DE60126390T2

DE60126390T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen des Lichtbogenschweissens

Info

Publication number: DE60126390T2
Application number: DE60126390T
Authority: DE
Inventors: Christopher Mentor Hsu
Original assignee: Lincoln Global Inc
Current assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: EP1206992B9; BR0105358A; EP1206992A3; EP1206992A2; CN1354062B; AU8152401A; CN1354062A; CA2359424A1; ATE353037T1; US6441342B1; EP1206992B1; JP2002153972A; AU773586B2; CA2359424C; DE60126390D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Lichtbogenschweißung und insbesondere auf eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen der Parameter und/oder inneren Steuersignale eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts während eines Schweißzyklus (siehe Anspruch 1) zum Zwecke der Bestimmung qualitätsbezogener Charakteristika jedes Schweißzyklus. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf das Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts während eines Schweißzyklus entsprechend der Präambel von Anspruch 1 (siehe beispielsweise WO-A-98/45708), um Informationen bezüglich der tatsächlichen Performance des Schweißgeräts während des Schweißzyklus zu liefern.
Für viele Jahre sind die Schweißfirmen und Schweißingenieure daran interessiert gewesen, die elektrische Charakteristik der Betriebsparameter zu erfassen, die durch elektrische Lichtbogenschweißgeräte während verschiedenartiger Schweißprozesse eingehalten werden. Ziegenfuss US-A-3 950 759 ist ein Beispiel vieler Überwachungsvorrichtungen für elektrische Lichtbogenschweißgeräte. Über die Jahre sind verschiedenartige Zeit-Überwachungsgeräte für elektrische Lichtbogenschweißgeräte eingesetzt worden, um die Zeit zu bestimmen, während welcher eine Schweißung tatsächlich erfolgt. Zu diesem Zweck ist es die übliche Praxis, einen Timer oder ein Programm vorzusehen, um die Schweißzeit im Vergleich zur Leerlaufzeit des Schweißgeräts zu messen. Shostek US-A-3 359 561 ist repräsentativ für mehrere Patente zur Messung der Zeit, während derer ein elektrisches Lichtbogenschweißgerät während einer eingestellten Zeitperiode wie z.B. einer Schicht in einer Fabrik zu messen. Dementsprechend ist es allgemein bekannt, dass während des Lichtbogen-Schweißzyklus ein Timer, ein Zählgerät oder eine ähnliche Zeitansammelvorrichtung die relative Zeitdauer zwischen Schweißen und Nichtschweißen erfassen kann.
Seit dem Erscheinen von Computern, Mikroprozessoren und anderer digitaler Datenverarbeitungsvorrichtungen sind derartige Vorrichtungen entweder extern oder im Inneren des elektrischen Lichtbogenschweißgeräts zum Zwecke der Messung und Dokumentation des Betriebs eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts eingesetzt worden. Wiederum zeigen mehrere Veröffentlichungen den Stand der Technik der Computer-Überwachung eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts. Um die Notwendigkeit einer detaillierten Erläuterung des mit Computer-Überwachungsvorrichtungen verbundenen Hintergrundes zu vermeiden, sei auf Bloch US-A-5 708 253 verwiesen. Entsprechend der auf dem Gebiet der elektrischen Lichtbogenschweißgeräte verwendeten Steuertechnologie ist es auch allgemeine Praxis, einen zentralen Mikroprozessor einzusetzen, um den die Leistungsversorgung bildenden Inverter und andere Hilfseinrichtungen in einer elektrischen Lichtbogenschweißeinrichtung zu steuern, wie in Bloch 5 708 253 dargestellt. Bei der Erläuterung des Softwareverfahrens, welches bei der Steuerung von elektrischen Lichtbogenschweißgeräten eingesetzt wird, ist es allgemeine Praxis, die Realisierung des Programms als eine Reihe von Schritten darzustellen, die durch den Computer-Mikroprozessor oder ähnliche digitale Handhabungseinrichtungen ausgeführt werden. Ein repräsentatives Beispiel solcher Standard-Technologien ist in Bloch 5 708 253 dargestellt.
Alle diese Hintergrundpatente sind ihrer Natur nach beispielhaft und erklären nur den Stand der Technik bei der Überwachung von elektrischen Lichtbogenschweißgeräten unter Einsatz der Computertechnologie bei der Steuerung eines Lichtbogenschweißgerätes mittels Computersoftware.
Eine jüngere Erläuterung eines Computers einer zentralen Steuereinheit zur Steuerung eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts ist in Vaidya US-A-6 051 805 wiedergegeben. Dieses Patent offenbart ein System zur Überwachung verschiedener Parameter in einem elektrischen Lichtbogenschweißgerät, wie Strom, Geschwindigkeit der Drahtzufuhr und Gasströmung, während ein Computer zur Verarbeitung der gemessenen Charakteristika der Parameter eingesetzt wird, um Informationen über den Betrieb eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung wird an einem elektrischen Lichtbogenschweißgerät „Powerwave" verwirklicht, welches durch die The Lincoln Electric Company in Cleveland, Ohio hergestellt und verkauft wird. Ein Patent, welches die Eigenschaften die ses elektrischen Lichtbogenschweißgeräts offenbart, ist Blankenship US-A-5 278 390, welches ein repräsentatives elektrisches Lichtbogenschweißgerät der bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung eingesetzten Art zeigt. Ein derartiges Schweißgerät wie in den 11 und 13 dargestellt, umfasst einen Wellenform- oder Wellengestaltgenerator, der eine Reihe sich schnell wiederholenden Wellenformen erzeugt, die einen Wellenzyklus mit einer Zykluszeit bildet. Ein derartiger Wellenformgenerator wird für verschiedenartige Schweißprozesse wie die Impulsschweißung eingesetzt. Das Konzept wird auch für den Kurzschlussschweißprozess mit Oberflächenspannungs-Transfer eingesetzt, wie er in Stava US-A-6 051 810 offenbart ist. Das Stava Patent zeigt den Einsatz eines Wellenformgenerators zur Erzeugung individueller Wellenformen, die von einem elektrischen Lichtbogenschweißgerät abgegeben werden, um einen Schweißzyklus während einer Schweißzeit zu erzeugen, womit die Gesamtzeit gemeint ist, während der das Schweißgerät für einen einzelnen Schweißprozess in Betrieb ist.
Diese zahlreichen Patente illustrieren den Stand der Technik, auf den die vorliegende Erfindung gerichtet ist und der den Herstellern von elektrischen Lichtbogenschweißgeräten ebenso wie den Schweißingenieuren, die die Schweißprozesse durch Lichtbogen-Schweißgeräte verwirklichen, wohlbekannt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Hersteller von elektrischen Lichtbogenschweißgeräten haben versucht, den Betrieb des Schweißgeräts zu überwachen, um die Qualität der Schweißung und die Effizienz des Schweißgeräts während der Arbeit in einem Herstellungsbetrieb zu überwachen. Einer der letzten Versuche der Überwachung eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts ist in Vaidya US-A-6 051 805 erläutert, worin ein Computer oder eine andere programmierte Einrichtung eingesetzt werden, um den mittleren Strom und die Effizienz des Schweißvorgangs zu überwachen, die durch die Schweißzeit im Verhältnis gegenüber der Gesamtzeit der Arbeitsschicht ausgedrückt wird. Entsprechend der Standardtechnologie umfasst dieses offenbarte Überwachungssystem einen ersten Steuerkreis, der in Gestalt einer zentralen Verarbeitungseinheit mit Standardzubehör wie RAM, EPROM und CIA vorliegt. Mit dem ersten Steuerkreis ist ein zweiter Steuerkreis verbunden, um während des Überwachungsvorgangs Informationen einzugeben und auszugeben. Die Überwachungseinrichtung sammelt Informationen über einen Zeitraum, der sich gemäß der Offenbarung über einige Stunden bis zu 999 Stunden erstreckt. Die Überwachungsvorrichtung bestimmt die Effizienz der Schweißung und überwacht die Zeit, um den mittleren Strom und die angesammelte Lichtbogenschweißzeit für die Gesamteffizienz zu bestimmen. Entsprechend diesem Patent besteht die Möglichkeit, den Strom und die Zuführgeschwindigkeit des Drahtes wie auch den Gasstrom während des Schweißvorgangs zu überwachen. Die gesamte Information wird in geeigneten Speichereinrichtungen zum Zwecke der Ausgabe gespeichert, um die Betriebseigenschaften des Schweißgeräts während des Schweißvorgangs ablesen zu können. Auf diese Weise kann die Produktivität des Schweißgeräts gemessen werden, um die Kosteneffizienz und andere Parameter zu messen. Die Überwachung eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts wie in diesem Patent vorgeschlagen, ist von anderen Herstellern versucht worden, um den mittleren Strom während eines Schweißprozesses zu messen. Es ist jedoch die Messung des mittleren Stroms, die Zuführgeschwindigkeit des Drahtes oder andere Parameter während eines Schweißprozesses und die Verwendung dieser Daten zur Erfassung der Performance der Schweißoperation nicht zufriedenstellend verlaufen. Die Überwachungsvorrichtungen hatten in der Vergangenheit keine Vorabkenntnis der zu überwachenden Parameter. Sie haben nur die Fähigkeit der Überwachung desjenigen, was geschieht, im Gegensatz zum Vergleich dessen, was geschieht, zu einer a priori vorhandenen Kenntnis. Infolgedessen ist die Überwachung von Parametern der augenblicklichen Werte des Stroms der Spannung und sogar der Zuführgeschwindigkeit des Drahtes in der Vergangenheit sogar mit der fortgeschrittenen Technologie, wie sie in Vaidya US-A-6 051 805 dargestellt ist, im Ergebnis chaotisch verlaufen und unfähig, die tatsächliche Stabilität des elektrischen Lichtbogens zu bestimmen oder festzustellen, ob der Schweißvorgang oberhalb oder unterhalb gewünschter Werte der Parameter verläuft. Diese Information muss jedoch bekannt sein, um einen Schweißzyklus verwerfen zu können und/oder die Qualität einer erfolgten Schweißung während des Schweißzyklus mit der gewünschten Genauigkeit bestimmen zu können. Zusammengefasst ist der Überwachungsbetrieb eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts beim Einsatz für verschiedenartige Schweißprozesse nicht zufriedenstellend gewesen, da keine Vorabkenntnis bestand, die zum Zweck der Einschätzung eines Schweißprozesses während seiner Verwirklichung eingesetzt werden kann. Die Hochleistungs-Programmiermöglichkeiten, die jetzt zugänglich sind, überwinden nicht die Unfähigkeit eines Systems zu Erzeugung von einer in Echtzeit und genau erfolgenden Ablesung der Performance des Schweißgeräts.
DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und auf ein Verfahren zur Überwachung eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts gemäß Anspruch 32 gerichtet, wenn das Schweißgerät ein ausgewähltes Lichtbogenschweißverfahren vollführt, welches bisher nichtzugängliche Informationen über den Betrieb des Schweißgeräts erzeugt. So kann eine Standardhochleistungsfähige Computertechnologie auf gleichermaßen präzise und intelligente Daten angesetzt werden, die von der Überwachungseinrichtung erzeugt werden. Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung und das Überwachungssystem verwenden während des Schweißzyklus bekannte Informationen. Die Information ist feststehend und ändert sich nicht. Die Überwachungsvorrichtung konzentriert sich auf spezifische Aspekte des Schweißprozesses, um Vorabkenntnis einzusetzen, die mit der tatsächlichen Performance verglichen wird. Es werden also die Stabilität und akzeptable Größen oder Niveaus eines ausgewählten Parameters während eines spezifischen Aspekts des Schweißprozesses bestimmt. Der Schweißprozess wird vor der Überwachung in feste Zeitsegmente mit bekannten gewünschten Parametern unterteilt. Diese Daten können dann durch jede bekannte Computertechnik verarbeitet werden, um Aspekte des Schweißzyklus zu bewerten.
Entsprechend der Erfindung ist das Schweißverfahren als eine Reihe von sich schnell wiederholenden Wellenformen ausgebildet, die zusammen einen Schweißzyklus mit einer Zykluszeit bilden. Jede Wellenform wird durch einen bekannten Wellenformgenerator geschaffen, der zur Steuerung des Betriebs des elektrischen Lichtbogenschweißgeräts dient. Diese Wellenformen sind in Zeitzustände unterteilt, wie, in einem Impulsschweißprozess, einen Zustand des Hintergrundstroms, einen Anstiegsstrom, einen Spitzenstrom, einen abfallenden Strom und dann zurück zum Hintergrundstrom. Durch Unterteilung der bekannten antreibenden Wellenform in Zeitzustände, die als Zeitsegmente der erzeugten Bogencharakteristiken definiert sind, kann jeder ausgewählte Zustand durch Einsatz der Erfindung überwacht werden. Tatsächlich kann jeder der Zustände multiplex betrieben werden. Beispielsweise kann bei einem Impulsschweißverfahren der auf den Spitzenstrom bezogene Zustand überwacht werden. Entsprechend der Erfindung wird der Zustand des Schweißprozesses überwacht, indem eine Ablesung mit einer hohen Rate vorzugsweise oberhalb 1,0 kHz erfolgt. Die Erfindung wird jedoch bei Ableseraten von nur 100 Hz praktiziert. Jeder der tatsächlichen Schweißparameter wie Strom, Spannung oder sogar Geschwindigkeit der Drahtzuführung wird während jedem Spitzenstromzustand der Wellenform, die in dem Impulsschweißprozess verwendet wird, mehrfach detektiert. Hierbei wird der Anstieg, der Abstieg und sogar der Hintergrundstrom während des Überwachungsprozesses des individuellen Zustandes außer Acht gelassen. Indessen wird der Spitzenstrom mit einem bekannten Spitzenstrom verglichen. Eine Funktion des Spitzenstroms kann verwendet werden, um Abweichungen in dem tatsächlichen Spitzenstrom festzustellen, der von dem elektrischen Lichtbogenschweißgerät ausgesandt wird. Bei der Erfindung werden ein Minimum und ein Maximum auf der niedrigeren und höheren Seite des Spitzenstroms eingesetzt, um das Niveau des Spitzenstroms während jedes Spitzenstromzustandes der Impulsschweißungswellenform viele Male zu bestimmen. Wenn der Strom das Maximum überschreitet oder das Minimum unterschreitet, wird dieser Vorfall während jeder Wellenform gezählt. Die Gesamtheit der Abweichungen oder Ereignisse während eines Schweißzyklus werden gezählt. Wenn diese Zählung oberhalb einer voreingestellten Anzahl pro Wellenform oder während des Schweißzyklus liegt, kann ein Alarmsignal abgegeben werden, dass dieser besondere Schweißzyklus unerwünschte Schweißbedingungen erfahren hat. Tatsächlich wird, wenn die Zählung ein Maximum überschreitet, der Schweißzyklus verworfen. Diese gleiche Fähigkeit wird mit einem statistischen Standardabweichungsprogramm verwendet, um den Spitzenstrom während jedes Spitzenstromzustandes der Wellenform vielfach abzulesen, um die Größe der Standardabweichung zu ermitteln. In der Praxis ist die Standardabweichung die RMS Abweichungsberechnung durch das Computerprogramm. Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung werden der mittlere Spitzenstrom berechnet und erfasst ebenso wie die Niveaubedingungen und die Stabilitätscharakteristiken. Bei der Realisierung der vorliegenden Erfindung wird die Wurzel aus dem mittleren Quadrat des Stroms oder der Spannung ebenfalls für jeden der überwachten Zeitzustände bestimmt, beispielsweise den Spitzenstromzustand der Impulswellenform. Während der Spitzenstrompegel oder die Standardabweichung überwacht werden, kann der Hintergrundstromzustand durch den Strompegel und seine Dauer überwacht werden.
Die Erfindung umfasst die Auswahl eines Zeitzustandes in der Wellenform und den Vergleich der gewünschten und bekannten Befehlssignale für diesen Zustand mit den tatsächlichen Parametern des Schweißprozesses während dieses überwachten Zustandes. Die Auswahl basiert auf der Vorabkenntnis des Wellenformgenerators. Beispielsweise ist bei spezifischen WFS-WFS1 der Wellenformgenerator darauf programmiert, dass er den Spitzenstrom einstellt, um die Bogenlänge zu steuern. Die „informierte" Überwachungsvorrichtung wählt dann den Spitzenstromabschnitt als überwachten Zustand aus, wenn bei diesen spezifischen WFS1 geschweißt wird. Bei einem anderen WFS-WFS2 wird der Wellenformgenerator jedoch so programmiert, dass er die Hintergrundzeit anpasst, um die Bogenlänge (und nicht den Spitzenstrom) zu steuern. Die „informierte" Überwachungsvorrichtung wählt dann die Hintergrundzeit als überwachten Zustand und Parameter aus, wenn bei diesem neuen WFS geschweißt wird. Im Gegensatz dazu hat eine a posteriori Überwachungsvorrichtung keine Vorstellung, dass bei einem anderen WFS ein anderer Aspekt der Wellenform überwacht werden sollte, um die Bogenstabilität zu detektieren. Die Überwachung der Hintergrundzeit bei WFS1 oder die Überwachung des Spitzenstroms bei WFS2 würde in diesem Beispiel sehr ineffektiv sein. Es ist neu, ein Segment der Wellenform zur Überwachung nur dieses Segmentes der Wellenform zu nutzen, indem Vorabkenntnis der gewünschten Werte eingesetzt wird. Dies erlaubt die tatsächliche Überwachung des Lichtbogenschweißprozesses und nicht nur eine Mittelwertbildung über die ganze Wellenform.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Überwachungsvorrichtung durch den Einsatz einer Vorabkenntnis charakterisiert, im Gegensatz zu dem normalen Verfahren, lediglich die während des Schweißprozesses festgestellten Ausgangsparameter abzulesen. Infolgedessen vereinfacht die Überwachung sehr die Aufgabe der Detektierung normalen Verhaltens einer Schweißvorrichtung, wenn das normale Verhalten eine Funktion der Zeit ist und sich während nur eines Aspekts des Schweißvorgangs ändert. Die Erfindung ist nicht in gleicher Weise auf die Überwachung der Spannung in einem Verfahren mit konstanter Spannung geeignet, da der gewünschte Spannungspegel eine bekannte Eigenschaft während des gesamten Schweißzyklus ist. Bei anderen Schweißprozessen jedoch, wenn sowohl die Spannung als auch der Strom in verschiedenen Segmenten der Wellenform sich ändern, liefert die vorliegende Erfindung genaue Ablesungen der Stabilität, RMS, der Standardabweichung, des Mittelwerts und der Entfernung unterhalb des Minimums und oberhalb des Maximums des tatsächlich überwachten Parameters während ausgewählter Segmente der Wellenform.
Durch den Einsatz der Erfindung können zeitlich variierende Schweißprozesse wie Impulsschweißung und Kurzschlussschweißung mit präziser Genauigkeit und nicht nur durch Ablesung allgemeiner Ausgangsinformationen überwacht werden. Die Überwachungsvorrichtung und das entsprechende System werden zu einem ausgewählten Zeitpunkt jeder Wellenform aktiviert, der den ausgewählten Zeitzustand oder das Segment der Wellenform darstellt. Die Überwachungsvorrichtung vergleicht tatsächliche Parameter mit erwünschten Parametern in der Form von Befehlssignalen, die der Leistungsversorgung des Schweißgeräts zugeführt werden. Mit Hilfe der Erfindung kann eine Überwachung nur während spezifischer Segmente der Wellenform stattfinden; in Ausnahmefällen jedoch, wenn der Bogen gelöscht ist, oder ein Kurzschluss auftritt, wird ein Computer-Unterprogramm entweder durch Messung der Spannung oder Messung des Stroms realisiert, um den Bogen wieder zu starten und/oder den Kurzschluss zu korrigieren. Die Unterprogramme für diese Vorfälle laufen parallel zum Überwachungsprogramm. Diese Ausnahmen beeinträchtigen daher nicht den Betrieb der Überwachungsvorrichtung im Ganzen, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgelegt ist. Diese Unterprogramme sind als Ausnahmezustände oder -zeitsegmente ausgelegt. Die Parameter oder Signale innerhalb dieser Ausnahmezustände werden in ähnlicher Weise wie vorstehend erläutert überwacht.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann über eine Kalenderzeit, eine Schicht oder auch für eine Bedienungsperson eine Produktionsinformation angesammelt werden, um den Betrieb oder die Effizienz eines Schweißgerätes zu bewerten. Die Überwachung jedes Schweißzyklus durch Überwachung eines spezifischen Segments oder Zeitzustands der Wellenform erlaubt die Ansammlung von über die Zeit aufgetretenen unerwünschten Ereignissen. Dies erlaubt auch eine Trendanalyse, so dass die Bedienungsperson Korrekturmaßnahmen einleiten kann, bevor der Schweißprozess tatsächlich fehlerhafte Schweißungen in der Produktion produziert. Die Trendanalyse, die Fehleranalyse, die akkumulierten Fehler, die Protokollierung aller dieser Dinge und die damit in Zusammenhang stehende Echtzeitüberwachung des elektrischen Lichtbogenschweißgeräts gestattet eine direkte rechtzeitige Prävention, um Vorsorgemaßnahmen anstelle von Korrekturmaßnahmen zu ergreifen.
Die Erfindung benutzt einen Wellenformgenerator, der eine Unterteilung der Wellenform in Segmente oder Zeitzustände gestattet, wobei der Schweißingenieur die Befehlssignale für jedes dieses spezifischen Segmente kennt. Diese Befehlssignale werden entsprechend dem Wellenformgenerator geschaffen. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist die zeitliche Segmentation von Schweißsignalen oder Wellenformen in voneinander unterschiedene Zustände. Dies ist ein neues Konzept zur Überwachung eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts. In der Vergangenheit wurden Überwachungsvorrichtungen nicht auf ein bekanntes Programmverhalten für ein Segment einer Wellenform eingestellt. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich daher vom Stand der Technik durch Einsatz der zeitlichen Segmentation der zur Schaffung eines Schweißprozesses realisierten Wellenform. Die Wellenform zur Schaffung eines Schweißprozesses wird von einem Generator erhalten, der die Randbedingungen jedes individuellen Segments setzt. Diese Segmente oder Zustände werden überwacht. Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung reagiert daher auf die Wellenform. Die tatsächliche Wellenform wird bearbeitet, doch die Überwachungsvorrichtung ignoriert bestimmte Aspekte der Wellenform und überwacht andere Aspekte.
Die vorliegende Erfindung überwacht einen Parameter während eines bestimmten Zeitsegments oder Zeitzustands der sich schnell wiederholenden Impulse, die insgesamt einen Schweißzyklus bilden. Die Überwachung wird mit hoher Geschwindigkeit wie z.B. über 1,0 kHz durchgeführt. In der Praxis ist für das Impulsschweißen die hohe Abfragerate für die Überwachung im allgemeinen ungefähr 10 kHz. Für die Kurzschlussschweißung wie den Oberflächenspannungs-Transfer ist die Abfragerate ungefähr 40 kHz. Der während der Wellenform in Folge überwachte Strom und die überwachte Spannung können zu einem Wert kombiniert werden, der Watt, Widerstand und/oder Energie darstellt, wenn er zeitbasiert ist. Die Stabilität dieser Parameter kann durch einen statistischen Algorithmus der Standardabweichung bestimmt werden. Indem der kalkulierte Parameter mit Minimum/Maximum-Pegeln verglichen wird, wird eine Pegelanalyse durchgeführt. Das neuartige Überwachungskonzept wird genutzt, um den Bogenwiderstand wie auch die den Schweißprozess während eines spezifischen Segments oder Zustandes der vielen Wellenformen, die einen gesamten Schweißzyklus bilden, zugeführte Energie zu überwachen. Die Möglichkeit der Messung des Widerstands, der Watt, der Energie, der Spannung und des Stroms über einen spezifischen Teil der Wellenform während des tatsächlichen Schweißprozesses war bisher nicht möglich. Eine derartige Information ist äußerst wichtig bei der Qualitätskontrolle, der Aufrechterhaltung und der Vorhersage der Eigenschaften des Schweißprozesses.
Durch die Verwirklichung einer schnell aufeinander folgenden Abfrage eines Segments in der Wellenform wird die Instabilität des überwachten Parameters in dem Segment durch eine Standardabweichungstechnologie, wie einen Algorithmus für die RMS Abweichung, bestimmt. Das Schweißgerät macht die Bedienungsperson und/oder den Schweißingenieur aufmerksam, wenn während eines besonderen Teils der durchgeführten Schweiß-Wellenform eine Instabilität vorhanden ist. Die Instabilität ist nicht die Schweißqualität, doch ist sie ein Vorläufer dieser Qualität, der der Bedienungsperson und/oder den Ingenieur die Einleitung von Korrekturen erlaubt, wenn die Instabilität entsprechend den Ablesungen der Standardabweichung während individueller Segmente der Wellenform ansteigt. Eine derartige Instabilität steht im Zusammenhang mit der Konsistenz. Die Konsistenz des Schweißprozesses steht wiederum im Zusammenhang mit der Schweißqualität und gestattet eine Vorhersage des durchgeführten Schweißprozesses.
Erfindungsgemäß erzeugt der Wellenformgenerator die Wellenform, die von dem Schweißgerät ausgeführt wird, und ist die Wellenform in Zustände segmentiert. Während jedem Zustand liest die Überwachungsvorrichtung die Werte von Spannung und Strom viele Male mit einer Rate oberhalb 1 kHz ab. Eine langsamere Ablesung würde immer noch in einer vorteilhaften Überwachung resultieren, da ein einzelnes Segment überwacht wird. Die Geschwindigkeit oder Rate der Überwachung erlaubt lediglich eine genauere Widergabe der momentanen Änderungen in Strom oder Spannung. Nach der Messung von Strom und Spannung stehen der Widerstand, zeitliche Änderungen und die Energie zum Vergleich einem Detektor für das Maximum oder Minimum zur Bestimmung der Standardabweichung zur Verfügung. Die Pegelüberwachung steht in Beziehung zu den Befehlssignalen für das Zeitsegment bzw. den Zustand. Wenn dann die Stabilität durch die Standardabweichung bestimmt wird, kann das Befehlssignal als Datum benutzt werden oder nicht benutzt werden. Während jedes Schweißzyklus werden mehrere Segmente überwacht und über den Schweißzyklus akkumuliert, um die Gesamtcharakteristik des Schweißzyklus und die Schweißperformance des Zyklus zu bestimmen.
Durch Verwendung der vorliegenden Erfindung wird dem Schweißgerät den Befehl erteilt, bestimmte Parameter auf einem bestimmten Niveau zu erzeugen. Die tatsächlichen Parameter werden gemessen und mit den Schwellenniveaus verglichen. Stabilitätsalgorithmen ergeben eine Ablesung der Stabilität. Die Ausgangscharakteristiken werden für bestimmte für die Überwachung ausgewählte Zustände erzeugt. In dem Computerprogramm werden unterschiedliche Charakteristiken für die ausgewählten Zustände analysiert und ausgegeben oder gespeichert. Die Erfindung verwendet befohlene Wellenformen zum Zweck der Segmentierung der überwachten Daten. Das bekannte befohlene Verhalten wird mit dem beobachteten Verhalten zwecks Analyse durch die Überwachungsvorrichtung verglichen. Die Datensegmentation der Wellenform reduziert in Folge dessen die chaotische Ausgangsinformation, die bisher in Überwachungsvorrichtungen für elektrische Lichtbogenschweißgeräte erhalten wurde. Die Daten werden mit einer Rate von mindestens ungefähr 1,0 KHZ erhalten. In bestimmten Fällen werden die Daten, wie schon vorher erläutert, mit einer Rate von 10 bis 40 KHZ gesammelt. Wegen dieser raschen Datensammelrate, ist die On-board-Verarbeitung der Daten bevorzugt. Das elektrische Lichtbogenschweißgerät gibt also einen Ausdruck heraus oder bildet die von der Überwachungsvorrichtung verarbeitete Information auf einem Bildschirm ab. Die Überwachungsvorrichtung verwendet eine digitale Verarbeitungsvorrichtung wie einen Computer oder einen Mikroprozessor, die dem Schweißgerät zugeordnet sind und genügend Speicherkapazität aufweisen, um die Information zu speichern oder statistische Zusammenfassung der Informationen auf Verlangen auszugeben. Solche statistischen Zusammenfassungen können rasch oder auf Nachfragebasis erhältlich sein. Durch den Einsatz von Vorabkenntnis und Bestimmung der Lichtbogenstabilität und -performance werden voraussehbare Probleme durch Korrektur des Schweißprozesses vermieden, bevor eine fehlerhafte Schweißung zu Tage tritt.
Die Überwachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird auch zur Erfassung der Zuführgeschwindigkeit des Drahtes während des Schweißzyklus und zur Steuerung dieser Geschwindigkeit genutzt. Außerdem werden interne Signale wie das Ausgangssignal des PID Reglers mit Rückkopplung in geschlossenem Kreis und das Eingangssignal zu einem Impulsbreitenmodulator für die statistische Stabilität in einer Weise verarbeitet, die die interne Arbeitsweise des Lichtbogenschweißgeräts während der segmentiertem Überwachung anzeigt. Die Überwachungsvorrichtung wird als Produktions-Überwachungsvorrichtung eingesetzt, um die Zeit während einer Schweißung über einen Zeitabschnitt wie eine Schicht zu registrieren. Die Überwachungsvorrichtung wird auch in einer Weise genutzt, die keine rasche Datenmessung erzeugt, sondern die Zeit erfasst, die für einen Zustand der Wellenform erforderlich ist. Bei einem Kurzschluss-Schweißverfahren wird die Zeit während eines Kurzschluss überwacht, um Zeitvariationen während eines Schweißzyklus oder von Zyklus zu Zyklus zu bestimmen. In einem Impulsschweißverfahren kann die Zeit während des Hintergrundstroms bei ein und derselben Zuführgeschwindigkeit des Drahtes variieren. Bei einer anderen Zuführgeschwindigkeit des Drahtes kann der Spitzenstrom je nach der Auslegung des Wellenformgenerators variieren. Durch die vorliegende Erfindung werden Variationen in diesen Zeiten überwacht. Sowohl die Kurzschlusszeit als auch die Hintergrundzeit können überwacht werden, weil die Wellenform segmentiert ist. Es ist daher ein wichtiger Aspekt der Erfindung die Segmentation einer bekannten Wellenform zur Entwicklung von Daten, die zum Zwecke der Voraussage und/oder der Korrektur des Lichtbogenschweißprozesses analysiert werden. Die Variationen in der Hintergrundzeit in einem Impulsschweißverfahren ist auf Änderungen des vorstehenden Drahtendes zurückzuführen, und es sind Zeitvariationen bei der Kurzschlussschweißung auf Änderungen der Tropfengröße und eine Bewegung der Schweißschmelze zurückzuführen. Auf diese Weise liefert der Ansatz der vorliegenden Erfindung statistische Variationen der Hintergrundzeit oder der Kurschlusszeit und damit Informationen hinsichtlich der Stabilität, die überwacht wird.
Zusammengefasst überwacht die Erfindung den Betrieb eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts durch rasche Nachfrage oder Ablesung des Wertes eines Schweißparameters während eines segmentierten Zustand der Wellenform. Die Ergebnisse dieser raschen Ablesung, Nachfrage oder des „Nachschauens" nach dem Schweißparameter werden sodann für die externe oder interne Anzeige gespeichert und wichtiger: analysiert, um den Schweißprozess während eines Schweißzyklus und/oder während einer Fertigungsschicht zu überwachen. Die Analyse erfolgt durch Standardabweichung wie z.B. die Abweichung des mittleren Wurzelquadrats zwecks Lieferung einer Information über die Bogenstabilität. In der Praxis wird die „Standardabweichung" als absolute Abweichung genommen. Gemäß einem anderen Aspekt wird die rasche Ablesung während des Wellenformzustandes von einem Pegel-Standpunkt durch Vergleich mit einem eingestellten Pegel, welches während des Zustandes verwendet wird, analysiert. Bei der Pegelbestimmung umfasst ein Aspekt die Bestimmung der Anzahl von Fällen, in denen der abgelesene oder abgefragte Parameterwert ein voreingestelltes Maximum überschreitet. Bei einem anderen Aspekt des Inverters wird, wenn die von der Überwachungseinrichtung abgelesenen Daten unterhalb eines vorgewählten Minimums liegen, die Überschreitung erfasst. Durch Zählung der Anzahl der Überschreitungen über ein vorgewähltes Minimum oder Maximumniveau hinaus kann die Qualität der Schweißung während eines Schweißzyklus oder über eine vorgegebene Zeitperiode überwacht werden. Auf diese Weise wird jegliches Abdriften der Schweißparameter detektiert, bevor eine tatsächliche Zurückweisung eintritt.
Die Erfindung wird bei der Überwachung der Bogenstabilität in der Schweißentwicklung eingesetzt, indem synergistische und nicht-synergistische Verfahren verwendet werden. Wenn ein Parameter geändert wird, bestimmt die Erfindung, ob die Änderung die Bogenstabilität korrigiert oder verstärkt. Durch Einsatz des Überwachungssystems der Erfindung wird die Bogenstabilität bestimmt, wenn der Schweißprozess geändert wird oder während des Betriebs eines Schweißzyklus. Auf diese Weise liefert die Erfindung ein diagnostisches Werkzeug zur Analyse der Wellenform durch Beobachtung der spezifischen Zustände, die die Wellenform ausmachen. Die überwachten Parameter der Schweißoperation sind Strom, Spannung, globaler Ähnlichkeitsfaktor (GSF), die Zeit und ihre statistische Charakteristik. GSF ist das Ausgangssignal eines Reglers mit Rückkopplung und geschlossenem Kreis, der beispielsweise für die Regelung der Bogenlänge, eines digitalen PID Filters oder eines Fehlerverstärkers eingesetzt werden. Durch die vorliegende Erfindung wird eine quantitative Bestimmung, Spezifikation und ein Vergleich der Bogenqualität und der verschiedenen Schweißbedingungen möglich gemacht. Die Erfindung liefert Informationen über die Art und Weise, in der wiederholbare Wellenformen während eines ganzen Schweißzyklus verwirklicht werden.
Die primären, durch die vorliegende Erfindung überwachten Parameter sind Zeit, Bogenstrom, Bogenspannung und der globale Einteilungsfaktor. Diese Parameter werden zum Zwecke der Stabilitätsbeobachtung über einen ganzen Schweißzyklus auf einer Mittelwertbasis oder auf einer Stabilitätsbasis analysiert. Eine Überwachung des Minimalpegels und des Maximalpegels wird durch die vorliegende Erfindung durchgeführt. Obwohl der gesamte Schweißzyklus mit sich schnell wiederholenden Wellenformen überwacht wird, wird der tatsächliche Überwachungsprozess an einem ausgewählten Teil jeder Schweißwellenform ausgeführt. Indem die individuellen Zustände in einer gesamten Wellenform in den Blick genommen werden, liefern Änderungen während des ausgewählten Zustands eine extrem hohe Ansprechempfindlichkeit und ein außerordentlich hohes Niveau von Echtzeitkenntnis und -daten. Die überwachten Parameter werden während des überwachten Zustandes der Wellenform viele Male abgelesen; der überwachte Zustand sollte in der Praxis jedoch 0,2 bis 0,4 ms übersteigen, und es ist die Überwachungsrate oder die Rate der Ablesung der Daten im allgemeinen größer als 10 kHz. Durch den Einsatz der Erfindung können die analysierten Parameter während eines ausgewählten Zustandes der Wellenform zum Durchlassen oder zur Zurückweisung eines Schweißzyklus dienen. Erfindungsgemäß wird nach einer vorgewählten Anzahl von Abweichungen ein Warnsignal abgegeben, jedoch bevor der Zustand der Zurückweisung einer Schweißung erreicht wird. Da die Bogenstabilität während jedes Zustandes der Wellenform überwacht wird, ist eine mittlere Stabilität über die gesamte Schweißung erhältlich. Die Stabilität wird mit einer Skala von 0 bis 100 abgelesen, wobei 100 der stabilste Lichtbogen ist.
Die Stabilität wird durch einen Algorithmus berechnet. In einem Impulsschweißverfahren wie in den 2, 3 und 9A gezeigt wird der Hintergrundstrom als ein Zeitsegment der Wellenform überwacht. Dieses Segment liegt zwischen t₄ und t₁. Der mittlere Hintergrundstrom x ist:
Worin N die Gesamtzahl der Hintergrundstromszustände ist.
Die Standardabweichung SD ist
Die dimensionslose Zahl, die als Variationskoeffizient CV bekannt ist, lautet:

Stabilität = 100 – CV.

Der stabilste Hintergrundstrom liegt daher vor, wenn die Stabilität 100 beträgt. Diese gleiche Rechnung wird für alle überwachten Segmente verwendet.
Bei einem Aspekt der Erfindung wird die absolute Abweichung im Gegensatz zur statistischen Standardabweichung verwendet. Die Erfindung zählt die Anzahl der Fälle, in denen ein Stabilitätssignal eines Wellenformzustandes unterhalb der akzeptablen Stabilität für die Schweißung liegt. Diese vorübergehenden Zahlen werden aufaddiert, um zu bestimmen, ob die Schweißung durchgeht oder versagt. Diese analytischen Techniken wenden die Erfindung an.
Die Erfindung ist in der Lage, mehrere verschiedene Verfahrensweisen durchzuführen, die bisher mit hoher Genauigkeit nicht zugänglich waren. Beispielsweise wird eine fortlaufende Wiedergabe der absoluten Abweichung eines Parameters geliefert. Die Erfindung verwendet auch eine fortlaufende Mittelwertsangabe, die aktualisiert wird, während die Schweißdaten überwacht werden. Eine maximale absolute Abweichung pro Schweißung wird zwecks Bewertung angezeigt. Ferner wird die mittlere absolute Abweichung pro Schweißung angezeigt. Die neue Überwachungsvorrichtung protokolliert die für jede Schweißung berechneten absoluten Abweichungen. Diese Information gibt die Bogenstabilität wieder. Andere Verwendungen der mittels der Erfindung erhaltenen Daten liegen innerhalb der fachmännischen Fähigkeiten.
Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Überwachungsvorrichtung, die zur Ausübung der hier dargelegten Funktionen in der Lage ist.
Erfindungsgemäß wird eine Überwachungsvorrichtung für ein elektrisches Lichtbogenschweißgerät entsprechend Anspruch 1 angegeben.
Bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung wird die Stabilität aus verschiedenen Signalen auf der Basis eines „Zeitbeitrag"-Verfahrens kombiniert. Bei diesem Verfahren wird dem Signal umso mehr Gewicht gegeben je mehr Zeit in einem Zustand angesammelt wird. Wenn multiple Signale den gleichen Zustand haben, werden die Gewichte gleichmäßig verteilt. Dieses Konzept wird in dem nachstehenden Beispiel illustriert.
Bei der Impulsschweißung werden die Spitzenzeit und die Hintergrundzeit für die Stabilität überwacht. Es sei t_B die Hintergrundstromzeit und t_P die Spitzenstromzeit:
Die gesamte Hintergrundzeit T_B ist dann:
Die gesamte Spitzenzeit T_P ist:
In dem Algorithmus beträgt die Stabilität des Spitzenstroms:
Allgemein:
worin i die fortlaufende Nummer des teilnehmenden Kanals und K die Anzahl der teilnehmenden Kanäle ist. Wenn multiple Kanäle den gleichen Zustand teilen, wird T_i gleichmäßig unter diesen Kanälen aufgeteilt. Beispielsweise tragen der Hintergrundstrom (BC) als auch die Hintergrundzeit (BT) zur Stabilität wie folgt bei:
oder
Die Standardabweichung eines Zustandes während eines Schweißzyklus gibt die Qualität des Schweißzyklus an. Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung wird der Übergang der schnell abgelesenen Parameterwerte gegenüber einem Minimal- oder Maximalpegel detektiert und angesammelt. Die Anzahl oder die Existenz von Überschreitungen oberhalb des Minimalpegels oder unterhalb des Maximalpegels zeigt die Qualität der Schweißung an. Durch Erfassung entweder der Stabilität eines Parameters oder der Pegelabweichungen eines Parameters von einem Schweißzyklus zum nächsten detektiert das erfindungsgemäße System Trends in dem Schweißvorgang, was eine Korrektur erlaubt, bevor eine tatsächlich fehlerhafte Schweißung auftritt.
Erfindungsgemäß wird während des ausgewählten Zeitsegments oder Zustands jeder aufeinander folgenden Wellenform eine Anzahl von Ablesungen durchgeführt. In der Praxis ist diese Rate wesentlich größer als 1 kHz und ist für die Impulsschweißung vorzugsweise oberhalb 10 kHz. Für die Kurzschlussschweißung wurde gefunden, dass die bevorzugte Rate der Ablesung der Parameter in der Nachbarschaft von 40 kHz liegt.
Die Erfindung beinhaltet eine Messung der statistischen Abweichung eines Schweißparameters. Die Standardabweichung wird für einen ausgewählten Zustand erfasst, um die Stabilität der Schweißoperation zu bestimmen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung eines elektrischen Lichtbogenschweißgeräts angegeben, bei dem das Schweißgerät einen ausgewählten Lichtbogenschweißprozess gemäß Anspruch 32 durchführt.
Das primäre Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Angabe einer Überwachungsvorrichtung oder eines Überwachungsverfahrens, die von dem Konzept der raschen Erzeugung von Wellenformen Gebrauch machen, um die Leistungszufuhr zu steuern, wobei die Wellenformen in Zeitzustände segmentiert sind. Die Zeitzustände aufeinander folgender Wellenformen werden überwacht, so dass die gesamte Wellenform nicht überwacht wird.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Angabe einer Überwachungsvorrichtung und eines Überwachungsverfahrens wie vorstehend definiert, wobei die Überwachungsvorrichtung und das System wiederholt einen Ausgangsparameter wie Strom oder Spannung während eines Segments jeder Wellenform abliest um eine Stabilitätsablesung zu schaffen, wie z.B. eine Standardabweichung, und eine Pegelablesung, die sich auf Pegelübschreitungen der Schweißparameter bei den individuellen Ableseschritten bezieht.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Überwachungsvorrichtung und eines Überwachungsverfahrens der vorstehend definierten Art, die zur Bildung einer großen Zahl von Ausgangsablesungen eines Merkmals des Schweißprozesses dienen, wobei die Schweißcharakteristik während des Schweißprozesses zur Messung der Performance, zur Aufrechterhaltung derselben und zur Einstellung des elektrischen Lichtbogenschweißgerätes dienen.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Überwachungsvorrichtung und eines Überwachungssystems für ein elektrisches Lichtbogenschweißgerät, die präzise Teile der Wellenformen überwachen, die zur Steuerung des Schweißgeräts dienen. Auf diese Weise wird die Überwachungsgenauigkeit drastisch erhöht, da sie wesentliche Echtzeitdaten enthält, die auf einer Vorabkenntnis beruhen.
Diese und weitere Ziele und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist in Kombination ein Blockschaltbild und ein Computer-Flussdiagramm oder ein Programm, welches das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
2 ist ein Strom-Befehlsdiagramm eines Wellengenerators, welches die Befehlswellenform zeigt, die in Zeitsegmente oder Zustände von sowohl festen als auch variablen Zeitdauern unterteilt ist;
3 ist ein Stromdiagramm der tatsächlichen Befehlssignale für den Bogenstrom, wobei der tatsächliche Bogenstromparameter in strichlierten Linien überlagert ist;
4 ist ein Blockschaltbild eines Aspektes der Erfindung zur Überwachung von Signalen innerhalb des Schweißgeräts anstelle der Schweißparameter, die in den 2 und 3 dargestellt sind;
5 ist ein zeitbasiertes Diagramm, welches die Wellenform, das Befehlssignal für den Drahtvorschub und das tatsächliche Befehlssignal für den Drahtvorschub wiedergibt, wie sie bei der Verwirklichung der Erfindung nach 4 auftreten;
6 ist ein Teil einer Parameterkurve, die die Pegelüberwachungseigenschaft der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
7 ist ein Blockschaltbild und ein Computer-Flussdiagramm oder ein Programm, welches die Verarbeitung zur Stabilitätsbestimmung während eines ausgewählten Zustandes der Wellenform nach den 2 und 3 wiedergibt;
8 ist ein Blockschaltbild und ein Computer-Flussdiagramm oder ein Programm zur Verarbeitung von Informationen der Pegelüberwachung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
9 ist ein Flussdiagramm oder ein Computerprogramm, welches bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung in einem Impulsschweißprozess eingesetzt wird;
9A ist ein Zeitdiagramm, welches das Ausgangssignal des Reglers des logischen Zustandes für den Wellenformgenerator zur Durchführung einer Impulsschweißung zeigt;
9B ist ein Computer-Flussdiagramm, welches die Verwirklichung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung für eine Impulsschweißlogik in dem Block unten auf 9 zeigt;
10 ist ein Computer-Flussdiagramm, welches die Verwirklichung der Erfindung nach den 9 und 9A zusammen mit den Überwachungszuständen zeigt, die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung genutzt werden;
11 ist ein Flussdiagramm ähnlich 1 für die Durchführung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wenn eine STT Schweißung ausgewählt worden ist;
12 ist eine Stromkurve eines STT Schweißprozesses, die die Segmentation des STT durch den Wellengenerator in einzelne Zustände zur Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist ein auseinander gezogenes Flussdiagramm oder Computerprogramm, welches bei der praktischen Ausführungsform des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
13A ist eine teilweise Stromkurve der Wellenform gemäß 12, die die rasche Rate der Messung bzw. Ablesung der tatsächlichen Parameter während des Plasmaboostabschnitt der STT Wellenform illustriert;
14 ist ein zusätzliches Flussdiagramm oder Computerprogramm, welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Bestimmung der verschiedenen Parameter und Beziehungen des Bogenstroms bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
15 ist ein Flussdiagramm und Blockschaltbild eines Computer-Unterprogramms zur Berechnung eines Zurückweisungszustandes für eine durch die vorliegende Erfindung überwachte Schweißung;
16 ist ein Flussdiagramm für den Einsatz der vorliegenden Erfindung für die Produktionseffizienz;
17 ist ein Blockschaltbild-Flussdiagramm zur Protokollierung der Beziehung zwischen dem Bogen und dem Kurzschluss während eines Kurzschlussschweißprozesses, als Zusatzeinrichtung der Erfindung; und
18 und 19 sind vereinfachte Diagramme, die die breiten Aspekte der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung illustrieren.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Darstellungen zum Zweck der Illustration des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und der die Erfindung verwendenden Anwendungen erfolgen. 1 zeigt ein Blockschaltbild und ein Flussdiagramm oder Computerprogramm, welches in einem Standardbordcomputer in einem elektrischen Lichtbogenschweißgerät 10 realisiert ist. In der Praxis ist das Schweißgerät 10 ein Powerwave Inverter basiertes elektrisches Lichtbogenschweißgerät, welches von The Lincoln Electric Company in Cleveland, Ohio vertrieben wird. Entsprechend der Standardtechnologie umfasst das Schweißgerät 10 einen elektrischen Dreiphaseneingang L1, L2, L3, der der Leistungsversorgung 12 elektrischen Strom zuführt. Ein computerisierter Bordregler betreibt die inverterbasierte Leistungszufuhr derart, dass an dem Anschluss 14 ein positives Potential und an dem Anschluss 16 ein negatives Potential erzeugt wird. Es werden ausgewählte Schweißprozesse ausgeführt, indem eine ausgewählte, vorherbestimmte Wellenform dem tatsächlichen Schweißkreis zugeführt wird, der mit einer Standardglättungsdrossel 18 gezeigt ist. Die Schweißvorrichtung A vollführt einen elektrischen Lichtbogenschweißprozess mit einem vorgeschobenen Schweißdraht 20, der von einer Spule 22 mit einer gewünschten Geschwindigkeit von der Zufuhreinrichtung 24 abgewickelt wird, die mit der Geschwindigkeit des Motors 26 angetrieben wird. Die Wärme des Bogens schmilzt den Draht 20 und das Werkstück 30 und deponiert geschmolzenes Metall von dem Draht auf das Werkstück. Zwecks Überwachung der tatsächlichen Parameter des Schweißprozesses liefert der Shunt 32 ein Ausgangssignal I_a von dem Block 34 auf die Leitung 34a. Dieses Signal repräsentiert den tatsächlichen Bogenstrom zu jeder gegebenen Zeit. In ähnlicher Weise wird die Spannung zwischen dem Draht 20 und dem Werkstück 30 durch den Block 36 erfasst, so dass der Ausgang V_a auf der Leitung 36a die momentane Bogenspannung darstellt, die einen zweiten Schweißparameter bildet. Die in 1 dargestellten Schweißparameter sind der tatsächliche Bogenstrom I_a und die tatsächliche Bogenspannung V_a. Ein weiterer bei der Verwirklichung der Erfindung geregelter Parameter ist die Zuführgeschwindigkeit des Drahtes (WFS), die durch die Drehung des Motors 26 verursacht wird. Die drei von außerhalb ablesbaren Schweißparameter des Schweißprozesses sind der Bogenstrom I_a, auf der Leitung 34a, die Schweißspannung V_a auf der Leitung 36a und die Zuführgeschwindigkeit WFS des Drahtes, die auf der Leitung 46b ablesbar ist, wie später noch erläutert werden wird. Die Zufuhrgeschwindigkeit des Drahtes (WFS) auf der Leitung 46b wird durch den Tachometer oder Encoder 46c abgelesen, der mit den Treibrollen 24 des Zufuhrgetriebes oder alternativ mit einer passiven Rolle verbunden ist, die dem Draht zwecks Ablesung der WFS zugeordnet ist. In 1 ist der Tachometer mit einem Antrieb durch die Zufuhrrollen dargestellt. Er könnte durch die Ausgangswelle des Motors 26 angetrieben sein. Das Powerwave elektrische Lichtbogenschweißgerät umfasst einen Wellenformgenerator, der eine Folge von sich rasch wiederholenden Wellenformen erzeugt, die einen Schweißzyklus mit einer Zykluszeit bilden. Die Zykluszeit ist die Zeit jeder Wellenform. Das Powerwaveschweißgerät A ist in dem US Patent 5 278 390 Blankenship dargestellt, worin das Schweißgerät die individuelle Wellenform steuert, die von der Leistungsversorgung 12 über die Steuerleitung 42 abgegeben werden soll, und die Geschwindigkeit des Motors 26 über die Steuerleitung 44. Die Steuerleitung 44 führt ein Signal, welches von dem Mikroprozessor der Drahtantriebssteuerung 46 des Motors 26 erkannt wird, um die Antriebs-Spannungsimpulse PBM auf der Leitung 46a zu liefern. In der Praxis ist die Information auf der Leitung 44 digital und das Steuersignal auf der Leitung 46a analog. Der Wellenformgenerator 40 erzeugt digitale Signale auf den Leitungen 42, 44 zur Steuerung des gewünschten, von dem Schweißgerät 10 auszuführenden Schweißprozesses. Die externen Parameter I_a, V_a und WFS können durch geeignete Überwachungseinrichtungen abgelesen werden. Im Stand der Technik werden derartige Parameter abgelesen, um die allgemeine Performance des Schweißgeräts anzuzeigen. Die Erfindung jedoch setzt ein vollständig einzigartiges und andersartiges Überwachungskonzept ein, welches nicht auf der Ablesung eines Parameters über den ganzen Schweißprozess basiert.
Erfindungsgemäß unterteilt oder segmentiert eine Logikzustandssteuerung 60 jede der abgegebenen Wellenformen in eine Folge von zeitsegmentierten Teilen o der Zustände. Die Überwachungsvorrichtung M ist ein in den Computer der Schweißvorrichtung 10 geladenes Programm zum Ablesen von Parametern während eines ausgewählten Zeitsegments der Wellenform. Der überwachte Teil der Wellenform wird durch die Position der Zustandsauswahlvorrichtung 62 bestimmt. Tatsächlich überwacht die Überwachungsvorrichtung M verschiedene Zeitsegmente oder Zeitzustände der von dem Generator 40 abgegebenen Wellenform. In der Praxis wählt die Zustandsauswahlvorrichtung 62 mehrere die Wellenform bildende Zeitsegmente aus und gibt die verschiedenen Zeitzustände auf die Steuerschnittstelle 70 ab. Die Steuerschnittstelle 70 veranlasst daher die Messung der Parameter während ausgewählter Zeitsegmente jeder Wellenform, die von dem Generator ausgegeben wird. Die Information oder die Daten auf der Schnittstelle 70 umfassen den Zeitzustand oder die Zeitzustände, die Überwacht werden und den besonderen angesteuerten Pegel der verschiedenen Ausgangsparameter I_a, V_a und/oder WFS. Die Schnittstelle 70 der Überwachungsvorrichtung M enthält die Daten zur Erkennung des besonderen gerade bearbeiteten Zeitzustandes zusammen mit den Steuerpegeln für die gerade abgelesenen Schweißparameter. Die Daten in der Schnittstelle 70 werden durch die Pegelstufe 80 analysiert, um die Beziehung eines Parameters auf Basis eines Pegels zu bestimmen. Die tatsächlichen Parameter werden mit den Steuerparametern während ausgewählter Zustände der Wellenform des Generators 40 verglichen. Während eines besonderen Segments oder Zeitzustandes der Wellenform liest die Pegelüberwachungsvorrichtung 80 die tatsächlichen Parameter auf den Leitungen 34a, 36a und 46b. Diese Momentanwerte der tatsächlichen Parameter werden in einem internen Speicher gespeichert, der als die Berichtslogik 82 identifiziert sei. Die Ablesung der tatsächlichen Parameter geschieht schnell, wie durch den Oszillator 84 angegeben, was in der Praxis zu einer Ablesung der tatsächlichen Parameter bei einer Rate von 10 kHz für die Impulsschweißung führt. Es wurde gefunden, dass beim STT Schweißen eine Ablesung bei einer Rate von 40 kHz stattfindet. Die Rate kann eingestellt werden. Jedoch: Je höher die Rate desto besser die Empfindlichkeit der Pegelmessung. Die Pegelüberwachungsvorrichtung 80 bestimmt auch die Abweichung der tatsächlichen Schweißparameter von entweder einem Minimumpegel oder einem Maximumpegel. Auf diese Weise können nicht nur die tatsächlichen Werte gespeichert werden, sondern auch Daten, die für einen gegebenen Zeitzustand die Abweichung der tatsächlichen Ablesung des Parameters im Vergleich mit einem Minimumpegel oder einem Maximumpegel repräsentieren. Der Berichtsspeicher oder die Berichtslogik 82 erfasst die Abweichung von einem eingestellten Pegel während eines gegebenen Zeitzustandes der Wellenform wie auch den tatsächlichen Pegel während des ausgewählten Zeitzustandes der Wellenform. Über einen ganzen Schweißzyklus werden diese Ablesungen akkumuliert, gezählt oder anderweitig verarbeitet, um die Qualität der Schweißung und jegliche auf Schweißdefekte hin laufende Trends zu bestimmen.
Die Stabilitätsüberwachungsstufe 90 liest die tatsächlichen Schweißparameter auf den Leitungen 34a, 36a und 46b mit einer von dem Oszillator 94 bestimmten Rate ab, die oberhalb 1 kHz und vorzugsweise oberhalb 5 kHz liegt. Die Stabilitätsüberwachungsstufe 90 analysiert die tatsächlichen Schweißparameter im Hinblick auf ihre Standardabweichung oder ihre absolute Abweichung während eines Zeitzustandes der ausgegebenen Wellenformen. Natürlich können einige Wellenformen ausgelassen werden, wenn entweder die Überwachungsstufe 80 oder die Überwachungsstufe 90 eingesetzt werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden nach einer Startsequenz alle Wellenformen zwecks Analyse der tatsächlichen Schweißparameter während der verschiedenen ausgewählten Zeitzustände der Wellenform überwacht. Es werden mehrere Zeitzustände einer gegebenen Wellenform in einem Schweißprozess überwacht, und es werden die Resultate für jeden Zeitzustand separat erfasst, um im Hinblick auf Pegelkonformität, Trend und Stabilität analysiert zu werden. Bei der Messung der Stabilität wird ein Standardabweichungsalgorithmus in der Überwachungsvorrichtung M eingesetzt, um I_a, V_a und/oder WFS zu bewerten. Diese Information ist für die Analyse jedes der verschiedenen Zeitsegmente der Schweißwellenform über einen ganzen Schweißzyklus für eine vorgegebene Schweißzeit zugänglich. In der Praxis werden bestimmte Zeitzustände wie der Spitzenstrom während einer Impulswellenform überwacht, um die Stabilität und die Pegelabweichungen des Impulsschweißprozesses zu bestimmen. Bei einem STT Schweißprozess erfasst die Überwachungsvorrichtung M die Kurzschlusszeiten für jede Wellenform, da diese Zeitsegmente je nach den äußeren Bedingungen des Schweißprozesses variieren. Eine Variation in der Kurzschlusszeit informiert den Schweißingenieur über durchzuführende Anpassungen.
Erfindungsgemäß wird die Folge der rasch aufeinander folgenden Wellenformen, die von dem Standardwellenformgenerator 40 erzeugt werden, in Zeitzustände unterteilt, wie es in den 2 und 3 dargestellt ist. Die Steuerwellenform des Ausgangsstroms ist eine Impulswellenform 100 mit einem Spitzenstrom 102, der eine feststehende Dauer des Zeitsegments hat, wie es in 3 dargestellt ist, und mit einem Hintergrundstrom 104 mit einer variablen Zeitdauer für das Zeitsegment b in 3. Die Wellenform wird in den Zeitpunkten t₁ bis t₄ in Segmente unterteilt, sodass die Steuerschnittstelle 70 den besonderen Zeitzustand empfängt, der durch den Generator 40 zu jedem gegebenen Zeitpunkt verarbeitet wird. Wie in 3 durch die gestrichelte Linie dargestellt, weicht der tatsächliche Bogenstrom aus dem Shunt 32 in 1 von dem Steuersignal des Stroms der Wellenform 100 ab. Während der ausgewählten Funktionszustände wie der Zustand a oder der Zustand b wird der tatsächliche Bogenstrom I_a mit einer Rate abgelesen, die durch den Oszillator 84 oder durch den Oszillator 94 bestimmt ist. In der Praxis ist dies ein einzelner Softwareoszillator. Die Pegelüberwachungsstufe 80 erfasst die Abweichung in der Ordinatenrichtung zwischen dem tatsächlichen Parameter 110 und dem Steuerpegel der Wellenform 100. Während des ausgewählten Zeitzustandes liest die Stabilitätsüberwachungsstufe 90 die statistische Standardabweichung des tatsächlichen Parameters ab. Die Zeitzustände a und b werden normalerweise für einen Impulsschweißprozess überwacht. Es kann jedoch der Anstiegszustand zwischen t₁-t₂ und/oder der Abfallzustand zwischen t₃ und t₄ überwacht werden, um die Aktivität des tatsächlichen Parameters während dieser Zeitzustände der Wellenform zu steuern oder zumindest abzulesen. Wie dargestellt hat das Hintergrundzeitsegment b eine variable Zeitdauer, wie durch die veränderlichen Positionen der Zeit t₁ gezeigt ist. Dementsprechend kann der überwachte Zeitzustand eine feste Zeitdauer oder eine variable Zeitdauer aufweisen. Bei einer variablen Zeitdauer wird der Zeitzustand bis zum Ende der Zeitdauer überwacht. Die Berichtslogik 82 erfasst dies als Pegel einer Zeit, z.B. von t₄ bis zum darauf folgenden Zeitpunkt, d.h. t₁. Wenn sich die Zeit t₁ gegenüber der Zeit t₄ verändert, wird diese Zeit jeder Wellenform als Pegel erfasst, der mit einer bekannten Zeit verglichen ist, die von der Schnittstelle 70 durch Auswahl des Schweißmodus des Generators 40 erhalten wird.
Die Überwachungsvorrichtung M überwacht die tatsächlichen Schweißparameter während spezifisch ausgewählter Zeitzustände der Wellenformen; die Überwachungsvorrichtung hat jedoch auch eine Programmierung zum Betrieb des Computers in der Weise, dass er die Stabilität und/oder Pegelcharakteristika eines inneren Signals bestimmt, wie z.B. das tatsächliche Eingangssignal zum Motor 26 auf der Leitung 46a. Eine derartige interne Überwachung des Signals auf der Leitung 46a wird in dem Flussdiagramm der 4 dargelegt, wobei die Signale der 5 verwendet werden. Der Mikroprozessor in der Drahtzuführung umfasst ein Unterprogramm, welches eine PID Vergleichsschaltung ähnlich einem Fehlerverstärker darstellt. Dieser PID Komparator ist in 4 schematisch als Block 152 dargestellt, der einen ersten Eingang 154 in Gestalt eines digitalisierten Signals zur Darstellung der tatsächlichen Bogenspannung und ein Steuersignal auf der Leitung 44 hat. Das Ausgangssignal 156 des PID ist der Spannungspegel am Eingang des Impulsbreitenmodulators 158, der digitalisiert in dem Mikroprozessor der Zufuhreinrichtung vorhanden ist. Das Ausgangssignal des Impulsbreitenmodulators ist das Steuersignal auf der Leitung 46a zum Motor 26 zur Steuerung der Drahtzufuhrgeschwindigkeit der Zufuhreinrichtung 24. Entsprechend einem Aspekt der Erfindung umfasst die Überwachungsvorrichtung M das Prozessprogramm, wie es schematisch in 4 dargestellt ist, wobei das Signal auf der Leitung 156 durch den Verarbeitungsblock 160 abgelesen wird und die Ergebnisse auf der Leitung 162 auf den Eingang der Pegelüberwachungsstufe 80 und/oder die Stabilitätsüberwachungsstufe 90 gegeben werden, wie es vorstehend im Bezug auf die in 1 dargelegte Erfindung erörtert worden ist. Infolgedessen wird ein internes Signal mit einer raschen Rate oberhalb 1 kHz auf der Leitung 156 abgelesen, um den Pegel dieses inneren Signals und/oder die Stabilität dieses Signals zu prüfen. Wie in 5 dargestellt, verläuft die Wellenform 100 zum Impulsschweißen als eine Folge von Wellenformen von dem Generator 40. Bezüglich der Zufuhrgeschwindigkeit des Drahtes nimmt das Signal des Generators 40 auf der Leitung 44 die in 5 gezeigte Form an. Es umfasst einen Start-Anstiegsteil 170 und einen Endabstiegsteil 172. Diese beiden Teile verursachen eine drastische Zunahme oder Abnahme in dem Steuersignal auf der Leitung 44. Zwischen diesen abnormen Steuerteilen des Signals auf der Leitung 44 befindet sich ein im wesentlichen gleich bleibendes Steuerkommando für die Drahtzufuhr, welches zum Zwecke des Testens der Stabilität und/oder der Pegelabweichung dieses Signals von demjenigen des internen Signals auf der Leitung 156 verwendet wird. In 5 wird der Beschleunigungsteil 170 des Drahtes beibehalten bis die Geschwindigkeit stabilisiert ist. Diese Zeit wird ebenfalls überwacht. Unter Verwendung des gleichen Konzeptes wie in den 4 und 5 dargestellt, werden andere interne Signale überwacht, die nicht in einer a posteriori Überwachung feststellbar sind. Die Pegelüberwachungsstufe bestimmt, ob das Signal auf der Leitung 156 dem Minimumpegel oder dem Maximumpegel für eine längere Zeit überschreitet. Für die Drahtzuführung bedeutet dies normalerweise eine Stockung in dem Zufuhrsystem.
6 zeigt das Konzept einer Pegelüberwachungsstufe, bei der eine Schwelle 180 der Maximumpegel und eine Schwelle 182 der Minimumpegel eines Parameters sind. Wenn der als Bogenstrom dargestellte Parameter die Schwelle 180 überschreitet, wie es durch den vorübergehenden Zustand 184 angegeben ist, so liegt ein erfasstes Ereignis eines Überstroms vor. In gleicher Weise wird als Ereignis eines Unterstroms erfasst, wenn der Strom unterhalb des Minimumpegels 182 liegt, wie es durch den vorübergehenden Zustand 186 gezeigt ist. Diese Ereignisse werden, wie noch beschrieben werden wird, gezählt und liefern das Ausgangssignal der Pegelüberwachungsstufe 80, wie sie in 1 gezeigt ist. Die Pegelüberwachungsstufe detektiert Überschreitungen 184 über eine vorher eingestellte Schwelle und Überschreitungen 186 unterhalb eines vorher festgelegten Pegels. Diese Pegel werden durch einen besonderen Zeitzustand in der Schnittstelle 170 eingestellt. Einige Zeitzustände einer Wellenform nutzen die Pegelüberwachungsstufe mit Schwellen und andere Zeitzustände derselben Wellenform können die Stabilitätsüberwachungsstufe einsetzen. Vorzugsweise und in der Praxis werden beide Überwachungsstufen für den ausgewählten Zeitzu stand oder die entsprechenden Zeitzustände der von der Überwachungsvorrichtung M abgefragten Wellenform.
Die Erfindung überwacht den Pegel und/oder die Stabilität tatsächlicher Parameter im Hinblick auf interne Steuersignale während eines ausgewählten Zeitzustandes einer Wellenform des Generators 40 oder während der gesamten Schweißung, wie im Bezug auf die Offenbarungen der 4 und 5 erläutert. Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung wie bisher dargelegt liefert Daten zur Verwendung bei der Analyse des Schweißzyklus oder die gesamte Betriebsweise der Schweißvorrichtung über eine Arbeitszeit. Zur Verarbeitung der Daten nach ihrer Bestimmung und Speicherung werden verschiedene Analyseprogramme verwendet. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Stabilitätsdaten der Überwachungsstufe 90 durch zwei Programme analysiert, die in 7 dargestellt sind. Es liegt im Rahmen der Fähigkeiten des Fachmanns die Stabilitätsdaten in verschiedenen Computerprogrammen zur Erfassung, Wiedergabe zum Eingriff in die Prozesse oder zur Bewertung zu analysieren. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet das Analyseprogramm 200 die Ergebnisse der Überwachungsstufe 90 der Überwachungsvorrichtung M. Beispielsweise wird das Programm 200 während der Überwachung des Zeitzustandes zwischen t₂-t₃ betrieben, was den Spitzenstromteil der Wellenform der 2 und 3 darstellt. Das Analyseprogramm 200 ist als Computer-Flussdiagramm gezeigt, welches zwei Systeme aufweist, die zur Analyse der Resultate der Stabilitätsstufe 90 während des Spitzenstromzustandes eingesetzt werden, wobei die statistische Standardabweichung des tatsächlichen Stroms auf der Leitung 34a berechnet wird. In der Praxis besteht eine kleine Verzögerung, bevor die Überwachungsstufe 90 kalkulierte Abweichungen liefert. Das Merkmal der Auswahl einer Probe zum Zwecke der Ablesung von I_a während des Zeitzustandes t₂-t₃, jedoch I_a im Übrigen außer Acht zu lassen, ist als Probenauswähler oder Filter 90a wiedergegeben. Diese Programmverzögerung zu Beginn des Zeitsegments t₂-t₃ in dem Filter 90a erlaubt es der Überwachungsvorrichtung Stromschwankungen zu ignorieren, die bei jedem Pegelübergang in den verschiedenen Stufen der ausgegebenen Wellenform auftreten. In dem programmierten Fluss diagramm der 7 wird die von der Überwachungsstufe 90 ausgegebene Stabilität von dem Computerprogramm gelesen, welches als Block 210 wiedergegeben ist und zurückgestellt wird, wie es durch die Logik auf der Leitung 210a am Ende jeder Wellenform angegeben wird, die durch die Existenz der Zeit t₃ bestimmt ist. Die Stabilität jeder Wellenform wird daher durch den Block 210 erfasst. Diese erfassten Stabilitätsdaten werden entsprechend zweier separater Analyseprogramme verarbeitet. Das erste Programm umfasst den Programmteil 212 der Durchlaufausgabe. Wenn die Stabilität für eine gegebene Wellenform die gewünschte, in dem Block 212 eingestellte Schwelle überschreitet, wird diese Information auf der Leitung 214 ausgegeben. Wenn die besondere Wellenform eine Stabilität unterhalb der gewünschten Schwelle aufweist, erscheint auf der Leitung 216 ein Signal. Die Zähler 220, 222 werden durch die Logik auf der Leitung 224 während jedes Schweißzyklus aktiviert. Die Durchlaufsignale für die Stabilität werden für jede Wellenform während des Schweißzyklus entweder in dem Zähler 220 oder in dem Zähler 222 gezählt. Natürlich wird der erste Teil jedes Zeitzustandes t₂-t₃ außer Acht gelassen, damit sich der Parameter I_a setzen kann. Die Ergebnisse der beiden Zähler werden abgelesen, gespeichert oder auf andere Weise erfasst, wie es durch die Ableseblocks 220a, 222a angezeigt ist. Entsprechend einem Aspekt der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung wird der Schweißzyklus in der durch den Block 226 angedeuteten Weise zurückgewiesen, wenn die in der Zählerstufe 222 angesammelte Instabilität über eine gewünschte Zahl hinausgeht. Eine zweite Analysenfunktion des Computerprogramms 200 der 7 ist als Block 230 wiedergegeben. Dies ist ein während des Schweißzyklus aktiviertes Programm. Die Gesamtinstabilität des Schweißzyklus, die sich während aller Wellenformen ansammelt, wird als eine Gesamtzahl analysiert, bei der 100 der stabilste Bogen ist. Das Ausgangssignal dieses Stabilitätsansammlers und dieser Analysestufe wird abgelesen, gespeichert oder anderweitig erfasst, wie es durch den Block 236 angedeutet ist. Wenn die Ablesestufe 234 unterhalb einer eingestellten Stabilität verbleibt, wird der Schweißzyklus zurückgewiesen, wie es durch den Block 238 angezeigt ist. Ein Fachmann kann andere Programme zur Analyse der Ergebnisse der Überwachungsvorrichtung M aus der Stabilitätsstufe 90 entwerfen. Das Computerprogramm 200 zeigt zwei Verwirklichungen zur Analyse der Daten über die Stabilität, die von der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Die beiden Verwirklichungen können wahlweise aktiviert werden (entweder eine oder die andere oder beide), je nach der Natur der Bogenstabilität bzw. des Schweißqualitätsproblems, auf deren Detektierung die Überwachungsvorrichtung ausgelegt ist. Der Vorteil besteht in der Ablesung der Stabilität nur in ausgewählten Zeitzuständen der Wellenformen. Anders sind Stabilitätsangaben über einen variablen Impuls nicht erhältlich.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bestimmt die Überwachungsvorrichtung M die Pegelbeziehung zwischen dem tatsächlichen Parameter und/oder Signal und dem gewünschten Steuersignal von dem Generator 40. Beispielsweise wurde gefunden, dass die Pegelüberwachung von Stromsegmenten auf den Fall anspricht, dass der Draht aus der Mitte der Fuge herausgelangt ist. Es wurde auch gefunden, dass ein Pegeldetektor am Ausgang der PID/Rückkopplungssteuerung (Bogenlängensteuerung oder Drahtgeschwindigkeitssteuerung) sehr wirksam für die Detektierung ist, ob der Zustand einen dynamischen Regelbereich überschreitet. Im Falle der Bogenlängenregelung kann ein Schweißprogramm auf etwa ¾'' vorstehende Länge ausgelegt und die Bogenlängensteuerung nur Änderungen des vorstehenden Endes von ½'' Minimum bis 1'' Maximum akzeptieren. Wenn die Schweißung weniger als ½'' vorstehendes Ende aufweist, wird der GSF (Ausgangssignal des Rückkopplungsreglers) am Maximalpegel festgehalten, ein Indiz dafür, dass das Schweißprogramm zur Regelung der Bogenlänge nicht mehr in der Lage ist und schlechte Bogenstabilität die Folge ist. Die Pegelbeziehung der Überwachungsvorrichtung ist der primäre Vorteil und die primäre Eigenschaft der Erfindung. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Computerprogramm zur Analyse der Ergebnisse der Pegelüberwachungsstufe 80 der Überwachungsvorrichtung M in 8 dargestellt. Bei diesem illustrierten Ausführungsbeispiel verarbeitet das Analyseprogramm 250 den Ausgang der Pegelüberwachungsstufe 80 in zwei separaten Programmroutinen, die als Minimumüberwachungsstufe 80a mit dem Filter 80c und Maximumüberwachungsstufe 80b mit dem Filter 80d identifiziert sind. Jede dieser Stufen kann separat verwendet werden oder sie können kombiniert werden, wie es in der Pra xis der Fall ist. Das Unterprogramm 80a bezieht sich auf die Bestimmung von in 6 wiedergegebenen Überschreitungzuständen 186, was ein Ereignis ist, bei dem der tatsächliche Parameter unterhalb der Minimumschwelle 182 liegt. Der Minimumlevel des Generators 40 auf der Leitung 202a wird verwendet, wenn die Stufe 80a durch den Programmschritt 252 ausgewählt wird. Diese Ereignisse werden in dem Block 254 für jeden der Schweißzyklen in der dargestellten Weise gezählt. Der Zähler wird während des Schweißzyklus durch die Logik auf der Leitung 254a aktiviert. Der Zähler 254 zählt das fortlaufende Gesamtergebnis der in einem Schweißzyklus eingesetzten Wellenformen. Die Anzahl der Wellenformen wird durch Zählung des Auftretens der Zeit t₃ im Ausgangssignal des Generators 40 wie durch die Leitung 258 angedeutet, erhalten. Wie zuvor gesagt, wird der erste Teil des Zeitzustandes allgemein ignoriert, um normale Unregelmäßigkeiten zum Start jedes besonderen Zeitzustandes zu entfernen. Der Block 260 ist ein Computerunterprogramm-Flussdiagramm zum Teilen der angesammelten Minimalereignisse 186 der Überwachungsstufe 80a durch die Zahl N des Zählers 256. Dies liefert einen Mittelwert der Minimumdurchgänge während des Schweißzyklus, die durch das Unterprogramm 262 geliefert wird. Die mittleren Minimumunterschreitungen werden abgelesen, gespeichert oder anderweitig ausgegeben, wie durch den Block 262a angedeutet. Wenn der Mittelwert oberhalb einer bestimmten von dem Wellengenerator oder durch den Programmschritt 264 gelieferten Schwellenanzahl liegt, bestimmt das Unterprogramm 266, dass der Mittelwert unakzeptabel ist. Wenn er akzeptabel ist, erfolgt keine Reaktion. Wenn jedoch das Akzeptabel-Unterprogramm 266 bestimmt, dass der Mittelwert sich der Zahl 264 lediglich annähert, wird durch den Block 266a ein Warnsignal gegeben. Vollständige Unakzeptabilität liefert durch das Unterprogramm 266b ein Zurückweisungssignal der Schweißung. Ein Fachmann kann weitere Computerprogramme entwerfen, um die Analyse einer Minimum-Stromabweichung oder einer Überschreitung des tatsächlichen Parameters im Bezug auf eine eingestellte Schwelle zustande zu bringen. In 8 arbeitet die Maximumüberwachungsstufe 80b im Verein mit der Minimumstufe 80a. Der Maximumpegel erscheint auf der Leitung 202b von dem Generator 40 und wird verwandt, wenn die Stufe 80b durch das Programm 270 ausgewählt worden ist. Ähnliche Dateninformationen und ähnliche Pro grammierung bewahrt die gleichen Anzahlen. Der Zähler 272 zählt die Anzahl der Ereignisse 184 während des Zeitzustandes t₂-t₃. Das Unterprogramm 280 liefert den Mittelwert der Ereignisse 184 während der verschiedenen während eines Schweißzyklus gebildeten Wellenformen. Dieser Mittelwert in dem Block 282 wird abgelesen, gespeichert oder anderweitig eingesetzt, wie durch den Block 282a angedeutet. In dem Block 286 wird das Akzeptabilitäts-Unterprogramm verarbeitet, wobei die von dem Block 284 angezeigte von dem Generator 40 ausgegebene oder anderweitig durch ein Computerprogramm verwirklichte Anzahl mit dem Mittelwert des Blocks 282 verglichen wird, um, wie durch den Block 286a angedeutet, ein Warnsignal zu liefern, wenn der Mittelwert sich der eingestellten und durch den Block 284 angezeigten Anzahl nähert. Wenn die Anzahl erreicht wird, wird ein Zurückweisungs-Unterprogramm aktiviert, wie es durch den Block 286b angedeutet ist. In der Praxis werden die Stufen 80a und 80b zusammen aktiviert, und es wird der Mittelwert beider Überschreitungen der Blocks 262 und 282 durch eine Anzahl „abgelesen, akzeptiert" analysiert, um eine Warnung und/oder eine Zurückweisung eines gegebenen Schweißzyklus zu liefern. In der Praxis werden also Abweichungen vom Minimumumpegel und Abweichungen vom Maximumpegel analysiert und des wird die Gesamtzahl der Pegelabweichungen analysiert. All dieses wird durch ein Computerprogramm erreicht, welches schematisch in 8 wiedergegeben ist. Die Pegelstufen 80a, 80b geben Pegelzustände aus, die gespeichert und/oder angezeigt werden, wie im Zusammenhang mit der Berichtslogik 82 erörtert.
Das Computerprogramm oder das Flussdiagramm 300, wie in 9 gezeigt, verarbeitet die Erfindung, wenn der Schweißzyklus ein Impulsschweißzyklus ist, wobei ein Mikroprozessor für allgemeine Zwecke aus der Serie Motorola 683XX als Überwachungsprozessor und ein digitaler Signalprozessor (DSP) von Texas Instrument als Wellenformgenerator 40 verwendet werden können. Die verschiedenen Computerbedienungen und -programme, die hier angegeben werden, werden durch die Mikrosteuerung von Motorola für allgemeine Zwecke verarbeitet; die nächste Generation, mit dem das Power Wave Schweißgerät ausgestattet wird, ist jedoch schematisch in Blankenship 3 278 390 dargestellt und ein RISC-basierter Prozessor, ebenso wie die Motorola PowerPC Familie.
Unabhängig von dem verwendeten digitalen Prozessor, wird die Erfindung verwirklicht, wie in den hier offenbarten Programmen dargelegt, mit Modifikationen, die ohne weiteres von einem Fachmann ausgeführt werden. In 9 wird der Schweißzyklus gestartet, wie durch das Startfeld 302 angedeutet. Dies initiiert die Bogenstartroutine 304. Während des Impulsschweißprozesses nach der Erfindung können Ausnahmen auftreten, die sporadisch während des Schweißzyklus geschehen. Einige der Ausnahmen sind unerwünschte Kurzschlüsse und ein ausgelöschter Bogen. Das die vorliegende Erfindung verwirklichende Flussdiagramm umfasst daher Abfrage und die Verarbeitung von Ausnahmen nach 9 während der Verwirklichung des Impulsschweißzyklus. Nach dem Starten des Bogens wird die Spannung auf der Leitung 36a abgefragt. Wenn diese Spannung unterhalb einer Schwelle liegt, was einen Kurzschluss andeutet, initiiert der Entschaltungsblock 310 ein Unterprogramm 312 zu Aufhebung des Kurzschlusses. Wenn die wiederholte Anfrage auf der Leitung 36a negativ ist, schreitet das Programm zu dem Entscheidungsblock 314 für den Bogenverlust fort, um den Bogenstrom auf der Leitung 34a abzufragen. Wenn der Strom unterhalb einer Schwelle liegt, ist der Bogen gelöscht. Dies initiiert das Wiederzündungsprogramm 316 zur Wiederherstellung des Bogens. Wenn der Abfrageblock 314 negativ ist, prüft das Programm, ob der Schweißzyklus beendet worden ist. Dies ist der Entscheidungsblock 320. Wenn der Auslöser aus ist, wird ein „Bogen gelöscht"-Unterprogramm 322 gestartet, um den Schweißzyklus zu beenden, wie durch das Feld 314 angedeutet ist. Diese Ausnahmeabfragen werden routinemäßig während des Betriebs der Impulsschweißungslogik 326 durchgeführt, die mehr im Einzelnen in 9b dargestellt ist. Während dieses Impulsschweißzyklus werden die Ausnahmen routinemäßig und wiederholt inspiziert, um alle Ausnahmen aufzuklären. Dies ist Standardpraxis in der Impulsschweißung. Die Erfindung umfasst die Verwirklichung der Impulsschweißlogik 326 die in 9 und im Einzelnen in 9b dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 9A wird nun das Ausgangsignal der Steuereinrichtung 60 für den Logikzustand erläutert. Drei Kurven A, B und C sind wiedergegeben, synchronisiert mit einer gemeinsamen Zeitbasis. Die Kurve A ist im wesentlichen die gleiche wie die Kurven in den 2 und 3 und enthält die gleichen Bezugszahlen zur Identifikation gleicher Teile. In der Kurve A werden die funktionellen Zustände (10)-(13) von dem Wellenformengenerator 40 ausgegeben, und von der Steuereinrichtung 60 für den Logikzustand identifiziert, wie es durch die Kurven B und C illustriert ist. In der Praxis umfasst das Ausgangssignal des Wellenformgenerators eine bestimmte Zeitverzögerung 330 zu Beginn des Spitzenstromteils 102 und eine Verzögerung 332 zu Beginn des Hintergrundstromteils 104. Das Ausgangssignal der Steuereinrichtung für das Logiksignal identifiziert die Zustände (10)-(13) und informiert die Überwachungsvorrichtung M, damit sie den Schnelltest der tatsächlichen Parameter im Verhältnis zu den ausgegebenen Parametern der Kurve A initiiert. Natürlich gibt es eine Kurve A für alle zu überwachenden Parameter, obwohl nur die Kurve A für den tatsächlichen Strom in 9A dargestellt ist. Der Signalpegel der Steuerung 60 sagt der Überwachungsvorrichtung, welcher Zeitzustand abzulesen ist. Wie zu sehen ist, geben die Pegel 340, 342, 344 und 346 die besonderen zu überwachenden Zeitzustände an. Die Kurve C synchronisiert den Betrieb des Monitors und umfasst eine digitale Logik mit einem Impuls 350 zur Initiierung der Überwachung des Zeitzustandes (11), der den Spitzenstromteil der Impuls-Wellenform entspricht. Natürlich werden zu diesem Zeitpunkt Strom oder Spannung oder andere Parameter überwacht. Der Impuls 350 hat eine Front 350a, die gegenüber der Zeit t₂ um die Zeitverzögerung 330 verzögert ist. Das rückwärtige Ende 350b liegt bei der Zeit t₃. Infolgedessen überwacht die Überwachungsvorrichtung M den Stromteil der Wellenform nur während der Zeit des Impulses 350. Dies nimmt auf den unstabilen Teil zu Beginn dieses Zustandes Rücksicht. In ähnlicher Weise wird der Zeitzustand (13) während des logischen Impulses 360 überwacht, der eine Vorderflanke 360a und eine Hinterflanke 360b umfasst. Die Vorderflanke tritt aus Stabilitätsgründen nach einer Zeitverzögerung 332 auf. Diese Wellenformen werden durch die Impulsschweißlogik 326 ergänzt, die durch die Steuervorrichtung 60 der Zustandslogik verwirklicht und in 1 dargestellt ist. Es wird nun auf die mehr im Einzelnen in 9 dargestellte Impulsschweißlogik 326 Bezug genommen, bei der der Zeitzustand (10) gegen einen stets zunehmenden Strom zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ überwacht wird, die in 9A wiedergegeben sind. Das Programm fährt mit der Abfrage in dem Entscheidungsblock 372 fort, ob die Zeit t₂ erreicht ist. Wenn die Zeit t₂ nicht erreicht ist, fährt das Anstiegsprogramm fort und erhöht das Steuersignal, welches mit dem tatsächlichen Signal verglichen wird. In der Praxis werden die Spannung und der Strom des Zeitzustands (11) und Strom, Spannung und Dauer des Zeitzustandes (13) von der Überwachungsvorrichtung M überwacht. Wenn die Zeit über t₂ hinausgeht, ist der Zeitzustand (11) abgeschlossen, wie durch das Programm 373 angedeutet. Während dieses Programms wird nach Auftreten eines durch den Entscheidungsblock 310 angezeigten Kurzschlusses das Unterprogramm 312 zur Behebung des Kurzschlusses wie in 9 verwirklicht. Wenn die Zeitabfrage anzeigt, dass die Zeit t₃ während des Entscheidungsblocks 374 erreicht ist, verarbeitet die Überwachungsvorrichtung den Zeitzustand (12), wie es durch das Programm 375 wiedergegeben ist. In der Praxis wird dieser Zustand nicht überwacht. Wenn die Steuervorrichtung für die Zustandslogik, die die Zeit abfragt, feststellt, dass die Zeit t₄ überschritten hat, wird der Hintergrund-Zeitzustand (13) durch den Entscheidungsblock 376 verwirklicht, wie durch den Programmblock 378 dargelegt wird. Wiederum stellt ein Entscheidungsblock 310 einen Kurzschluss fest. Wenn ein Kurzschluss vorliegt, wird er durch den Block 312 aufgehoben. Wenn die Steuervorrichtung 60 für die Zustandslogik bestimmt, dass die Zeit t₁ überschritten hat, wie durch den Block 380 wiedergegeben ist, wird der Schweißprozess in einer Schleife geführt, wie durch die Leitung 380a angegeben. Die gleiche Verfahrensweise wird für andere Schweißprozesse eingesetzt, um ausgewählte Zeitzustände der Wellenform des Generators 40 zu überwachen. Die Impulsschweißung, so weit sie bisher beschrieben ist, illustriert die Fähigkeiten der Überwachungsvorrichtung M, wenn sie einem Computer zugeordnet ist, oder als Computer verwendet wird, der außerhalb der Schweißvorrichtung 10 wie in 1 angeordnet ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel und in der Praxis ist die Überwachungseinrichtung der Schweißvorrichtung spezifisch zugeordnet und die Schweißvorrichtung entspricht denjenigen in Blankenship 5 278 390. Die Verwirklichung des in 9 dargestellten Programms mit dem Einzelprogramm der 9B und den sich ergebenden Diagrammen der 9A sind mit der Überwachungsvorrichtung der 1 in der Architektur der 10 verbunden. Die Anzahl der schon beschriebenen Komponenten wird aus Kon sistenzgründen beibehalten. Dieses Layout illustriert die Verwirklichung des Computerprogramms insgesamt, welches in der Verwirklichung der Erfindung benutzt wird. Die Überwachungsvorrichtung M ist in zwei Stufen dargestellt, die den Spitzenstrom durch die Steuersignale der Leitung 400 oder den Hintergrund überwachen durch die Steuersignale auf der Leitung 402. Das Uhrwerk 404 vervollständigt das Programm zur Initiierung der Wellenformen mit einer gewünschten Rate, so dass die Überwachung mit einer hohen Rate vor sich gehen kann, die durch die Oszillatoren 410 angegeben wird. Die Steuersignale werden mit den tatsächlichen Parametern durch die Steuervorrichtung M verglichen und mit einer hohen, durch die Oszillatoren 410 angegebenen Geschwindigkeit abgelesen. Die Ausgabe der Steuersignale für spezifische Zeitzustände in der Wellenform zwecks Vergleich mit tatsächlichen Parametern, um eine Pegelüberwachung oder eine Stabilitätsüberwachung der Parameter während eines Zeitzustandes zu liefern, geschieht mit hoher Rate mittels der Mikrosteuerung des Schweißgeräts.
Die Erfindung umfasst, in der von dem Generator 40 ausgegebenen Wellenform Zeitzustände zu bestimmen. Dies ist im Bezug auf die Wellenform eines Impulsschweißprozesses beschrieben worden; die Erfindung kann jedoch mit den meisten in Schweißprozessen verwendeten Wellenformen verwendet werden. Die 11 und 12 offenbaren den Einsatz der Erfindung zur Überwachung von Wellenformen eines STT Schweißprozesses, der eine Wellenform wie in 12 gezeigt, aufweist. Die Beschreibung illustriert, wie die Zeitdauer eines gegebenen Zeitzustandes ein überwachter Parameter ist. Das Schweißgerät 10 wird in einem STT Schweißmodus beschrieben, der eine Wellenform 500 nach 12 aufweist. Diese Wellenform umfasst Zeitsegmente oder Zeitzustände S1-S5, wobei die Zeitzustände S1 und S2 den Kurzschlusszustand bilden, der eine variable Dauer aufweist, die durch den Moment bestimmt wird, in dem die Schmelze unterbrochen wird, um Metall von dem kurzgeschlossenen Draht zu separieren. Dies wird durch die Variable Zeit t₃ dargestellt. Der Kurzschlussimpuls 502 geht dem Plasmaboostimpuls 504 voran, der einen Spitzenstrom 506 bildet, der in den Hintergrundstrom 508 übergeht. Der Punkt 506 ist der dv/dt Punkt, der die Zeit t₃ bestimmt. Das Schweißgerät 10 der 11 hat einen hinzugefügten Schalter 510 mit ei ner dv/dt Steuerleitung 512 von dem Detektor 514. Eine Logik auf der Leitung 512 beendet den Kurzschlussimpuls 502 und lokalisiert die Zeit t₃. Diese variable Zeit hat auch Einfluss auf die Kurzschlussbedingungen in dem STT Schweißprozess. Die Logiksteuerung 66 ist als Auswahlprogrammlogik 60 dargestellt. Das gewünschte Zeitsegment oder der gewünschte Zeitzustand der STT Wellenform wird ausgewählt, wie durch den Block 62 dargestellt. Das Zeitsegment wird wie durch den Block 522 wiedergegeben verarbeitet, um die Überwachungsvorrichtung durch die Logik auf der Leitung 524 einzuschalten, und die Überwachungsvorrichtung durch die Logik auf der Leitung 526 auszuschalten. Diese Logiken sind wie vorstehend schon offenbart, sämtlich Computerprogramme. Sie sind den Zeitzuständen der Wellenform zugeordnet. Wenn der Kurzschlusszustand 502 überwacht wird, werden die Segmente S1 und S2 ausgewählt. Sie enden nach Empfang eines Signals auf der Leitung 512. Der Hochgeschwindigkeitsoszillator 530 aktiviert die Ableseoperation bzw. das Programm 532, 534 zur Ablesung des tatsächlichen Stroms und der tatsächlichen Spannung mit einer schnellen Rate, die als 40 kHz angegeben ist. Die Ergebnisse der Momentanablesung der Parameter werden gespeichert, wie durch den Block 540 angedeutet. Der Pegel und die Stabilität werden durch das Programm 550 entsprechend den Steuersignalen in der Schnittstelle 70 analysiert. Das Ergebnis wird in dem Block 552 angezeigt, in dem Block 554 berichtet oder in dem Block 556 gespeichert. Diese Operation geht während des gesamten durch die Logik auf der Leitung 542 angezeigten Schweißzyklus vor sich. Bei der STT Wellenform wie bei den anderen durch die vorliegende Erfindung verarbeiteten Wellenformen wird die Dauer einer überwachten Wellenform mit einer ausgegebenen Steuerzeit verglichen, die durch die „Zeit"-Daten in der Schnittstelle 70 angezeigt werden. Die nominelle Zeitdauer der Schnittstelle 70 wird mit der tatsächlichen Zeitdauer auf der Leitung 560 verglichen. Diese Information wird auch in dem Block 544 gespeichert, der für Analyse, Anzeige, Bericht und Speicherung steht. Diese gleiche Konzept wird für die Verwirklichung der wiedergegebenen Erfindung im Bezug auf die Überwachung einer Impulswellenform wie in 2 und 3 gezeigt, verwendet. Diese gleiche Zeitdauerüberwachung wird in dem Zustand (13) der Wellenform nach 9A eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung verwendet verschiedenartige Rechnungen und Verfahren zur Verwendung der überwachten Informationen, die durch den Einsatz der Erfindung erhalten werden. Ein repräsentatives System, welches diese Vielseitigkeit illustriert, ist in 13 dargestellt und dient zur Überwachung des Boost-Spitzenstroms des Zeitsegments S4 in 12. Dieses Zeitsegment oder dieser Zeitzustand ist einer der vielen Zustände der Wellenform, die durch den Einsatz des in 13 wiedergegebenen Programms überwacht werden können. Der von dem Schweißgerät 10 durchzuführende Schweißprozess wird durch die Modusauswahl 600 ausgewählt. Dies verwirklicht die gewünschte Wellenform für den Schweißprozess, wie durch den Block 602 dargestellt. Die relevanten Segmente sind in dem Block 604 zur Auswahl vorgesehen, wie durch den Programmblock 606 angedeutet. In dem dargestellten System wird das Segment S4 ausgewählt und überwacht, wie durch den Block 610 angedeutet. Die Logik auf der Leitung 612 aktiviert den Überwachungsprozess für eine gegebene Wellenform. Der Überwachungsprozess einer Wellenform wird durch die Logik auf der Leitung 614 beendet. Die Logik auf der Leitung 612 ist normalerweise leicht verzögert, um die Parameter sich stabilisieren zu lassen. Während das ausgewählte Zeitsegment oder der Zustand jeder Wellenform verarbeitet werden, wird die Spannung abgelesen, wie durch den Block 620 angedeutet. Der Strom wird abgelesen, wie durch den Block 622 angedeutet, und die Zeitdauer zwischen den Logiken auf den Leitungen 612 und 614 wird für jede Wellenform in dem Block 624 erfasst. Die Zeit ist für das Segment S4 fest. Ein variables Segment würde jedoch variable Zeitdauern haben, die durch den Block 624 abgelesen werden. Die Ableseoperation geschieht mit einer hohen Rate, in der Praxis 40 kHz. Dies ist das Ausgangssignal des Softwareoszillators 630. Die Ergebnisse der Ableseoperationen werden in den Blocks 640, 642 und 644 gespeichert. Alle diese Blocks unterliegen der vorstehend beschriebenen Analyse. Die Daten werden gespeichert, berichtet und anderweitig verwendet. Diese Funktionen sind als Blocks 650, 652 und 654 für jeden der Blocks mit der gespeicherten Information wiedergegeben. In den dargestellten Ausführungsbeispielen werden Spannung und Strom geteilt um den Bogenwiderstand zu erhalten, wobei dieser Quotient in dem Block 670 gespeichert wird. Eine Bestimmung der Leistung über eine Zeitperiode liefert die Energie, die in dem Block 670 gespeichert ist. Die wiederholten Ablesungen werden sofort durch die Blocks 660 bis 662 kalkuliert, und die Ablesungen werden gespeichert, wie durch die Blocks 670 bis 674 angedeutet ist. Die Information dieser Blocks wird analysiert, gedruckt, gespeichert und anderweitig zur Bestimmung der Betriebscharakteristik des Schweißgeräts 10 während eines Schweißzyklus verwendet.
Die vorliegende Erfindung ist zur Berechnung der Vielfalt der Charakteristiken des Schweißprozesses anwendbar. Ein diesem Zweck dienendes Programm oder System ist in 14 dargestellt, worin die Daten für die Information über ein bestimmtes Zeitsegment ausgewählt wird, oder eine Gruppe von Zeitsegmenten ausgewählt werden, wie es durch den Block 800 angedeutet ist. In dem dargestellten System wird der Bogenstrom in Gestalt einer Anzahl von mit einer hohen Rate erfolgten Bogenstromablesungen auf der Leitung 802 für die Analyse erhalten. Die Ablesungen werden einem Block 804 zugeführt, um bestimmte ausgewählte Schweißcharakteristika zu bestimmen. In dem vorliegenden dargestellten Ausführungsbeispiel werden Überschreitungen der Ablesewerte detektiert, wie durch den Block 810 angedeutet, und diese Überschreitungen werden gezählt, wie durch den Zählblock 820 angedeutet, um nach einem Schweißzyklus eine geeignete Maßnahme zu ergreifen. Diese Überschreitungsüberwachung ist eine Totalisation der Pegelüberwachungen, die vorstehend beschrieben worden sind und bei denen die Stromzustände oberhalb und unterhalb bestimmter Pegel erkannt und gezählt werden. Der Maßnahmenblock 822 nimmt die verschiedenen, vorstehend beschriebenen abhelfenden und erkennenden Vorgänge auf. In diesem System wird der quadratische Mittelwert berechnet und mit der gewünschten Zählrate in den Block 812 ausgegeben. Der Block 814 berechnet in der vorstehend beschrieben Weise die Standardabweichung und die absolute Abweichung. Die Prüfung des Pegels der mittleren quadratischen Abweichung wird durch einen Detektor 830 bestimmt, der zur Ergreifung einer geeigneten Maßnahme dient, wie durch den Block 832 angedeutet. In gleicher Weise wird die Standardabweichung im Block 814 als Stabilität im Block 840 erfasst, um geeignete Maßnahmen einzuleiten, wie durch den Block 842 angedeutet. Diese beiden Berechnungen, die mit einer hohen Rate erfolgen, die von dem Oszillator für die Überwachungsvorrichtung vorgegeben wird, werden gedruckt, wie durch den Block 850 angedeutet, oder gespeichert, wie durch den Block 852 angedeutet oder anderweitig verwendet, um für die verschiedenen Schweißzyklen des Schweißgeräts 10 die gewünschte Information zu erfassen und zu speichern.
Wenn ein Segment oder Zeitzustand zur Pegelüberwachung oder Zeitüberwachung ausgewählt werden, werden durch das Programm des Schweißgeräts verschiedene Schwellen gesetzt. Dies ist schematisch in 15 dargestellt, worin ein Programm 900 wiedergegeben ist zur Erkennung des ausgewählten Schweißprozesses durch die Logik bzw. Information in dem Block 902. Dadurch wird eine Wellenform entsprechend der Standardpraxis ausgewählt, wie durch den Block 904 angedeutet. Die relevanten Zeitsegmente, d.h. Zeitzustände, die zu überwachen sind, werden dann durch das Programm ausgewählt, wie durch den Block 906 angedeutet. Für die Impulsschweißung kann dies der Spitzenstrom, der Hintergrundstrom und die Dauer des Hintergrundstromteils der Wellenform sein. Dieses erste Segment wird ausgewählt, wie durch den Block 910 angedeutet, und es werden die Schwellen zur Detektierung von Pegeländerungen gesetzt, wie durch den Block 912 angedeutet. Danach wird die geeignete Nutzung der Ergebnisse des Ausgangs der Überwachungsvorrichtung M in das Programm eingefügt, wie durch den Block 914 angedeutet, um den gesamten Schweißzyklus zu bewerten, wie durch den Block 920 angedeutet. Das zweite Segment wird in der gleichen Weise eingestellt, wie durch den Bereich 930 angedeutet. Alle zu überwachenden Segmente bis zum n-ten Segment werden wie beschrieben eingestellt und in den Bereich 932 angezeigt. Nachdem das Programm 900 verwirklicht ist, bearbeitet das Schweißgerät 10 die Schweißzyklen, während die Überwachungsvorrichtung M den ausgewählten Datenausgang vom Betrieb der Überwachungsvorrichtung selektiert.
Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung wird ein Produktionsprotokoll erhalten. Dies ist durch das Programm 950 in 16 wiedergegeben, worin der Arbeitsmodus für das Schweißgerät 10 durch den Block 952 eingegeben wird. Dies wählt die zur Steuerung der Leistungsversorgung 12 des Schweißgeräts 10 gewünschte Wellenform 954. Der Akkumulator 960 erfasst die gesamte Schweißzeit, die durch die Leitung 962 angedeutet, in ihrer Relation zu der Zeit auf der Leitung 964 von dem Block 966. Auf diese Weise wird die Effizienz des Schweißgeräts 10 über eine Zeitperiode durch einen Prozentalgorithmus 970 zwecks Erfassung in dem Protokoll 972 kalkuliert. Dieses Programm ist operatorspezifisch, wie durch die Eingangsblocks 974, 976 für separate Operatoren eines gegebenen Schweißgeräts 10 angedeutet. Weitere Informationen können auf dem Protokoll 972 erfasst werden, wie über jede beliebige Zeitdauer überwachte Parameter. Derartige Informationen sind für eine vorsorgliche Anpassung des Schweißgeräts 10 hilfreich. In ähnlicher Weise ist es auch wünschenswert ein Hilfsprogramm bei dem Schweißgerät 10 zu verwenden, um das Verhältnis der Plasmazeit zu Kurzschlüssen zu erhalten. Diese Information ist sehr hilfreich bei dem Kurzschlussschweißtyp wie einem STT Schweißprozess. Das Programm 980 in 17 wird eingesetzt, um dieses Verhältnis zu erhalten. In dem Programm 980 hat der Komparator 982 einen Eingang für die Bogenspannung 982a und einen Referenzeingang 982b. Eine Spannung oberhalb der Referenz zeigt einen brennenden Bogen an. Die Auswahlschaltung 990 hat einen Ausgang 990a, der einen Bogen anzeigt, und einen Ausgang 990b, der einen Kurzschluss anzeigt. Dies ist der Fall, wenn die Spannung niedriger als die Referenzspannung auf der Leitung 982b ist. Der Schaltkreis 992 liefert das Zeitverhältnis von Bogen zu Kurzschluss für die prozentuale Berechung in dem Block 994. Diese Information wird über eine ausgewählte Zeitdauer in dem Protokoll 996 erfasst. Die erwünschte zu überwachende Schweißzeit wird dem Protokoll 996 durch das geeignete Zeitprogramm 998 zugeleitet.
In 18 ist ein allgemeines, bei der Erfindung benutztes Schema dargestellt, um eine Vereinfachung des Programms der 7 wiederzugeben. Der Probenwähler oder Filter 90a liefert Ablesungen an das Stabilitätsprogramm 1000, wobei durch das Programm 1002 kontinuierliche Ablesungen für die gesamte Schweißung vorgenommen werden, wie durch den Programmschritt 1004 gesteuert wird. Diese akkumulierten oder durchschnittlichen Daten werden durch den Algorithmus 1006 analysiert, um die Stabilität eines Parameters zu bestimmen, der sich während des durch den Filter 90a ausgewählten Zeitzustandes ansammelt. In ähnlicher Weise wird die Stabilität für eine ausgewählte Anzahl von Ablesungen N bestimmt, in dem die Ablesungen durch den Programmschritt 1010 angesammelt und gemittelt werden. Diese angesammelten Daten werden durch den Algorithmus 1012 analysiert. Der betrachtete Zeitabschnitt wird durch das Reset-Programm 1014 begrenzt, wenn die Zählung die ausgewählte Zahl N überschreitet. Eine ähnliche Vereinfachung des detaillierten Programms in 8 ist in 19 wiedergegeben, in der gleiche Programmteile des Verfahrens nach 18 gleiche Nummern haben. In dem Schema der 19 wird die kontinuierliche Ansammlung und die Mittelwertbildung von Daten im Hinblick auf die Abweichung von einem Minimumprogrammteil 1020 oder einem Maximumprogrammteil 1022 analysiert. Der Schritt 1010 sammelt die Daten der Überschreitungen und wird im Hinblick auf Abweichungen von einem Minimalpegel durch den Programmteil 1030 bzw. von einem Maximalpegel durch den Programmteil 1032 analysiert. Die Analyseergebnisse durch die Unterprogramme 1020, 1022, 1030 und 1032 werden dann erfasst, abgelesen, gespeichert usw. wie insoweit schon beschrieben. Die 18 und 19 dienen zur Illustration der breiten Natur des Verfahrens, Daten von Zeitsegmenten zur Steuerung von elektrischen Lichtbogenschweißgeräten zu verwenden.
Die Erfindung besteht in der Überwachung eines Schweißgeräts. Die Zeitsegmente oder Zeitzustände sind Bereiche der Wellenform, die von dem Schweißgerät 10 verwirklicht wird. Die Überwachungsvorrichtung M liest während eines ausgewählten Zeitzustandes Daten ab und verwendet diese Daten zur Anzeige, Speicherung oder in einer anderen Verwendung. Das Schweißgerät umfasst einen Mikrocomputer, der die hier beschriebenen Programmoperationen ausführt. Der Ausdruck „Schaltkreis" wird für einen Bereich eines Computerprogramms verwendet. Die Benutzung des Wortes „Schaltkreis" zeigt an, dass ein verdrahteter Schaltkreis eingesetzt werden könnte, doch findet dies in der Praxis nicht statt. Die bei dieser Erfindung benutzte „Standardabweichung" ist lediglich eine Art und Weise, Stabilität zu definieren. Es sind verschiedenartige Stabilitätsprogramme erhältlich und können eingesetzt werden. In der Praxis wird die Abweichung als quadratischer Mittelwert als Standardabweichung benutzt oder es wird die absolute Abweichung bestimmt. Die Ausdrücke „Zeitzustand" und „Zeitsegment" werden irgendwie austauschbar benutzt. Der „Schweißzyklus" ist eine Zeit, während derer der Schweißvorgang durchgeführt wird. Es ist die Zeit zwischen einem Start und einem Ende einer Schweißoperation. Wellenformen und Wellengestalten werden irgendwie austauschbar benutzt. Die „Schweißzeit" ist synonym mit „Schweißzyklus". Die hohe Rate der Verarbeitung von Wellenformen bedeutet, dass während jedes Zeitzustandes viele Messungen vorgenommen werden. In der Praxis ist die Rate größer als 1 kHz und vorzugsweise 10 kHz oder größer. Der Ausdruck „Parameter" bezeichnet die Signale oder Funktionen der Bogencharakteristik, die normalerweise beim Schweißen gemessen werden. Dies sind Bogenstrom, Bogenspannung, die Zeit und die Zufuhrgeschwindigkeit des Drahtes, ohne darauf beschränkt zu sein. Innen befinden sich Signale, die in dem Schweißgerät eingesetzt werden, um den Schweißvorgang durchzuführen. Sie sind normalerweise in einem Schweißgerät nicht zugänglich. Computer, Mikroprozessor, Mikrocomputer sind austauschbare Ausdrücke, da der Prozessor selbst kein Teil der vorliegenden Erfindung ist. Ein „Steuersignal" ist ein Signal, welches den gewünschten Pegel oder die gewünschte Charakteristik eines Parameters oder internen Signals wiedergibt. Probencharakteristiken sind die Stabilität, der Pegel oder Ereignissignale, die von der Überwachungsvorrichtung M überwacht werden. Die Ausdrücke „Ablesen" und „Speichern" werden in ihrer breiten Bedeutung verwendet, und meinen die Ablesung und Speicherung von Daten. Der Ausdruck „Analyse" bedeutet die Verwendung von Daten der Überwachungsvorrichtung zur Bildung der gewünschten Information zur Beurteilung des Schweißvorgangs.
In der Praxis liegt die Ableserate für einige Signale niedrig, d.h. ungefähr bei 100 Hz. Der Strom und die Spannung werden normalerweise mit einer Rate von mehr als ungefähr 1,0 kHz abgelesen. Die Signale GSF und der PWM Eingang werden bei ungefähr 100 Hz aktualisiert, und die tatsächliche WFS wird bei unterhalb 1,0 kHz aktualisiert je nach dem Sensor 46c und dem tatsächlichen Geschwindigkeitsbereich.

Claims

Überwachungsvorrichtung (M) für ein Lichtbogenschweißgerät (10), während das Schweißgerät (10) einen ausgewählten Lichtbogenschweißvorgang durch Erzeugen tatsächlicher Schweißparameter zwischen einem sich vorschiebenden Schweißdraht (20) und einem Werkstück (30) durchführt, wobei der Vorgang einen Lichtbogen involviert und durch eine Reihe von sich schnell wiederholenden Wellenformen (100) definiert ist, die einen Schweißzyklus mit einer Zykluszeit bilden, wobei die Überwachungsvorrichtung (M) eine Logikzustandssteuerung (60) zum Segmentieren jeder der Wellenformen (100) in Wellenformen-Zeitzustände ((10) bis (13); S1 bis S5) mit den tatsächlichen Parametern entsprechenden Steuersignalen und einer Zeitdauer, eine Zustandsauswahlvorrichtung (62) zum Auswählen eines speziellen Wellenform-Zeitzustandes aus den segmentierten Wellenform-Zeitzuständen ((10) bis (13); S1 bis S5), dessen Zeit von Schweißbedingungen abhängt, Mittel zum Lesen eines der tatsächlichen Parameter und/oder der Zeitdauer, Mittel (80, 90) zum Vergleichen der tatsächlichen gelesenen Parameter und/oder der Zeitdauer mit einer Funktion des Steuersignals entsprechend dem einen tatsächlichen Parameter und/oder der Zeitdauer, und Mittel (82, 92) zum Verwenden dieses Vergleichs, um eine Charakteristik des Schweißvorgangs während des ausgewählten Zustands zu erzeugen, umfasst.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Lesen wenigstens eines der tatsächlichen Parameter periodisch mit einer Rate größer als etwa 100 Hz ausgestaltet ist.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Messen und Speichern von Pegelabweichungen eines ausgewählten Schweißparameters und/oder statistischer Abweichungen eines ausgewählten Schweißparameters und/oder Abweichungen eines ausgewählten Schweiß parameters von dem laufenden Durchschnitt des ausgewählten Parameters während eines ausgewählten der Wellenformzustände ausgestaltet ist.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (ein Programm) zum Messen der Abweichungen mit einer ausgewählten Rate.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (M) einen Schaltkreis (ein Programm) (80a, 80b) zum Erfassen einer Abweichung eines ausgewählten tatsächlichen Parameters von einem eingestellten Pegel für den ausgewählten Parameter mit einer vorgegebenen Rate während eines der Zustände sowie eines Zähler (254, 272) zum Speichern der Anzahl der erfassten Abweichungen während eines Schweißzyklus umfasst und/oder die Überwachungsvorrichtung (M) einen Schaltkreis (ein Programm) (90) zum Messen der Stabilität eines ausgewählten tatsächlichen Parameters mit einer vorgegebenen Rate während eines der Zustände sowie eine Speichervorrichtung (92) zum Speichern der gemessenen Stabilität für einen Schweißzyklus umfasst.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rate größer als etwa 1 kHz ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rate größer als etwa 5 kHz ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter ein Lichtbogenstrom ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter eine Lichtbogenspannung ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (20) in Richtung auf das Werkstück (30) mit einer gesteuerten Geschwindigkeit zugeführt wird und der Parameter die Drahtzuführgeschwindigkeit ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion des Steuersignals ein Minimumpegel ist und dass die Schweißcharakteristik ein Ereignissignal ist, das erzeugt wird, wenn der tatsächliche Parameter kleiner als der Minimumpegel ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion des Steuersignals ein Minimumpegel und ein Maximumpegel ist und die Schweißeigenschaft ein Ereignissignal ist, das erzeugt wird, wenn der tatsächliche Parameter kleiner als der Minimumpegel oder größer als der Maximumpegel ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion des Steuersignals ein Maximumpegel und die Schweißcharakteristik ein Ereignissignal ist, das erzeugt wird, wenn der tatsächliche Parameter größer als der Maximumpegel ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch einen Zähler (254, 272) zum Zählen der Ereignissignale für einen Schweißzyklus.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (266b, 286b) zum Zurückweisen des Schweißzyklus wenn der Durchschnitt der Ereignissignale pro Zustand einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15 gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (266a, 286a) zum Anzeigen einer Warnung, wenn der Durchschnitt der Ereignisse pro Zustand einen ersten Wert überschreitet, jedoch kleiner als ein vorgegebener Wert ist, der größer als der erste Wert ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgewählte Schweißvorgang ein Impulsschweißvorgang mit einem Spitzenstrom (I_P) und einem Hintergrundstrom (I_g) ist und der Wellenformzustand aus einer Klasse ausgewählt ist, die aus dem Spitzenstrom (I_P), dem Hintergrundstrom (I_B) oder beiden Strömen besteht.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (250) zum Erzeigen eines Ereignissignals, wenn der gelesene Strom des Wellenformzustands einen ersten Pegel überschreitet oder geringer als ein zweiter Pegel ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgewählte Schweißprozess ein STT-Schweißprozess mit einem Kurzwellenformzustand (S1, S2), der eine variable Länge aufweist, und einem Zustand, bei dem der Strom auf einen Plasmaboostzustand (S4) aufläuft, wobei der Plasmaboostzustand (S4) eine feste Dauer und einen gesteuerten Spitzenstrom (506) aufweist, ist.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der spezielle Wellenformzustand der Plasmaboostzustand (S4) ist, und umfassend einen Schaltkreis zum Erzeugen eines Ereignissignals immer dann, wenn der Spitzenstrom (506) gelesen wird und einen ersten Pegel überschreitet oder gelesen wird und geringer als ein zweiter Pegel ist.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 18 oder 20, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (820) zum Zählen und Speichern der Ereignissignale während jeder Wellenform.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis zum Festhalten der Anzahl der gespeicherten Zählungen.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis zum Bestimmen der statistischen Standardabweichung des Stroms des Wellenformzustands.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis zum Bestimmen, wenn die Abweichung größer als eine ausgewählte Abweichung ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardabweichung die RMS-Abweichung ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (950) zum Bestimmen der Zeitdauer des speziellen Wellenformzustands und Festhalten der Zeiten während des Schweißzyklus aufeinander folgender Zustände.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (950) zum Messen des Beginns des speziellen Wellenformzustands und zum Abtasten eines hohen dv/dt des Schweißvorgangs ausgestaltet ist, um die Endzeit des speziellen Wellenformzustands zu definieren.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkreis (950) zum Messen der Zeitdauer durch Abtasten einer Erhöhung oder einer Verringerung des Lichtbogenstroms ausgestaltet ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis zum Festhalten der akkumulierten Zykluszeit für eine ausgewählte Zeitspanne.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (990) zum Erfassen einer Plasmabogenbedingung, einen Schaltkreis (990) zum Erfassen einer Kurzschlussbedingung und einen Schaltkreis (992, 996) zum Festhalten des Verhältnisses der Bögen und der Kurschlüsse für einen ausgewählte Zeitspanne.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne eine Arbeitsschicht oder der Schweißzyklus ist.
Verfahren zum Überwachen eines Lichtbogenschweißgeräts (10), während das Schweißgerät (10) einen ausgewählten Lichtbogenschweißvorgang durch Erzeugen tatsächlicher Schweißparameter für den Vorgang durchführt, wobei das Verfahren umfasst: a) Erzeugen einer Reihe von sich schnell wiederholenden Wellenformen (100), die einen Schweißzyklus mit einer Schweißzeit bilden; gekennzeichnet durch b) Unterteilen der Wellenformen (100) in Wellenform-Zustände ((10) bis (13); S1 bis S5) und/oder Unterteilen der Wellenformen in Wellenform- Zeitzustände ((10) bis (13); S1 bis S5), von denen wenigstens einer ((13); S1 bis S2) eine schweißbedingungsabhängige Zeit aufweist; und c) Erfassen, mit einer ausgewählten Abfragerate von Fällen von Pegelabweichungen durch einen ausgewählten Schweißparameter, die in einem der Wellenform-Zustände ((10) bis (13); S1 bis S5), dessen Zeit schweißbedingungsabhängig ist, während der Schweißzeit auftreten, und/oder Messen der Stabilität eines ausgewählten Schweißparameters, der in einem der Zustände ((10) bis (13); S1 bis S5), dessen Zeit schweißbedingungsabhängig ist während der Schweißzeit auftritt und/oder der Stabilität der Zeiten des Zustands ((13); S1, S2), dessen Zeit schweißbedingungsabhängig ist, für die Schweißzeit.
Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißvorgang tatsächliche Schweißparameter zwischen einem sich vorschiebendem Schweißdraht (20) und einem Werkstück (30) erzeugt und der ausgewählte Vorgang durch Steuersignale an die Stromversorgung (12) des Schweißgeräts (10) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißvorgang ein internes Signal zum Steuern der Stromversorgung (12) oder der Drahtzuführgeschwindigkeit des Schweißdrahts (20), während er in Richtung auf das Werkstück (30) vorschreitet, erzeugt und umfassend ein Messen der Stabilität für das interne Signal während eines der Zustände für die Schweißzeit.
Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsergebnis eines Vergleichs des Werts eines tatsächlichen Schweißparameters mit einem Referenzwert als das gemessene interne Signal verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitssteuersignal für die Drahtzuführgeschwindigkeit als das gemessene interne Signal verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang einer Regeleinrichtung als das gemessene interne Signal verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch: d) Zählen der Abweichungen während der Schweißzeit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogenstrom als der Schweißparameter ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenspannung als der Schweißparameter ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitssignal an die Drahtzuführvorrichtung des Schweißgeräts als der Schweißparameter ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rate größer als etwa 1 kHz verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rate größer als 5 kHz verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass als die Stabilität die statistische Standardabweichung des ausgewählten Parame ters, die Standardabweichung der Zeiten und/oder die Standardabweichung der Erfassungen des internen Signals bei einer gegebenen Rate verwendet wird.