißer die für den Schweißvorgang optimale Betriebsart gewählt hat.

Bei der Arbeit mit solchen Maschinen findet meist ein Handfernregler Verwendung, der in Reichweite des Schweißers die Steuerung der Schweißenergie ermöglicht. Beim Einstellen der Energie an diesem Handregler kann es sein, daß man für einen Schweißvorgang eine Einstellung wählt, die ebenfalls nicht optimal ist und mit einer anderen Betriebsart besser zu bewerkstelligen wäre. Ein Nachteil entsteht auch dann, wenn der Schalter zum Ändern der Betriebsart direkt an der Maschine angebracht ist, also außer Reichweite des Schweißens ist. Vor allem jedoch fehlt vor Ort die Information, in welchem Betriebszustand welche Betriebsart zu besseren Schweißergebnissen führt. Der Schweißer hat meist nicht die Zeit, die Schweißergebnisse einer bestimmten Schweißmaschine mit ihrem gerätespezifischen Schweißverhalten in allen Einzelheiten auszutesten. Diese Information besitzt in der Regel jedoch der Gerätehersteller, da er ja zur Erstellung der Betriebsparameter sämtliche Betriebspunkte austesten muß.

Der weitere Nachteil der bisherigen Lösung liegt also darin, daß der Schweißer selber durch Versuche erst herausfinden muß, für welche Betriebspunkte die nicht gepulste Betriebsart der gepulsten Betriebsart und umgekehrt überlegen ist.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Lösung kommt dadurch zustande, daß am Ende einer Schweißnaht die Schweißenergie nicht schlagartig, sondern langsam abgesenkt werden sollte, um eine optimale Kraterfüllung zu erreichen. Wenn nun ein Schweißer im Sprühlichtbogenbereich mit hoher, nicht gepulster Schweißenergie arbeitet, dann kommt er beim Krater-Stromabsenken schließlich immer durch einen Strombereich mit Mischlichtbogen, in welchem er normalerweise Spritzer erhält. In diesem Strom-Bereich würde er normalerweise mit der gepulsten Betriebsart arbeiten. Er kann dies aber nicht tun, da es sich hier um einen transienten Vorgang handelt, der nur für Sekundenbruchteile andauert. Nichtsdestoweniger wird durch die entstehenden Spritzer eine Nachbearbeitung der Schweißstelle nötig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Schweißqualität bei sich ändernden Bedingungen wäh­ rend des Schweißvorgangs optimiert werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in einem Datenspeicher der Maschinensteuerung für eine Vielzahl von Betriebsparameter-Kombinationen Betriebsart-Informationen abgespeichert werden, die für die jeweilige anstehende Betriebsparameter-Kombination die erste oder die zweite Betriebsart als optimale Betriebsart vorgeben, und daß in Abhängigkeit der vom Datenspeicher abgeleiteten Beriebsatt-Information in der Maschinensteuerung automatisch während des Schweißvorganges bei sich ändernden Bedingun­ gen, zwischen der ersten und zweiten Betriebsart umgeschaltet wird.

Der Hersteller der Schweißmaschine leistet dabei die Vorarbeit, in dem er in dem Datenspeicher für eine Vielzahl von Betriebsparameter-Kombinationen die optimale Betriebsart durch entsprechende Betriebsart-Informationen vorgibt und dieses nach Test-Schweißungen mit der Schweißmaschine. Mit diesen Betriebsart-Informationen kann die Schweißmaschine den anstehenden und beim Schweißvorgang auftretenden Betriebsparameter-Kombinationen folgend schnell und automatisch auf die dafür optimale Betriebsart - nicht gepulst oder gepulst - umgeschaltet werden. Damit wird der Schweißer von der Auswahl der geeigneten Betriebsart entlastet und es ist während des gesamten Schweißvorganges das optimale Schweißergebnis erreicht.

Um die automatische Umschaltung auch bei sich ändernden Betriebsparametern zu optimieren können die Betriebsparameter-Kombinationen aus einstellbaren Vorgabewerten (Material, Gas, Durchmesser des Schweißdrahtes) und vorherrschenden Meßwerten (Schweißstrom, Schweißspannung) gebildet werden.

Hat die Schweißmaschine einen manuell einstellbaren Betriebsartenschalter, dann kann nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, daß eine optimale oder eine nicht optimale Einstellung des Betriebsartmittels mittels eines optischen Signals (z. B. Lampe) angezeigt wird.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß bei Maschinen mit vom Schweißer vorgebbaren Betriebsparameter-Kombinationen die Betriebsart-Informationen frei programmierbar sind. Der Schweißer kann dann für bestimmte von ihm zu wählende Betriebsparameter-Kombinationen die von ihm für optimal gefundene Betriebsart als entsprechende Betriebsart-Information eingeben.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Eine MIG/MAG-Puls-Schweißmaschine verfügt zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung über einen Kontroll-Eingang 8, dem Betriebsart-Informationen 4 eines Datenspeichers 2 zugeleitet werden. Dem Kontroll-Eingang 8 Ist ein Betriebsartenschalter 9 vorgeschaltet, der drei Schaltstellungen aufweist. In einer ersten, manuell einstellbaren Schaltstellung wird dem Kontroll-Eingang 8 ein Signal zugeführt, das die konventionelle Steuerung 5 auf die nicht gepulste Betriebsart umschaltet. In einer zweiten, manuell einstellbaren Schaltstellung wird dem Kontroll-Eingang 8 ein anderes Signal zugeführt, das die konventionelle Steuerung 5 auf die gepulste Betriebsart umschaltet. Schließlich ist der Betriebsartenschalter 9 auf eine mit "Betriebsartautomatik" gekennzeichnete Schaltstellung einstellbar, Ober die die Betriebsart-Informationen 4 des Datenspeichers 2 dem Kontroll-Eingang 8 zuführbar sind. Der Datenspeicher 2 gibt als Betriebsart-Informationen 4 die Signale ab, die mit den in der ersten und zweiten Schaltstellung des Betriebsartenschalters 9 anstehenden Signalen übereinstimmen.

Die Betriebsparameter für den Schweißvorgang werden durch Stufenschalter 6 vorgegeben, wobei für das verwendete Material, den Durchmesser des Schweißdrahtes und das verwendete Gas die entsprechenden Einstellungen an den zugeordneten Stufenschaltern 6 vorzunehmen ist. Mit einem Energie-Vorwahlregler 7 wird die Schweißenergie, z. B. als Schweißstrom oder Schweißspannung, vorgegeben.

Diese Vorgaben mittels der Stufenschalter 6 und des Energie-Vorwahlschalters 7 bilden eine Betriebsparameter-Kombination 3.

In dem Datenspeicher 2 sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebsparameter-Kombinationen 3 als Adressen gespeichert, wobei jeder Betriebsparameter-Kombination 3 die Betriebsart-Information 4 zugeordnet ist, die den optimalen Schweißvorgang sicherstellt, d. h. entweder die Betriebsart-Information für die nicht gepulste Betriebsart oder die gepulste Betriebsart. Mit der Betriebsart-Information 4 wird die konventionelle Steuerung 5 entsprechend umgeschaltet.

Der Datenspeicher 2 wird vom Hersteller des Schweißgerätes mit den erprobten und getesteten Betriebsparameter-Kombinationen 3 und ihren zugeordneten Betriebsart-Informationen 4 abgespeichert.

Die Maschinensteuerung 1 des Schweißgerätes ist mit dem Datenspeicher 2 erweitert, der über den Betriebsartenschalter 9 mit der konventionellen Steuerung 5 einer MIG/MAG-Puls-Schweißmaschine gekoppelt ist. Diese konventionelle Steuerung 5 ist ja bereits für die Umschaltung der Betriebsart ausgerüstet, da sie für die manuelle Auswahl der Betriebsart - nicht gepulst oder gepulst - ausgelegt ist.

Der Schweißer kann auch Betriebsparameter-Kombinationen 3 vorgeben und dazu die Betriebsart-Information frei programmieren.

Die Betriebsparameter-Kombination 3 kann dann mit ihrer Betriebsart-Information 4 in dem Datenspeicher 2 abgespeichert werden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Steuern einer MIG/MAG-Puls-Schweißmaschine mit einer Maschinensteuerung, die mit vorgebbaren Betrieb­ sparametern wahlweise in einer ersten nicht gepulsten Be­ triebsart mit stufenlos einstellbarer Schweißenergie und in einer zweiten Betriebsart mit gesteuerter und gepulster Energiezufuhr arbeiten kann, bei dem in einem Datenspeicher der Maschinensteuerung eine Vielzahl von Betriebsparame­ ter-Kombinationen zum automatischen Regeln des Schweißvor­ gangs abgespeichert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Vielzahl der Betriebsparameter-Kombinationen Betriebsart-Informationen abgespeichert werden, die für die jeweilige anstehende Betriebsparameter-Kombination (3) die erste oder die zweite Betriebsart als optimale Betriebsart vorgeben, und
daß in Abhängigkeit der vom Datenspeicher (2) abgeleiteten Betriebsart-Information (4) in der Maschinensteuerung (1) automatisch, während des Schweißvorganges bei sich ändern­ den Bedingungen, zwischen der ersten und zweiten Betriebs­ art umgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinen mit einem Betriebsartenschalter zum Aus­ wählen der Betriebsart eine optimale oder eine nicht opti­ male Einstellung der Betriebsartmittel mittels eines opti­ schen Signals angezeigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinen mit vom Schweißer vorgebbaren Betriebspa­ rameter-Kombinationen die Betriebsart-Informationen frei programmierbar sind.