DE663002C - Einrichtung zum Steuern des Schweiss- bzw. Rollenkopfes oder des Werkstueckes bei Lichtbogen- bzw. Rollennahtschweissmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Lichtbogenbzw. Rollennahtschweißmaschinen, bei denen für den Vorschub des Schweiß- bzw. Rollenkopfes oder des Werkstückes ein Vorschubantrieb zur Erzeugung einer in einer bestimmten Richtung erfolgenden Bewegung (Grundbewegung) imd ein Vorschubantrieb zur Erzeugung einer in der einen oder anderen Richtung zur Grundbewegung senkrecht verlaufenden Bewegung (Querbewegung) vorgesehen sind und beide Vorschubantriebe mit Hilfe einer elektrischen Fühlersteuerung durch eine Schablone selbsttätig so gesteuert werden, daß der Schweißweg ein Abbild der Schablone ergibt. Bei einer solchen Steuerung werden nicht in die Richtung der Grundoder Querbewegungen fallende Schweißrichtungen (Soll-Schweißrichtungen) durch Aneinanderreihen von abwechselnd in die Grund- und Querbeweg.ungsrichtung fallenden Schweißwegstrecken verwirklicht. Es ist leicht zu übersehen, daß beim Schweißen in einer solchen Soll-Schweißrichtung, das in der angegebenen Weise durchgeführt wird, mehr oder weniger eine Anhäufung von Schweißmaterial gegenüber Schweißungen, die in gerader Strecke längs der Grundbewegung oder einer der Querbewegungen vorgenommen werden, eintritt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, solche Schweißmaterialanhäufungen zu verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß selbsttätig beim Schweißen in einer Richtung, die nicht direkt in die Richtung der Grundbewegung oder, einer der beiden Querbewegungen fällt, die Vorschubgeschwindigkeiten in der Grund- und Querbewegungsrichtung erhöht werden. Dabei erfolgt die selbsttätige Geschwindigkeitserhöhung durch einen Richtungsfühler, der gleichzeitig mit dem die Vorschubantriebe steuernden Hauptfühler die Schablone abtastet. Das Ergebnis der Geschwindigkeitserhöhung in den beiden Bewegungsrichtungen beim Schweißen in einer Soll-Schweißrichtung, die durch gewissermaßen treppenartiges Aneinandersetzen von in die Richtung der Grund- und Querbewegungen fallenden Schweißstrecken verwirklicht wird, besteht darin, daß beim Durchlaufen des treppenförmigen Schweißweges verhältnismäßig weniger Schweißmaterial zur Auftragung gelangt. Das Gesagte wird an Hand der Figuren deutlicher.

Es sei beispielsweise angenommen, daß eine Schweißung ausgeführt werden soll, die ein Abbild der in Fig. 1 in Aufsicht dargestellten Schablonenform ergeben soll. Da

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Karl Meiler in Berlin-Siemensstadt.

eine Vorschubbewegung entsprechend dem Aufbau der Maschine bzw. der Steuerung nur in Richtung der in Fig. ι eingetragenen Pfeile ι bis 4 erfolgen kann, kann eine Schweißung in einer Soll-Richtung entsprechend dem Pfeil 5 nur so erfolgen, daß in dieser Richtung treppenartig in die Grund- und Querbewegungsrichtung fallende Schweißwegstrecken aneinandergereiht werden. Fig. 2 läßt erkennen, wie eine entsprechend der Schablone nach Fig. 1 ausgeführte Schweißung in diesem Falle aussieht. Der rechte Teil der Fig. 2 zeigt die obenerwähnte treppenförmige Schweißraupenform. In dieser

J 5 Figur ist ein in Richtung des Pfeiles 2 verlaufender Schweißweg einem gleich langen, in Richtung des Pfeiles 3 (Fig. 1) verlaufenden Schweißweg gegenübergestellt. Streckt man die treppenförmig verlaufende Schweißraupe der Fig. 2, so erhält man, wie Fig. 2 a erkennen läßt, eine Schweißraupenlänge, die beträchtlich größer ist als die beim Schweißen in Richtung der Grundbewegung 2 (Fig. r). Praktisch verläuft die Schweißung nicht in der im rechten Teil der Fig. 2 präzise dargestellten Form. Es findet vielmehr ein Zusammenfließen des Schweißmaterials statt, so daß letzten Endes eine mehr oder weniger geradlinig verlaufende Schweißraupe von vergrößerter Stärke entsteht. Es wird in diesem Zusammenhange deutlich, daß man die Schweißraupenstärke ohne weiteres wieder auf das ursprüngliche Maß zurückführen kann, wenn man die Schweißgeschwindigkeit beim Durchlaufen der treppenförmigen Bahn, wie "vorgeschlagen wird, erhöht. Die Erscheinung 'der Schweißmaterialanhäufung tritt um so weniger hervor, je mehr die zu verwirklichende Schweißrichtung entsprechend dem Pfeil 5 der Fig. 1 entweder in die Richtung der Grundbewegung entsprechend den Pfeilen 1 und 2 oder in die Richtung der Querbewegungen entsprechend den Pfeilen 3 und 4 der gleichen Figur fällt. Man muß deshalb dafür sorgen, daß die Geschwindigkeitserhöhung beim Schweißen in Richtungen, die nicht mit der Grund- oder einer der Querbewegungen zusammenfallen, je nach dem Richuingswinkel, den die dazwischenliegende Soll-Schweißrichtung mit der Richtung der Grundbewegung einschließt, entsprechend verändert wird. Die Geschwindigkeitserhöhung muß dann ihren Höchstwert aufweisen, wenn die besagte Soll-Schweißrichtung jeweils den Winkel zwischen der Richtung der Grundbewegung und der einen oder der anderen der möglichen Querbewegungen halbiert.

Wie man den Erfindungsgedanken beispielsweise verwirklichen kann, ist aus Fig. 3 zu entnehmen. Die Schablone, nach der die Schweißung ausgeführt werden soll, ist mit 6 bezeichnet. Sie wird durch einen Fühlhebel/ abgetastet, der in eine Platte 8 ausläuft, in der die Rolle 9 drehbar gelagert ist. Die Schablone 6 nimmt an den Bewegungen des Schweißkopfes oder des Werkstückes teil. Die Rolle 9 wird dabei ständig gegen die Bahn der Schablone 6 gedrückt, so daß der Fühlhebel 7 entsprechende Bewegungen ausführt, die in an sich bekannter Weise zur Steuerung des Vorschubes in der einen oder 'anderen Querbewegungsrichtung dienen. Wie die eigentliche Steuerung des Vorschubes und damit die selbsttätige Kopierung der Schablonenform vor sich geht, ist im vorliegenden Zusammenhange ohne Bedeutung. Wichtig ist dagegen die Wirkungsweise eines Richtungsfühlers, der im wesentlichen durch eine Rolle 10 und einen Winkelhebel 11 verkörpert wird. Der Winkelhebel 11 ist in der Platte 8, und zwar in dem Punkt 12 drehbar gelagert. Um Mißverständnisse zu vermeiden, sei darauf hingewiesen, daß die Bewegungen des Winkelhebels π bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von denen der Rolle 9 unabhängig sind. Der Winkelhebel 11 trägt an seinem Ende zwei Kontaktstücke 13 und 14, die über Widerstände 15 und 16 hinweggleiten können. Diese Widerstände dienen zur Geschwindigkeitsregelung der Vorschubmotoren 17 und 18. Der Motor 17 dient dazu, den Vorschub in Richtung der Grundbewegung, der Motor iS, die Vorschubbewegungen in Richtung der einen oder anderen Querbewegung zu bewirken.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung ergibt folgende Wirkung: Solange die Teile die in der Figur dargestellte Lage zueinander einnehmen, ist den beiden Motoren 17 und 18 eine bestimmte Normalgeschwindigkeit vorgeschri.e'-ben. Schlägt der Winkelhebel 11 infolge der Gestalt der an der Fühlereinrichtung vorbeilaufenden Schablone 6 entgegen dem Uhrzeigersinne aus, so werden den beiden Motoren durch Ausschalten von Widerstand größere Geschwindigkeiten vorgeschrieben. Erreicht der Ausschlag die 45°-Stellung, so ist für beide Motoren der Widerstand vollständig ausgeschaltet. Sie haben bei dieser Stellung während ihres Betriebes eine Höchstdrehzahl. Schlägt der Winkelhebel 11 in der angegebenen Richtung darüber hinaus weiter aus, so wird wieder mehr und mehr Widerstand eingeschaltet, bis schließlich beim Ausschlag um 90⁰ wieder genau soviel Widerstand eingeschaltet ist, wie es bei der Ausgangsstellung des Winkelhebels 11 der Fall war. Die Geschwindigkeit, mit der die Motoren 17 und 18 in diesem Augenblick arbeiten können, ist damit wieder gleich dem Ursprungswert. Zu dem gleichen Ergebnis kommt man, wenn

man die Vorgänge beim Ausschlagen des Winkelhebels 11, von seiner normalen Stellung ausgehend, im Uhrzeigersinne verfolgt. An dieser Stelle sei noch bemerkt, daß die Motoren 17 und 18 natürlich immer nur dann in Betrieb sind, wenn der Fühlhebel 7 sie über die zugeordnete Schalteinrichtung einschaltet. Aus der Beschreibung der Wirkungsweise der Steuerung geht hervor, daß. die Vorschubbewegungen in der Grundrichtung und der einen oder anderen Richtung quer dazu bei Soll-Schweißwegrichtungen, die nur durch treppenartiges Aneinanderreihen verwirklicht werden können, tatsächlich erhöht werden und daß diese Geschwindigkeitserhöhung mit der Größe der Abweichung der Soll-Schweißrichtung von der Richtung der Grundbewegung zunimmt und mit der Annäherung an die Richtung der einen oder

?.o andienen Querbewegung wieder viermindert wird. Welche Gesetzmäßigkeit man den Änderungen der Vorschubgeschwindigkeiten zugrunde legt, ist von Fall zu Fall zu entscheiden. An sich kann man jede gewünschte Gesetzmäßigkeit durch entsprechende Bemessung oder Abstufung der Widerstände 15 und 16 erreichen. So ist es beispielsweise auch möglich, die Geschwindigkeiten der beiden Motoren 17 und 18 in verschieden starkem Maße zu- bzw. abnehmen zu lassen. Auch die Zu- und Abnahme der Geschwindigkeiten jedes dieser Motoren kann durch eine entsprechende Staffelung der Widerstände nach der einen oder anderen Richtung hin nach jeder beliebigen Gesetzmäßigkeit erreicht werden.

Bei der Geschwindigkeitsänderung der beiden Vorschubmotoren ist man im übrigen nicht an eine Regelung des Ankerstromes, wie es beim Ausführungsbeispiel geschieht, gebunden. Man kann die Geschwindigkeit dieser Motoren auch durch Änderung des Feldes herbeiführen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Steuern des Schweiß- bzw. Rollenkopfes oder des Werkstückes bei Lichtbogen- bzw. Rollennahtschweißmaschinen, bei denen für den Vorschub des .Schweiß- bzw. Rollenkopfes oder des Werkstückes ein Vorschubantrieb zur Erzeugung einer in einer bestimmten Richtung erfolgenden Bewegung (Grundbewegüng) und ein Vorschubantrieb zur Erzeugung einer in der einen oder anderen Richtung zur Grundbewegung senkrecht verlaufenden Bewegung (Querbewegung) vorgesehen sind und beide Vorschubantriebe mit Hilfe einer elektrischen Fühlersteuerung durch eine Schablone selbsttätig so gesteuert werden, daß der Schweißweg ein Abbild der Schablone ergibt, wobei durch die Schablone vorgeschriebene, nicht in die Richtung der Grund- oder Querbewegungen fallende Schweißrichtungen (Soll-Schweißrichtungen) durch Aneinanderreihen von abwechselnd in die Grund- und Querbewegungsrichtung fallenden Schweißwegstrekken erzielt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone zusätzlich durch einen Richtungsfühler (10, 11) abgetastet wird, der mit der Größe der Abweichungen derartiger Soll-Schweißrichtungen (5, Fig. 1) von der Grundbewegungsrichtung (1,2, Fig. i) die Vorschubgeschwindigkeiten in den Grund- und Querbewegungsrichtungen (1, 2, 3, 4, Fig. 1) bis auf ein bestimmtes Maß erhöht und diese Geschwindigkeiten mit weiterer Zunahme der Abweichungen wieder verringert, bis sie schließlich beim Zusammenfallen mit der einen oder anderen Querbewegungsrichtung (3,4, Fig. 1) wieder ihre Ausgangswerte erreichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen