PL188266B1 - Urządzenie sterujące maszyny spawalniczej - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie sterujace maszyny spawalniczej wzglednie agregatu spawal- niczego, skladajace sie z palnika spawal- niczego polaczonego za pomoca przewo- dów laczacych z maszyna spawalnicza, przy czym na palniku spawalniczym jest umieszczone przynajmniej jedno urzadze- nie wejsciowe i/albo jedno urzadzenie wskaznikowe, znamienne tym, ze urzadze- nie sterujace (4) jest polaczone z szeregowa magistrala przesylania danych (47), zwlasz- cza magistrala polowa, do której sa przyla- czone palnik spawalniczy (10), i ewentualnie dalsze zespoly maszyny spawalniczej (1). Fig. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sterujące maszyny spawalniczej, zwłaszcza przeznaczonej do realizacji najróżniejszych procesów spawania, takich jak spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazów obojętnych, spawanie łukiem wirującym, spawanie punktowe metodą TIG

Znane są już urządzenia sterujące maszyn spawalniczych, w których na palniku spawalniczym jest umieszczone urządzenie wejściowe i urządzenie wskaźnikowe. Poszczególne elementy obsługowe urządzenia wskaźnikowego są połączone przewodami bezpośrednio z urządzeniem sterującym, szczególnie ze sterownikiem mikroprocesorowym maszyny spawalniczej, tak że przez uruchomienie elementu obsługowego palnika rozpoczyna się proces sterowania. Przedsięwzięte zmiany względnie nastawy są pokazane na urządzeniu wskaźnikowym umieszczonym na palniku, tak że użytkownik może je w każdej chwili odczytać. Niekorzystne jest przy tym, że przez bezpośrednie połączenie poszczególnych elementów obsługowych z urządzeniem sterującym konieczna jest duża liczba przewodów, tak że powstaje odpowiednio gruba wiązka kabli łącząca maszynę spawalniczą z palnikiem, z czego wynika ograniczenie elastyczności, utrudniające użytkownikowi obsługę palnika.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sterujące maszyny spawalniczej względnie agregatu spawalniczego, składające się z palnika spawalniczego połączonego za pomocą przewodów łączących z maszyną spawalniczą, przy czym na palniku spawalniczym jest umieszczone przynajmniej jedno urządzenie wejściowe i/albo jedno urządzenie wskaźnikowe.

Według wynalazku, urządzenie sterujące jest połączone z szeregową magistralą przesyłania danych, zwłaszcza magistralą połową, do której są przyłączone palnik spawalniczy i ewentualnie dalsze zespoły maszyny spawalniczej.

Korzystnie, poszczególne elementy konstrukcyjne potrzebne do transmisji danych przez magistralę przesyłania danych, a zwłaszcza zasilacz wskaźnika, analogowe i/albo cyfrowe wejścia i/albo wyjścia, zasilacz złączy, są umieszczone na palniku spawalniczym, przy czym magistrala danych jest utworzona przez CAN, Interbus-S, Profibus i posiada szeregowe złącza, szczególnie RS232, RS485 a między urządzeniem sterującym (4) a palnikiem spawalniczym (10) jest utworzona przez układ przewodów magistrali przesyłowej, do którego są przyłączone przynajmniej dwa urządzenia rozgałęźnikowe, takie jak zasilacze złączy.

Umieszczone na palniku spawalniczym urządzenie wejściowe i/albo urządzenie wyjściowe są połączone z urządzeniem sterującym za pomocą magistrali przesyłania danych.

Według wynalazku, elementy obsługowe są przyłączone do magistrali przesyłania danych za pomocą analogowych i/albo cyfrowych wejść i/albo wyjść.

Korzystnie, różne typy palników spawalniczych są wyposażone ewentualnie w różne urządzenia wejściowe i/albo w urządzenia wskaźnikowe, a takiego samego rodzaju urządzenia rozgałęźnikowe, jak zasilacze złączy, służące do przyłączenia, są przyłączone do magistrali przesyłania danych.

W palniku spawalniczym jest umieszczony sprzężony z magistralą przesyłania danych, element pamięci służący do określania albo do przechowywania oznaczenia identyfikacyjnego przyporządkowanego do danego typu palnika spawalniczego.

Urządzenie według wynalazku stanowi korzystnie sterownik mikroprocesorowy i posiada pamięć oprogramowania, szczególnie dla programu zastosowania, umożliwiającą dopisywanie i zmiany informacji, która jest połączona z gniazdem, szczególnie z magistralą przesyłania danych.

Urządzenie maszyny spawalniczej jest połączone magistralą danych z przynajmniej jednym urządzeniem sterującym przynajmniej jednego zewnętrznego urządzenia, takiego jak robot spawalniczy albo automat spawalniczy.

188 266

Układ przewodów magistrali przesyłania danych jest utworzony przez jeden albo kilka światłowodów.

Magistrala przesyłania danych jest połączona z zewnętrznym urządzeniem, w którym jest umieszczone urządzenie wejściowe i/albo urządzenie wskaźnikowe przy czym obydwa te urządzenia, podczas procesu spawania są połączone z urządzeniem sterującym, transmitując sygnały przez magistralę przesyłania danych.

Rozwiązanie według wynalazku dotyczy urządzenia sterującego umożliwiającego prostą transmisję danych między palnikiem a maszyną spawalniczą.

Korzystne jest przy tym, że przez zastosowanie tej drogi przesyłania danych możliwe jest kolejne przesyłanie danych, z dowolnej liczby przebiegów sterowania, między palnikiem a maszyną spawalniczą. Dalsza zaleta tej drogi przesyłania danych polega na tym, że z maszyną spawalniczą można łączyć dowolnie wiele odmian palników bez konieczności dopasowywania do nich odpowiedniego osprzętu, ponieważ wystarczy dostosowanie oprogramowania.

W rozwiązaniu według wynalazku można zastosować krótkie przewody między czynnymi i biernymi elementami konstrukcji a urządzeniem wejściowym względnie wyjściowym, dzięki czemu może być utrzymany niewielki wpływ otoczenia na przewody.

Według wynalazku, do transmisji danych potrzebna jest mniejsza liczba przewodów a za pomocą układu tych linii przesyłania informacji można sterować równocześnie wieloma elementami.

Możliwe jest tu przenoszenie przez urządzenie wejściowe względnie wyjściowe do maszyny spawalniczej dowolnej liczby informacji dotyczących różnych przebiegów sterowania, jak również umieszczenie na palniku dowolnie wielu elementów obsługowych a do transmisji danych jest potrzebna nieduża liczba przewodów magistrali przesyłowej.

Dzięki zastosowaniu standardowej magistrali przesyłania danych, z maszyną spawalniczą może być połączony każdy dowolny palnik, co daje użytkownikowi wysoką elastyczność stosowania i możliwe jest automatyczne dopasowanie urządzenia sterującego do danego palnika.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na korzystne pod względem kosztów wykonanie maszyny spawalniczej z odpowiednią magistralą przesyłania danych.

Poprzez prostą zmianę oprogramowania w maszynie spawalniczej możliwe jest przyłączenie palnika w nowej wersji rozwojowej, względnie palnika innego, do pracującej już maszyny spawalniczej.

Zaproponowany układ zawierający niedużą ilość przewodów niezbędnych do transmisji danych umożliwia włączenie do wspólnej sieci z urządzeniem sterującym maszyny spawalniczej urządzeń sterujących innych maszyn biorących udział w procesie produkcyjnym a zastosowanie światłowodów upraszcza transmisję danych i w znacznym stopniu eliminuje wpływy zewnętrzne, przy czym użytkownik podczas procesu spawania może dokonać zamiany przynajmniej jednego parametru spawania, a więc może proces spawania optymalnie dopasować do różnych warunków.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku na którym, fig. 1 przedstawia schematycznie budowę maszyny spawalniczej z palnikiem, w uproszczonym schematycznym przedstawieniu, a na fig. 2 jest przedstawiony w uproszczonej formie schemat blokowy maszyny spawalniczej

W opisanym przykładzie wykonania te same części są zaopatrzone w te same oznaczenia a użyte w opisie określenia dotyczące położenia, jak na przykład na górze, na dole, z boku i tak dalej, są odniesione odpowiednio do przedstawionych figur. Również poszczególne cechy pokazanego przykładu wykonania mogą przedstawić niezależne od siebie, zgodne z wynalazkiem rozwiązania.

Na figurze 1 jest pokazana maszyna spawalnicza do realizacji najróżniejszych procesów spawania, jak na przykład spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazów obojętnych, spawanie łukiem wirującym, spawanie punktowe metodą T1G. Maszyna spawalnicza 1 zawiera źródło prądu 2 z zespołem zasilania 3, urządzenie sterujące 4 i człon przełączający 5 przyporządkowany do zespołu zasilania 3 względnie urządzenia sterującego 4. Człon przełączający 5, względnie urządzenie sterujące 4, jest połączony z zaworem sterującym 6, który jest umiesz188 266 czony na przewodzie zasilającym 7 dla gazu 8 między zbiornikiem gazu 9 a palnikiem 10. Gaz 8 jest gazem ochronnym (obojętnym), na przykład jest to CO₂, hel albo argon i tym podobne. Przez urządzenie sterujące 4 może być również sterowany jeszcze zespół posuwu drutu, używany zwykle przy spawaniu elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego oraz spawaniu lukiem wirującym, przy czym drut spawalniczy 13 z bębna magazynowego 14 przez przewód zasilający 12 jest doprowadzony do obszaru palnika 10. Prąd do wytworzenia łuku elektrycznego 15 między drutem spawalniczym 13 a przedmiotem obrabianym 16 jest doprowadzony do palnika 10 względnie do drutu spawalniczego 13 przewodem zasilającym 17 z zespołu zasilania 3 źródła prądu 2. W celu chłodzenia palnika 10 jest on podłączony do obiegu chłodzącego 18. W ten sposób następuje chłodzenie palnika 10 względnie drutu spawalniczego 13.

Maszyna spawalnicza 1 posiada urządzenie wejściowe i/albo urządzenie wskaźnikowe 21, za pomocą którego mogą być nastawione różne parametry spawania względnie rodzaj pracy maszyny spawalniczej 1. Parametry spawania nastawione za pomocą urządzenia wejściowego i/albo urządzenia wskaźnikowego 21 są dalej przesyłane do urządzenia sterującego 4, które z kolei steruje poszczególnymi elementami maszyny spawalniczej 1.

Jest oczywiście możliwe, że palnik 10 nie jest - jak w przedstawionym przykładzie wykonania - połączony z poszczególnymi elementami, szczególnie z maszyną spawalniczą 1 względnie z zespołem posuwu drutu 11, za pomocą osobnych przewodów, lecz że poszczególne przewody są zebrane w pakiet (wiązkę) i przyłączone do palnika 10.

Palnik 10 posiada urządzenie wejściowe 22 oraz urządzenie wskaźnikowe 23. Przy prowadzeniu procesu spawania użytkownik może odczytać nastawione parametry na urządzeniu wskaźnikowym 23 a za pomocą urządzenia wejściowego (urządzenia do wprowadzania danych) 22 może parametry spawania zmienić w celu optymalizacji procesu spawania. Urządzenie wejściowe 22 może być wykonane w formie przycisków.

Na figurze 2 jest przedstawiony w uproszczonej formie schemat blokowy maszyny spawalniczej 1.

Urządzenie sterujące 4 jest wykonane przeważnie w formie sterownika mikroprocesorowego 24. Na wejściu urządzenia sterującego 4, szczególnie sterownika mikroprocesorowego 24, za pomocą kilku przewodów, z których dla przejrzystości przedstawiono tylko przewody 25, 26, jest przyłączone urządzenie wejściowe i/albo urządzenie wskaźnikowe 21. Jest przy tym jednak możliwe, że urządzenie wejściowe i/albo urządzenie wskaźnikowe 21 może być rozdzielone na osobne urządzenie wejściowe 27 i osobne urządzenie wskaźnikowe 28. Wprowadzenie danych do urządzenia wejściowego 27 może następować za pomocą klawiatury albo w inny sposób, na przykład za pomocą potencjometru, ekranu dotykowego albo konwencjonalnego przycisku. Użytkownik za pomocą przycisków na maszynie spawalniczej 1 może nastawić pożądane parametry spawania dla różnych procesów spawania.

Urządzenie wskaźnikowe 28 może być wykonane w formie monitora, wyświetlacza z diodą świecącą, wyświetlacza na ciekłych kryształach, wskaźnika cyfrowego, ekranu albo ekranu dotykowego, przy czym urządzenie wskaźnikowe 28 pokazuje użytkownikowi wybrane parametry spawania, szczególnie ich wartości. Wymiana danych między urządzeniem wejściowym i/albo urządzeniem wskaźnikowym 21, szczególnie urządzeniem wejściowym 27, a urządzeniem wskaźnikowym 28, następuje za pomocą przewodów 25, 26, to znaczy, że przy uruchomieniu urządzenia wejściowego 27 zostaje przekazany odpowiedni sygnał do urządzenia sterującego 4 w odpowiedzi na który, urządzenie sterujące 4, szczególnie sterownik mikroprocesorowy 24, przeprowadza odpowiedni proces sterowania. Równocześnie zostaje uaktywnione za pośrednictwem przewodu 26, urządzenie wskaźnikowe 28, na którym pokazuje się odpowiednia wartość względnie sygnał przekazany z urządzenia sterującego 4 do urządzenia wskaźnikowego 28.

Do wejść i/albo wyjść sterownika mikroprocesorowego 24 za pomocą magistrali sygnałów, która jest utworzona z przewodów przenoszących rozkazy i dane, jest przyłączona pamięć 30. W pamięci 30 są przechowywane poszczególne dane oraz programy, szczególnie programy standardowe, które są konieczne do sterowania maszyną spawalniczą 1. W pamięci 30 mogą być również przechowywane inne dane dotyczące użytkowania maszyny spawalni6

188 266 czej. W razie potrzeby użytkownik może „wywołać” dane względnie nastawy maszyny spawalniczej 1, które są zmagazynowane w pamięci 30.

Aby urządzenie sterujące 4 mogło sterować procesem spawania, jest ono połączone z zespołem zasilania 3 za pomocą przewodu 31, przez który następuje wymiana danych między zespołem zasilania 3 a urządzeniem sterującym 4. Może być użytych do tego celu kilka przewodów 31, ale ze względu na przejrzystość schematu jest przedstawiony tylko jeden przewód 31. Zespół zasilania 3 może być utworzony na przykład przez sterowane impulsami źródło prądu zwrotnego 32. Zespół zasilania 3 jest zasilany prądem i napięciem z sieci zasilającej 35 przez przewody zasilające 33, 34. Oczywiście zamiast sieci zasilającej 35 może być zastosowany każdy inny rodzaj źródła energii, jak na przykład baterie. Sieć zasilająca 35 może być dwufazowa lub trójfazowa.

Zadaniem zespołu zasilania 3 jest zamiana energii dostarczonej przez sieć 35 na odpowiednią energię spawania, co jest znane ze stanu techniki a więc nie będzie bliżej wyjaśniane. W celu wytworzenia obwodu prądu spawania, zespół zasilania 3 jest połączony przewodem zasilającym 17 z palnikiem 10 a przewodem zasilającym 36 z obrabianym przedmiotem 16. Do spowodowania wyładowania łukowego 15 między drutem spawalniczym 13 a przedmiotem obrabianym 16 może służyć na przykład generator wysokiej częstotliwości 37 w maszynie spawalniczej 1. Generator 37 jest połączony przewodami 38, 39 zarówno z urządzeniem sterującym 4 jak również z przewodem zasilającym 17 palnika 10. Oczywiście do spowodowania wyładowania łukowego 15 może być zastosowany każdy inny sposób znany ze stanu techniki. Aby generator wysokiej częstotliwości 37 mógł spowodować wyładowanie łukowe 15 między drutem spawalniczym 13 i przedmiotem obrabianym 16, musi generator otrzymać z urządzenia sterującego 4 sygnał wysokiej częstotliwości, który zostaje przekształcony w energię spawania powodując wyładowanie łukowe.

Aby umożliwić kontrolę procesu spawania, na przewodzie zasilającym 17 jest umieszczone urządzenie pomiarowe 40. Urządzenie pomiarowe 40 może być przy tym utworzone przez znany do stanu techniki bocznik 41, przez co przepływ prądu przez przewód zasilający 17 może być wykryty przez urządzenie pomiarowe 40. Po obu stronach bocznika 41 z przewodem zasilającym 17 są połączone przewody 42, 43, których drugie końce sąpołączone z urządzeniem przetwornikowym 44. Urządzenie przetwornikowe 44 zmienia pomiarowy analogowy sygnał na sygnał cyfrowy i przesyła go przewodem 45 do urządzenia sterującego 4. Urządzenie przetwornikowe 44 może być zaprojektowane również jako wzmacniacz sygnału pomiarowego. Wtedy pomiarowy sygnał nie jest - jak wspomniano poprzednio - zamieniany na sygnał cyfrowy lecz zostaje wzmocniony o uprzednio ustaloną wartość.

Aby mogło być również uwzględnione napięcie na palniku 10, względnie między drutem spawalniczym 13 a przedmiotem obrabianym 16, przewód zasilający 36 jest połączony przewodem 46 z urządzeniem przetwornikowym 44. Urządzenie przetwornikowe 44 ma za zadanie przekształcić wartości względnie sygnały analogowe, zmierzone przez urządzenie pomiarowe 40, między drutem spawalniczym 13 i przedmiotem obrabianym 16 na wartości względnie sygnały cyfrowe lub też sygnały analogowe wzmocnić i te przekształcone lub przesyłać wzmocnione sygnały do urządzenia sterującego 4, gdzie następuje ich obróbka.

Urządzenie sterujące 4 posiada magistralę przesyłania danych 47, do której mogą być przyłączone palnik 10 i/albo dalsze zespoły maszyny spawalniczej 1 i/albo aparatury spawalniczej, takie jak robot spawalniczy, urządzenie produkcyjne, linia produkcyjna, stół obrotowy i tak dalej. Magistrala przesyłania danych 47 może być utworzona na przykład przez CAN, Interbus-S, Profibus i tak dalej i może posiadać seryjne złącze, szczególnie RS232, RS485 i tak dalej. Magistrala przesyłania danych 47 między urządzeniem sterującym 4 a palnikiem 10 jest utworzona przez układ przewodów 48, który składa się z przynajmniej dwóch przewodów elektrycznych. Do układu przewodów 48 są przyłączone przynajmniej dwa urządzenia rozgałęźnikowe, które składają się z pojedynczych elementów konstrukcyjnych do transmisji danych magistralą przesyłania danych 47 i są oznaczone jako zasilacze złączy 49, 50. A więc urządzenie wejściowe 22 i/albo urządzenie wskaźnikowe 23 są połączone z urządzeniem sterującym 4. Palnik 10, jak schematycznie pokazuje obramowanie linią kreskową, posiada poszczególne elementy konstrukcyjne do przenoszenia danych przez układ przewodów 48.

188 266

Dla wymiany danych, za pomocą zaliczanej do stanu techniki magistrali przesyłania danych 47, między urządzeniem sterującym 4 a palnikiem 10, na palniku jest umieszczony zasilacz złączy 50 z przynależnymi do niego zespołami funkcjonalnymi. Na palniku 10 mogą być również umieszczone odpowiednie elementy obsługowe 52, na przykład poszczególne przyciski 53, 56, z analogowymi i/albo cyfrowymi wejściami i/albo wyjściami 51. Do zasilacza złączy 50 może być również przyłączone urządzenie wskaźnikowe 23, a więc przez zasilacz złączy 50 może następować również wymiana informacji dotyczących wskazań.

Przez umieszczenie na palniku 10 elementów obsługowych 52 urządzenia wejściowego 22, użytkownik może z palnika 10 wywoływać względnie nastawiać różne przebiegi lub parametry spawania, które są pokazywane przez urządzenie wskaźnikowe 23 znajdujące się również na palniku 10. To znaczy, że na przykład przez uruchomienie przycisku 53 do 56 zostaje przesłany sygnał z zasilacza złączy 50 przez układ przewodów 48 do urządzenia sterującego 4, po czym urządzenie sterujące 4 przeprowadza odpowiednią zmianę stanu pracy i tę zmianę przez zasilacz złączy 50 generuje odpowiedni sygnał sterujący dla urządzenia wskaźnikowego 23 a więc użytkownik może odczytać wprowadzaną zmianę na urządzeniu wskaźnikowym 23.

Dzięki połączeniu palnika 10, a szczególnie jego urządzenia wejściowego 22 oraz urządzenia wskaźnikowego 23, z urządzeniem sterującym 4 za pomocą magistrali przesyłania danych 47 możliwe jest zmniejszenie liczby przewodów do komunikacji między palnikiem 10 a urządzeniem sterującym 4. Do szeregowej (kolejnej) transmisji danych wystarczy dwa do dziewięciu przewodów. Transmisja danych za pomocą magistrali przesyłania danych 47 jest prowadzona według odpowiedniego protokołu przekazywania, przy czym może być zastosowany każdy dowolny znany ze stanu techniki protokół przekazywania.

Przez umieszczenie na palniku 10 czynnych i biernych elementów konstrukcyjnych do przenoszenia danych osiąga się tę korzyść, że różne typy palników 10 mogą być zastosowane w tej samej maszynie spawalniczej 1. To znaczy, że na przykład palnik 10 z odpowiednim zasilaczem złączy 50, na przykład RS232, może być zastosowany teraz - nie jak w przedstawionym przykładzie wykonania - z czterema przyciskami 53 do 56, lecz może mieć ich więcej, tak ze przez palnik 10 mogą być zrealizowane również funkcje specjalne, przy czym dla tego rodzaju palnika 10 nie są konieczne dodatkowe przewody sterujące. Jest możliwe, ponieważ przy uruchomieniu dodatkowych przycisków przenoszenie realizowanych funkcji względnie zmian przez magistralę przesyłania danych 47 następuje za pomocą tego samego protokołu przekazywania, tak że może być zastosowana dowolna liczba przycisków 53 do 56. Urządzenie sterujące 4 wykorzystuje otrzymane dane i realizuje odpowiednie procesy sterowania względnie regulacji.

Teraz nie jest już konieczne dostosowanie maszyny spawalniczej 1 do różnych palników 10, wystarczy do poszczególnego palnika dostosować oprogramowanie, które jest przekazywane w pamięci 30. Przekazywanie danych do różnych palników 10 może bowiem być realizowane za pomocą standardowego protokołu przekazywania. Przy zakupie nowego palnika 10 użytkownik może otrzymać również odpowiednią dyskietkę aktualizacyjną, która może być ułożona do mechanizmu napędu dyskietki wbudowanego lub połączonego z maszyną spawalniczą 1, bądź też do komputera połączonego z magistralą przesyłania danych 47, by w ten sposób przeprowadzić adaptację oprogramowania przechowywanego w pamięci 30 dostosowując je do nowego palnika 10. Oprogramowanie maszyny spawalniczej 1 może być od razu dostosowane do różnych palników 10, tak że użytkownik musi jedynie połączyć palnik 10 z maszyną spawalniczą 1 za pomocą wiązki przewodów, by móc wykorzystać wszystkie funkcje palnika 10 dla przeprowadzenia procesu spawania.

Oczywiście jest możliwe uzupełnianie lub zmiana informacji zmagazynowanych w pamięci 30 urządzenia sterującego 4.

Dzięki takiemu wykonaniu, dowolnie wiele palników 10 może być zastosowanych w tej samej maszynie spawalniczej 1, przez co użytkownik uzyskuje stosunkowo wysoką elastyczność jego stosowania. Do tego jest również możliwe, że przy zmianie palnika 10 jest on automatycznie „rozpoznawany”. Może to być zrealizowane w ten sposób, że palnik 10 posiada swoje oznaczenie identyfikacyjne, które przy uruchamianiu maszyny spawalniczej 1 zostaje automatycznie „przesłane” z zasilacza złączy 50 magistralą przesyłania danych 47 do pamięci

188 266 w urządzeniu sterującym 4. Urządzenie sterujące 4 porównuje oznaczenie identyfikacyjne przesłane z palnika 10 z oznaczeniem umieszczonym w pamięci 30 i przy jego zgodności określa typ palnika i dostosowuje do niego sterowanie, to znaczy „wyciąga” z pamięci uprzednio ustalone nastawy różnych parametrów spawania, co pozwala na optymalizację procesu spawania. Jest również możliwe, że różne typy palników 10 są ewentualnie wyposażone w różne urządzenia wejściowe 22 i/albo urządzenia wskaźnikowe 23. Każdy z tych palników posiada swoje oznaczenie identyfikacyjne, które również pozwala na automatyczne rozpoznanie konkretnego typu palnika 10.

W przedstawionym przykładzie wykonania jest na przykład możliwe, że przycisk 53 służy do podwyższania, a przycisk 54 do zmniejszania wartości pokazywanych na urządzeniu wskaźnikowym 23, przeważnie wyświetlaczu na ciekłych kryształach. To znaczy, że użytkownik przez uruchomienie przycisku 53 może na przykład podwyższyć wskazywaną wartość z 50 na 60. Może to nastąpić na przykład przez uruchamianie przycisku 53 „krok za krokiem”, przez co sygnał' zostaje przesłany przez zasilacz złączy 50 do urządzenia sterującego 4, które przez przewód 38 przesterowuje zespół zasilania 3.

Dalsze przyciski 55, 56 mogą być zastosowane na przykład do wyboru odpowiednich parametrów spawania. To znaczy, że na przykład uruchomienie przycisku 55 zmienia parametr wartości prądu na średnicę drutu spawalniczego, a ustalona średnica drutu zostaje pokazana na urządzeniu wskaźnikowym 23. Za pomocą przycisku 55 może teraz użytkownik „wywoływać” poszczególne parametry spawania.

Opisanego rodzaju palnik 10 daje użytkownikowi możliwość wybrania i nastawienia wszystkich stojących do dyspozycji parametrów spawania palnika 10.

Różnica między wyżej opisanym palnikiem 10 a znanym ze stanu techniki palnikiem 10 z urządzeniem wejściowym 22 i urządzeniem wskaźnikowym 23 polega na tym, że przy palniku 10 według stanu techniki poszczególne elementy obsługowe 52 są połączone z urządzeniem sterującym 4, przeważnie sterownikiem mikroprocesorowym 24, bezpośrednio za pomocą osobnych przewodów. To znaczy, że na przykład przy zastosowaniu palnika 10 według stanu techniki, posiadającego przycisk zapalnika, przycisk zwiększania i zmniejszania wartości parametru (up-down), potencjometr, wskaźnik z diodą świecącą względnie wskaźnik 7-segmentowy. te elementy obsługowe 52 są połączone ze sterownikiem mikroprocesorowym 24 bezpośrednio za pomocą osobnych przewodów. Z powodu osobnych bezpośrednich połączeń poszczególnych elementów obsługowych 52 z urządzeniem sterującym 4 do maszyny spawalniczej jest doprowadzona duża liczba przewodów zebranych w pakiet, który jest odpowiednio gruby a więc ogranicza elastyczność palnika 10. Istotna wada palnika 10 znanego do stanu techniki polega na tym, że przy różnych palnikach 10 w zależności od zakresu funkcji poszczególnych palników również maszyna spawalnicza 1, a szczególnie jej źródło prądu 2, musi być różnie zbudowana albo przewymiarowana, aby można było do niego przyłączyć dużą liczbę różnych palników 10.

W układach według stanu techniki, w których elementy obsługowe 52 są połączone bezpośrednio z urządzeniem sterującym 4, przy zmianie funkcji palnika 10 musi być również dokonana zmiana w maszynie spawalniczej 1, zwłaszcza w jej układzie elektronicznym, z czego wynika wysoki koszt zastosowania palnika 10 w nowej, ulepszonej wersji. Aby zagwarantować odpowiednie zabezpieczenie przed zakłóceniami poszczególne zespoły zasilające powinny być umieszczone bezpośrednio na elementach obsługowych 52, względnie na urządzeniu wskaźnikowym 24, w celu uniknięcia zakłóceń na przewodach. Z powodu dużej liczby przewodów dla poszczególnych elementów obsługowych 52 koszt zabezpieczenia przewodów przed zakłóceniami jest wysoki, wynika również z powiększenia gabarytów palnika 10, co znów ogranicza „elastyczność” stosowania palnika.

Ponieważ różne palniki według stanu techniki mogą mieć różne wtyczki, więc dla różnych palników musi być zastosowany różny osprzęt, co podnosi koszty wykonania maszyny spawalniczej 1.

Przez wykonanie zgodnego ze stanem techniki palnika 10 z osobnymi, bezpośrednio z urządzeniem sterującym 4 połączonymi przewodami zostaje ograniczona funkcjonalność palnika 10. Ponadto wykonanie maszyny spawalniczej 1, do którego pasowałby każdy dowol188 266 ny palnik 10, jest drogie, ponieważ istnieje konieczność dostosowania osprzętu do różnych przyłączy i różnych wariantów elementów obsługowych 52. To znaczy, że na przykład przy zastosowaniu palnika 10 z tylko dwoma przyciskami 53, 54 trzeba do urządzenia sterującego 4 doprowadzić dwa albo trzy przewody, podczas gdy przy zastosowaniu palnika 10 z czterema przyciskami 53 do 56 trzeba doprowadzić cztery albo pięć przewodów, a więc osprzęt maszyny spawalniczej 1 musi być dostosowany do różnych typów palników 10.

Przez wykonanie palnika 10 z magistralą przesyłania danych 47 oraz przez standardyzację złączy oraz protokołu przekazywania danych między maszyną spawalniczą 1 a palnikiem 10 staje się możliwe zastosowanie na palniku znormalizowanych gniazd dla wtyczek, a zatem przyłączanie palników o różnych formach konstrukcyjnych, oraz nie występuje konieczność zwiększania liczby przewodów. Przez wykonanie zgodne z wynalazkiem palnika 10, względnie połączenia palnika 10 z maszyną spawalniczą 1 za pomocą magistrali przesyłania danych 47, odpada konieczność stosowania do zmiany parametrów spawania znanego ze stanu techniki zdalnego regulatora, ponieważ palnik 10 jest przystosowany do wykonywania różnych funkcji. Dzięki zastosowaniu małej liczby przewodów, przeważnie od dwóch do dziewięciu, do transmisji danych pakiet kabli do połączenia palnika 10 z maszyną spawalniczą 1 może być bardzo cienki i bardzo elastyczny, dzięki czemu jest możliwe przekazywanie danych na duże odległości, jak na przykład w przypadku zastosowania maszyny spawalniczej 1 w stoczni.

W nowym rozwiązaniu palnika 10 z dalszymi różnymi funkcjami, względnie z funkcjami specjalnymi, nie jest konieczna zmiana oprzyrządowania na maszynie spawalniczej 1, ponieważ przez standardową magistralę przesyłania danych 47 przesyłanie danych następuje kolejno, tak ze na palniku 10 może być umieszczona dowolna liczba elementów obsługowych 52, względnie dowolna liczba urządzeń wskaźnikowych 23. To znaczy, że z powodu przesyłania danych po kolei, poszczególne przeprowadzane przez palnik 10 procesy obsługowe są zamienione przez zasilacz złączy 50 na kolejne sygnały przekazujące dane, względnie na założony protokół przenoszenia danych, a sygnały te za pomocą układu przewodów 48 magistrali przesyłania danych są przekazywane do urządzenia sterującego 4. A więc w nowych rozwiązaniach palnika 10 dzięki zastosowaniu standardowej magistrali przesyłania danych 47 mogą być zastosowane znormalizowane gniazda wtyczek na palniku 10 i nie jest juz konieczna zmiana oprzyrządowania.

Dalsza zaleta wykonanej według wynalazku maszyny spawalniczej 1, względnie palnika 10 polega na tym, że poszczególne czynne elementy konstrukcyjne mogą być umieszczone na palniku 10, ponieważ tylko niewielka liczba przewodów jest konieczna do kolejnego przekazywania danych a więc zakłócenia występujące w układzie przewodów 48 mogą być „odfiltrowane” bezpośrednio na palniku 10, tak że jest możliwe niezakłócone przekazywanie danych przez układ przewodów 48 magistrali. Oczywiście „odfiltrowanie” zakłóceń może być zrealizowane przez odpowiednie oprogramowanie.

Oczywiście mogą być zrealizowane różne wykonania wariantowe palnika 10, ponieważ przekazywanie danych przez układ przewodów 48 magistrali przesyłowej jest znormalizowany, tak że do nowego wariantu palnika 10 musi być tylko dopasowany układ pracy względnie oprogramowanie a nie jest konieczna zmiana oprzyrządowania maszyny spawalniczej 1. Dzięki takiemu wykonaniu użytkownik ponosi znacznie mniejsze koszty, ponieważ nowa odmiana palnika 10 może być za pomocą magistrali przesyłania danych 47 połączona z pracującą juz maszyną spawalniczą 1. Dzięki przekazywaniu danych „po kolei” zaoszczędza się na ilości przewodów układu przewodów 48 magistrali przesyłowej. Osiąga się również oszczędność kosztów przy rozwijaniu konstrukcji palnika 10, ponieważ przez połączenie czynnych i biernych części konstrukcyjnych do przenoszenia danych w obszarze palnika 10 może być znormalizowana budowa połączeń a więc różne palniki z różnymi funkcjami mogą mieć taką samą budowę.

Zastosowanie magistrali przesyłania danych 47 w maszynie spawalniczej 1 umożliwia sterowanie za pomocą tej magistrali zewnętrznymi urządzeniami. To znaczy, że na przykład przy zastosowaniu maszyny spawalniczej 1 w robocie spawalniczym względnie w automacie spawalniczym, maszyna spawalnicza 1, szczególnie urządzenie sterujące 4, może być sprzę10

188 266 żona za pomocą magistrali przesyłania danych 47 z robotem spawalniczym względnie automatem spawalniczym, tak że jest możliwa wymiany danych między maszyną spawalniczą 1 a robotem względnie automatem spawalniczym. Do tego jest możliwe, że, przy zastosowaniu maszyny spawalniczej 1 w linii produkcyjnej albo w urządzeniu produkcyjnym w przemyśle samochodowym, dalszy ruch poszczególnych elementów konstrukcji jest sterowany przez maszyn spawalniczy 1. To znaczy, że na przykład po zakończeniu procesu spawania maszyna spawalnicza 1 za pomocą magistrali przesyłania danych 47 linii produkcyjnej albo urządzenia produkcyjnego, szczególnie zastosowanego w nich urządzenia sterującego, przekazuje sygnał, tak że urządzenie sterujące może rozpoznać, że proces spawania przez maszyn spawalniczy został zakończony i może nastąpić dalszy transport dopiero co obrobionej części konstrukcyjnej.

Jest również możliwe zastosowanie zewnętrznego złącza do połączenia maszyny spawalniczej 1 z komputerem, tak że za pomocą magistrali przesyłania danych 47 mogą być przeprowadzone zmiany w oprogramowaniu. Przy zastosowaniu maszyny spawalniczej 1 w pracach montażowych, za pomocą urządzenia sterującego 4 maszyny spawalniczej 1 mogą być sterowane inne urządzenia, na przykład stół obrotowy, tak że odpadają dodatkowe urządzenia sterujące.

Zastosowanie magistrali przesyłania danych 47, względnie układu przewodów 48 tej magistrali, umożliwia sterowanie podzespołami potrzebnymi do pracy maszyny spawalniczej 1, na przykład przyrządu do posuwu drutu 11 i tak dalej. Jest to przykładowo przedstawione na fig. 2 jako dalszy zasilacz złączy 57 umieszczony w magistrali przesyłania danych 47. To znaczy, że przez połączenie przyrządu do posuwu drutu 11 z zasilaczem złączy 57 może być zrealizowana wymiana danych między urządzeniem sterującym 4 a przyrządem do posuwu drutu 11.

Zaleta tego rozwiązania polega na tym, że przyrząd posuwu drutu 11 nie jest już - jak jest to znane ze stanu techniki - połączony bezpośrednio osobnymi przewodami z urządzeniem sterującym 4 lecz za pomocą standardowej magistrali przesyłania danych 47, co daje oszczędność na ilości przewodów i gwarantuje pewną transmisję danych. Stwarza to możliwość zastosowania różnych przyrządów do posuwu drutu 11, ponieważ przy zastosowaniu magistrali przesyłania danych trzeba tylko zmienić oprogramowanie w urządzeniu sterującym 4.

Oczywiście w magistrali przesyłania danych 47, szczególnie w układzie przewodów 48. można umieścić kilka dalszych zasilaczy złączy 57, dzięki czemu dowolnie wiele zespołów może być sterowanych przez urządzenie sterujące 4 za pośrednictwem magistrali 47.

Jest oczywiście możliwe, że zamiast przewodów elektrycznych do wymiany danych może być zastosowany każdy dowolny układ transmisji znany ze stanu techniki, na przykład światłowody, które mają tę zaletę, że zapewniają wysoką odporność na zakłócenia i eliminują elektryczne wpływy na transmisję danych. Przy tego rodzaju wykonaniu magistrali przesyłania danych 47, przy wykorzystaniu światłowodów, poszczególne zasilacze złączy 49, 50, i 57 muszą być dostosowane do odpowiedniego układu przewodó w.

Różne typy palników 10 mogą być wyposażone ewentualnie w różne urządzenia wejściowe 22 i/albo urządzenia wskaźnikowe 23, przy czym do połączenia z magistralą przesyłania danych 47 są zastosowane takiego samego rodzaju urządzenia rozgałęźnikowe, przeważnie zasilacze złączy 49, 50, 57, dzięki czemu w maszynie spawalniczej 1 może być zastosowana duża liczba różnie wykonanych palników 10.

Magistrala przesyłania danych 47 może być połączona z zewnętrznym urządzeniem obsługowym. W tym wypadku urządzenie obsługowe posiada urządzenie wejściowe 22 i/albo urządzenie wyjściowe 23 a sterowanie maszyną spawalniczą 1, zwłaszcza nastawianie poszczególnych parametrów spawania, może być realizowane przez element obsługowy. Element obsługowy może być połączony z maszyną spawalniczą 1 własnym pakietem przewodów niezaleznie od pakietu przewodów samej maszyny 1.

Urządzenie obsługowe może być wykonane w taki sposób, że daje się połączyć z palnikiem 10 za pomocą urządzenia mocującego albo innych środków mocujących. Jest również możliwe, jak w przypadku juz wcześniej opisanym, ze urządzenie wejściowe 22 i/albo urządzenie wskaźnikowe 23 jest połączone podczas procesu spawania z urządzę188 266 niem sterującym 4, w celu transmisji danych, za pomocą magistrali przesyłania danych 47, tak że możliwa jest zmiana parametrów spawania podczas procesu spawania a więc optymalizacja procesu spawania.

Wymiana danych między zespołami maszyny spawalniczej 1 albo urządzeniami zewnętrznymi może następować bezprzewodowo, na przykład za pomocą sygnałów świetlnych jak promieniowanie podczerwone. Przy tym dla bezprzewodowej transmisji danych jest zastosowany standardowy protokół transmisji z poszczególnych zespołów, co daje użytkownikowi do dyspozycji wysoką „elastyczność” stosowania tego rodzaju maszyny spawalniczej 1. Jest również możliwe, że przy stosowaniu kilku maszyn spawalniczych 1 każda z nich ma przydzielone własne oznaczenie identyfikacyjne, do którego są przyporządkowane odpowiednie dane. To oznaczenie identyfikacyjne zostaje umieszczone w pamięci i zostaje najpierw „wyłapane” i po stwierdzeniu zgodności może być zrealizowany odpowiedni proces sterowania. Palnik 10 oprócz magistral przesyłania danych 47 i może również posiadać elementy obsługowe 52 połączone bezpośrednio z urządzeniem sterującym 4 to znaczy, że może być zrealizowana równoległa praca między urządzeniem wejściowym 22 a bezpośrednio z urządzeniem sterującym 4 połączonymi elementami obsługowymi 52. Korzystne jest przy tym, że przy awarii magistrali przesyłania danych 47 zostają utrzymane podstawowe funkcje palnika 10, tak że użytkownik może w każdej chwili przeprowadzić proces spawania. Do tego użytkownik może zmieniać parametry spawania za pomocą urządzenia wejściowego i/albo urządzenia wskaźnikowego 21 w maszynie spawalniczej 1. Przy tego rodzaju wykonaniu palnik 10 jest przeważnie połączony z urządzeniem sterującym 4 bezpośrednio tylko za pomocą tego urządzenia obsługowego 52, które dla procesu spawania jest niezbędne, jak na przykład przycisk do uruchomienia procesu spawania. Natomiast zmianę parametrów spawania może użytkownik w każdej chwili zrealizować na maszynie spawalniczej 1.

W końcu trzeba zwrócić uwagę, ze w wyżej opisanym przykładzie wykonania poszczególne części są przedstawione schematycznie i nieproporcjonalnie powiększone, aby ułatwić zrozumienie rozwiązania według wynalazku. Poszczególne części poprzednio opisanej kombinacji cech przykładu wykonania w połączeniu z innymi poszczególnymi cechami mogą tworzyć niezależne rozwiązania według wynalazku.

Przede wszystkim pojedyncze przedstawione na fig. 1, 2 formy wykonania tworzą przedmiot niezależnych rozwiązań według wynalazku. Odnoszące się do tego zadania i rozwiązania zgodne z wynalazkiem są objęte szczegółowymi opisami figur.

188 266

188 266

188 266

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 4,00 zł

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie sterujące maszyny spawalniczej względnie agregatu spawalniczego, składające się z palnika spawalniczego połączonego za pomocą przewodów łączących z maszyną spawalniczą, przy czym na palniku spawalniczym jest umieszczone przynajmniej jedno urządzenie wejściowe i/albo jedno urządzenie wskaźnikowe, znamienne tym, że urządzenie sterujące (4) jest połączone z szeregową magistralą przesyłania danych (47), zwłaszcza magistralą połową, do której są przyłączone palnik spawalniczy (10), i ewentualnie dalsze zespoły maszyny spawalniczej (1).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że poszczególne elementy konstrukcyjne potrzebne do transmisji danych przez magistralę przesyłania danych (47), korzystnie, zasilacz wskaźnika, analogowe i/albo cyfrowe wejścia i/albo wyjścia (51), zasilacz złączy (49, 50, 57), są umieszczone na palniku spawalniczym (10).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że magistrala danych (47) jest utworzona przez CAN, Interbus-S, Profibus i posiada szeregowe złącza, szczególnie RS232, RS485.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że magistrala przesyłania danych (47) między urządzeniem sterującym (4) a palnikiem spawalniczym (10) jest utworzona przez układ przewodów (48) magistrali przesyłowej, do którego są przyłączone przynajmniej dwa urządzenia rozgałęźnikowe, takie jak zasilacze złączy (49, 50, 57).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że umieszczone na palniku spawalniczym (10) urządzenie wejściowe (22) i/albo urządzenie wyjściowe (23) są połączone z urządzeniem sterującym (4) za pomocą magistrali przesyłania danych (47).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy obsługowe (52) są przyłączone do magistrali przesyłania danych (47) za pomocą analogowych i/albo cyfrowych wejść i/albo wyjść (51).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 5, znamienne tym, że różne typy palników spawalniczych (10) są wyposażone ewentualnie w różne urządzenia wejściowe (22) i/albo w urządzenia wskaźnikowe (23), a takiego samego rodzaju urządzenia rozgałęźnikowe, jak zasilacze złączy (49, 50, 57), służące do przyłączenia, są przyłączone do magistrali przesyłania danych (47).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w palniku spawalniczym (10) jest umieszczony sprzężony z magistralą przesyłania danych (47) element pamięci służący do określania albo do przechowywania oznaczenia identyfikacyjnego przyporządkowanego do danego typu palnika spawalniczego (10).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie sterujące (4) stanowi korzystnie sterownik mikroprocesorowy (24).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, ze urządzenie (4) posiada pamięć (30) oprogramowania, szczególnie dla programu zastosowania, umożliwiającą dopisywanie i zmiany informacji, która jest połączona z gniazdem, szczególnie z magistralą przesyłania danych (47).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie (4) maszyny spawalniczej (1) jest połączone magistralą danych (47) z przynajmniej jednym urządzeniem sterującym przynajmniej jednego zewnętrznego urządzenia, takiego jak robot spawalniczy albo automat spawalniczy.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że układ przewodów (48) magistrali przesyłania danych jest utworzony przez jeden albo kilka światłowodów.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że magistrala przesyłania danych (47) jest połączona z zewnętrznym urządzeniem, w którym jest umieszczone urządzenie wejściowe (22) i/albo urządzenie wskaźnikowe (23).

    188 266
14. 14. U rządzenie wedhig zastrz. 1, zna m ienne tyin, że er ządzenie wejściowe (22) i/albo urządzenie wskaźnikowe (23), podczas procesu spawania są połączone z urządzeniem sterującym (4) transmitując sygnały przez magistralę przesyłania danych (47).