DE4435353C2 - Anordnung zur Fernsteuerung von Schweißgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine besondere Anwendung findet die Erfindung beim Elektroden und Schutzgasschweißen.

Zur Gewährleistung einer qualitativ hochwertigen Schweißnaht ist es erforderlich, die Schweißstromparameter den jeweiligen Bedingungen anzupassen. Ein Hauptparameter, der häufig verändert werden muß, ist die Schweißstromstärke, die von der Materialstärke sowie den Positionen der zu schweißenden Teile bestimmt wird. Weitere einzustellende Parameter sind die Polarität, Ein-Ausspannung, Frequenz usw. Häufig befindet sich der Arbeitsplatz mit dem zu schweißenden Material in einiger Entfernung vom Schweißgerät. Es sind daher schon verschiedene Fernregler entwickelt worden, die eine Veränderung eines oder mehrerer Parameter vom Arbeitsplatz aus ermöglichen.

In der DE 42 00 919 C1 ist vorgeschlagen worden, am Schweißgriff ein Potentiometer anzuordnen, das mit einem Mikroschalter verstellt werden kann. Über eine Stromleitung steht dieses mit dem Schweißgleichrichter in Verbindung und bewirkt über die entspre­ chende Regeleinrichtung eine Verstellung des Schweißstromes. Der Vorteil dieser Lö­ sung besteht in der Möglichkeit, den Schweißstrom während des Schweißvorgangs zu verstellen. Zu Realisierung dieser Vorrichtung ist aber ein zusätzliches Kabel erforder­ lich. Die hohen Stromstärken in Schweißkabeln erzeugen starke elektromagnetische Fel­ der, die den Steuerstrom ungewollt beeinflussen können. Für die rauhen Betriebsver­ hältnisse auf den Schweißstätten ist diese Lösung deshalb nur bedingt geeignet.

Zur kabellosen Fernsteuerung des Schweißstromes ist in der DE 41 21 740 A1 vorge­ schlagen worden, einen verstellbaren Widerstand zu verwenden, der mittels entsprechen­ der Schaltungen einen hochfrequenten Strom erzeugt, wenn er in den Schweißstromkreis gebracht wird. Der hochfrequente Strom fließt über das Schweißstromkabel, wird dort abgenommen und bewirkt über eine relevante Schaltung die Veränderung des Schweiß­ stromes um eine gewissen Betrag. Ergibt die nun folgende Schweißung, daß der Schweißstrom noch nicht optimal ist, kann der Vorgang entsprechend wiederholt wer­ den. Der verstellbare Widerstand ist eine handhabbare Einheit und es wird kein zusätzli­ ches Kabel erforderlich. Die Steuerung ist aber auf eine Voreinstellung des Schweiß­ stromes beschränkt.

Um eine negative Beeinflussung des Steuersignals durch in unmittelbarer Nachbarschaft arbeitende Schweißgeräte zu vermeiden, ist in der DE 32 08 958 A1 bereits vorgeschla­ gen worden, einen Lichtwellenleiter zu verwenden. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine Anordnung zur Fernsteuerung von Schweißgeräten bekannt, welche aus einem Sig­ nalgeber, einem Empfänger, einer dazwischen angeordneten und zum Arbeitsplatz füh­ renden Lichtwellenleitung und einem in der Schweißzange vorhandenen Taster, der den im Lichtleiter übertragenen Lichtstrahl manipuliert, besteht, wobei der Lichtwellenleiter im Schweißkabel und die Empfangereinheit, die die empfangenen Lichtsignale in Steuer- und Regelsignale umsetzt, im Schweißgerät angeordnet ist. Die Steuer- und Regelsignale werden zu einer Steuer- und Regelschaltung weitergeleitet. Am Schweißgriff ist eine optische Blende oder ein veränderbarer Reflektor angeordnet, mit dem das Licht abge­ blendet oder unterbrochen werden kann. Der optische Empfänger wandelt die Lichtver­ änderung in elektrische Steuersignale um, die eine stufenweise Veränderung des Schweißstromes bewirken. Diese Lösung hat sich in der Praxis nicht bewährt, da der Informationsgehalt der Steuersignale nur begrenzt beeinflußbar.

Aus der DD-Patentschrift 214 780 ist eine Anordnung zur Überwachung und Steuerung von Schweißanlagen bekannt, bei der als Lichtquelle der Schweißlichtbogen dient und das Licht über ein Lichtleiterkabel einer Empfängereinheit zugeführt wird, wobei die Empfängereinheit einen Optokoppler und eine Steuerschaltung enthält und in der Emp­ fängereinheit analoge und digitale Signale verarbeitet werden.

Die US 4 446 354 zeigt ein optoelektronisches Schweißregelsystem, bei dem ein Licht­ wellenleiter am Schweißstromkabel angeordnet sein kann.

In der US 4 581 518 ist eine Schweißgerät beschrieben, bei dem ein Lichtwellenleiter als Seele im Schweißstromkabel angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Fernsteuerung zu schaffen, die von elektri­ schen Störungen nicht beeinflußt wird, die eine größere Zahl von Steuerinformationen vom Schweißhandgriff und/oder Arbeitsplatz sicher übertragen kann und die aus einer unabhängigen, leichten Baueinheit besteht, die für viele Schweißgerätetypen, auch nach­ träglich, anwendbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Mittel. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist eine Ge­ bereinheit an der Schweißzange, ein mit dieser verbundener Lichtleiter am Schweißkabel und eine Empfangereinheit am Schweißgerät angeordnet. Mit dieser Lösung ist eine mehrfache und sichere Signalübermittlung auch während des Schweißens möglich. Die Ausbildung der Geber- und Empfängereinheit als Adapter ermöglicht eine einfache Montage, auch an älteren Schweißanlagen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Die Fig. 1 enthält das Blockschaltbild einer Fernsteuerung für eine Schweißanlage zum Stabelektrodenschweißen.

An der Schweißzange 1 ist eine Gebereinheit 2 befestigt, die mit einem Lichtwellenleiter 3 im Schweißkabel verbunden ist. In der Gebereinheit 2 ist ein Taster 4 über einen Ope­ rationsverstärker 5 mit einer Luminizenzdiode 6 verbunden, die von einer Spannungsquel­ le 11, vorzugsweise einer kleinen Batterie, gespeist wird. Als Lichtquelle kann auch der Schweißlichtbogen dienen. Am Schweißgerät 7 ist eine Empfängereinheit 8 mit dem Lichtwellenleiter 3 und der Fernregelbuchse verbunden. In dieser Empfängereinheit 8 ist ein lichtempfindlicher Elektronikbaustein 9 und eine Steuerschaltung 12 angeordnet. Die Empfängereinheit ist im Gehäuse 10 untergebracht, das am vorhandenen Fernregelan­ schluß angeschlossen werden kann.

Die elektrischen Impulse des Tasters 4 werden in der Gebereinheit 2 über die Lumim­ zenzdiode 6 in Lichtwellensignale umgewandelt, die von da zum lichtempfindlichen Elektronikbaustein 9 der Empfängereinheit 8 geleitet und dort wieder in elektrische Im­ pulse umgewandelt werden. Diese sind entsprechend dem Typ des Fernregelanschlusses in einer Schaltung weiter aufzubereiten und steuern den Schweißgleichrichter.

Claims (2)

1. Anordnung zur Fernsteuerung von Schweißgeräten (7), bestehend aus einem Licht­ wellenleiter (3) zum Arbeitsplatz, einem Signalgeber und einem Empfänger, gekenn­ zeichnet durch

• - eine Gebereinheit (2) an der Schweißzange (1), bestehend aus Taster (4), Spannungsquelle (11), Luminizenzdiode (6) und einem Operationsverstärker (5), bei der einerseits der Taster (4) und andererseits die Spannungsquelle (11) und die Diode (6) mit entsprechenden Anschlüssen des Operationsverstärkers (5) verbunden sind, wobei die Diode (6) anodenseitig mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (5) und katodenseitig mit dem Pluspol der Spannungs­ quelle (11) und dem Betriebsspannungseingang des Operationsverstärkers (5) verbunden ist,
• - eine Empfangereinheit (8) am Schweißgerät (7), bestehend aus einem licht­ empfindlichen Elektronikbaustein (9) und einer Steuerschaltung (12), bei der an die Steuerschaltung (12) einerseits der lichtempfindliche Elektronikbaustein (9) und andererseits das Schweißgerät (7) angeschlossen ist, wobei die Emp­ fängereinheit (8) als am Schweißgerät (7) befestigbare Baugruppe im Gehäuse (10) untergebracht ist, und
• - dem Lichtwellenleiter (3), der zwischen der Gebereinheit (2) und Empfänger­ einheit (8) angeordnet ist und gemeinsam mit der Luminizenzdiode (6) und dem lichtempfindlichen Elektronikbaustein (9) einem Optokoppler bildet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebereinheit (2) im Schweißgriff (1) als integrierte Baugruppe angeordnet ist.