SE430862B - Digitalt svetsstyrsystem, forfarande for programmering av ett sadant samt forfarande for att styra ett sadant - Google Patents

Description

7807280-8 2 centiga värmeökningar. Noggrannheten hos de värmeinställningar som åstadkoms med potentiometrarna varierade dessutom ofta så mycket som +10% eller mer i beroende av äldringen eller den atmosfär i vil- ken potentiometrarna arbetade. Även anordningar som utnyttjar en stabil oscillator som tidsreferens och räknar genom användning av integrerade kretsar för åstadkommande av noggranna tidsfördröjning- ar, utsättes för fel, eftersom anordningens noggrannhet är beroende av en stabil och exakt referensfrekvens.

Tidigare kända svetsstyrsystem gjorde även litet eller ingenting vad beträffar diagnosticering av felfunktioner. Vissa felfunktioner hos styrdonen är uppenbara och kan snabbt diagnosti- ceras och avhjälpas. I vissa fall är det emellertid icke särskilt uppenbart vad som exakt är fel med svetsstyrsystemet. Vid tillverk- ning enligt löpandebandsprincipen kan ett problem, som icke snabbt kan diagnosticeras, leda till dyrbar hindertid, om ett antal av de bärbara svetspistolerna är ur funktion till följd av ett antal möj- liga fel i svetsstyrsystemet. Tempoperioden i en tempföljd kan ex- empelvis vara längre än normalt. Den ena eller båda tyristorerna fi, en tyrist0rK0ntakfi0P kan misslyckas med att tända, vilket förorsakar halvperiodmatning av svetstransformatorn, vilket i sin tur kan leda till att transformatorn mättas och förstöres. En steg- ring av transformatortemperaturen över normal drifttemperatur är även en faktor, som är väsentlig att känna till. Ett lågvattenflö- de till tyristorkontaktorn, vilket skulle leda till överhettning och fel hos denna, skulle även vara en faktor av väsentligt intres- se. En kortsluten, tyristor eller en felaktig värme- inställning skulle vidare vara fel som snabbt måste diagnosticeras och åtgärdas.

En annan nackdel med tidigare kända svetsstyrsystem består i att kretsen för värmeregleringen utnyttjade spänningsvågformens nollgenomgångar som referens för alstring av tidsfördröjningssigna- len. Denna teknik krävde att styrdonet var avstämt till utrust- ningens effektfaktor. Tidsstyrning åstadkoms vid dessa typer av styrdon genom utnyttjande av spänningsvågformens nollgenomgångar med en korrigering för den aktuella installationens effektfaktor.

Varje gång ett styrdon installeras, justeras en potentiometer på styrdonet för att avstämma detta till installationen. Även om av- stämning av styrdonet normalt är en lämplig åtgärd, varierar ofta effektfaktorn på grund av en skiljaktig pistolkonfiguration eller en dynamisk ändring med ett annat arbetsstycke i pistolens gap. I dessa fall utsättes värmeregleringen för vissa fel till följd av 7807280-8 3 svetsstyrdonets oförmåga att ta hänsyn till effektfaktorns ändring- ar.

Ovanstående problem löses huvudsakligen med hjälp av före- liggande uppfinning. Det digitala styrsystemet för en bärbar svets- pistol består av antingen två eller tre enheter nämligen en kontak- torenhet och en sekvensenhet respektive en kontaktorenhet, en sek- vensenhet och en kopplingsenhet. Svetsstyrsystemet utnyttjar en åttabitars mikroprocessor som huvudstyrelement. Míkroprocessorns kända cykeltid användes för alstring av en realtidsfördröjning, som i sin tur användes för åstadkommande av en fasförskjutningsvärmereg- lering. Mikroprocessorns direktminne användes för lagring av kon- stanter avseende svetstempoföljden, vilka tidigare lagrats i uttags- omkopplares eller vridomkopplares olika lägen. Svetsstyrsystemet övervakar i styrdonet befintliga signaler för alstring av diagnos- tiska meddelanden, vilka indikerar felaktiga funktioner i svets- styrsystemet. Svetsstyrdonet innefattar även en underhållsinter- vallsräknare och -kompensator, som utgöres av en fyrstegs stegstyr- anordning, vilken användes för att automatiskt öka svetsvärmet ef- ter ett förinställt antal svetsar i och för att kompensera för s.k. svampbildning som allmänt uppträder på elektrodspetsen vid svetsning av galvaniserad metall inom bilindustrin. Svetsstyrdonet innefattar även programkontroller, vilka eliminerar ogiltiga dataingångar till svetstempoföljden. I direktminnet kan man endast skriva i celler, vilka användes under den normala svetssekvensen. Svetsstyrsystemet utnyttjar seriekommunikation mellan sekvensmodulen och mikroproces- sorn i kontaktormodulen.

Ett huvudändamâl med föreliggande uppfinning är följaktli- gen att åstadkomma ett styrsystem för en bärbar svetspistol för bil- industrin, vilket styrsystem utnyttjar en digital fasförskjutnings- värmereglering som automatiskt kompenserar för ändringar i installa- tíonens effektfaktor så att värmeintensiteten icke varierar från den programmerade inställningen.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett styrsystem för en bärbar svetspistol för bilindustrin, vilket styrsystem utnyttjar direktminnet i styrdonets mikroproces- sor för lagring av svetstempoföljdkonstanterna, vilka tidigare lag- rats i läget hos uttagsomkopplare, potentiometrar eller vridomkopp- lare, vilka ofta förorsakar tillförlitlighetsproblem blott och bart genom antalet omkopplare eller potentiometrar som måste inställas av en operatör eller genom ett fel hos en förbindelse i strömstäl- larna. 7807280-3 Ä Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett styrsystem, i vilket vanliga problem, som ofta upp- träder, men vilka är svåra att diagnosticera och avhjälpa, upptäc- kes och identifieras av styrdonet i och för att reducera hinderti- den och underhållskraven på styrdonet. .Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett styrsystem som innefattar en underhållsintervallsräknare och -kompensator för att automatiskt öka svetsvärmet efter ett för- inställt antal svetsar för att i varje steg kompensera för svamp- bildning på elektroden. Ännu ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett svetsstyrsystem, där införandet av ogiltig data i svetssekvensen elimineras. Ännu ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett styrsystem, där man endast kan skriva i direkt- minnesceller i den normala svetssekvensen för undvikande av felak- tiga funktioner inom styrdonet.

Det är dessutom ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett styrsystem, som utnyttjar seriekommunikation mellan sekvensmodulen och mikroprocessorn i kontaktormodulen för att mins- ka kravet på ytterligare drivkretsar och mottagare mellan sekvens- modulen och mikroprocessorn samt för att minska effektkraven mellan dessa.

Det är vidare ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett styrsystem, där styrdonet är uppdelat i flera enhe- ter, vilka var och en innehåller ett eller flera borttagbara krets- kort och vilka var och en är hopkopplademed tillhörande enhet med hjälp av stickproppar, så att en felaktig enhet eller ett av dess kretskort lätt kan repareras genom att man helt enkelt i stället in- sätter en annan enhet eller ett annat kretskort.

Dessa ändamål ernås genom att styrsystemet enligt uppfin- ningen erhållit de i patentkraven angivna kännetecknen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar ett blockschema över hur enheterna är hopkopplade vid svetsstyrsystemet enligt föreliggande uppfinnings principer, fig. 2 visar delvis i form av block och del- vis schematiskt en del av vissa elektriska förhållanden, som kan råda i blockschemat enligt fig. 1, fig. 5 är en planvy över front- plattan hos sekvensmodulen enligt fig. 2, fig. U visar ett program- arbetsschema, som bäres av svetsstyrsystemets operatör och motsva- rar adressprogramtabellen på sekvensmodulen i fig. 3, fig. 5 är ett 7807280-8 blockschema över in- och utgângarna hos mikroprocessorn enligt fig. 1, fig. 6 visar ett kopplingsschema över elpanelen i fig. 1, fig. 7 visar ett kopplingsschema över tyristorkontaktorn enligt fig. 1, fig. 8a-c visar diagram över ström och spänning som funktion av ti- den, vilka diagram användes för att förklara den automatiska effekt- faktorfunktionen hos styrdonet enligt fig. 1 och fig. 9a-c visar grafiskt spänningsvågformerna och signalnivåerna vid utföringsfor- men enligt fig. 1.

Det digitala svetsstyrsystemet 10 enligt fig. 1, vilket kan användas vid en godtycklig industriell eller kommersiell installa- tion, är anslutet till en kraftkälla, exempelvis en växelströmskäl- la 12 med ledningar L1 och L2, vilka på godtyckligt känt sätt är anslutna via en nätingångsbrytare lä. Ledningen L2 är ansluten till svetstransformatorns primärlindning och ledningen L1 är anslu- ten till svetstransformatorns primärlindning via en tyristorkontak- tor 16 såsom framgår av fig. 7. På brytarsidan är ledningarna L1 och L2 även anslutna till en strömpanel 18 via en kabel 7PL såsom framgår av fig. 6. Strömpanelen 18 är ansluten till tyristorkon- taktorn 16 via en starkströmskabel 6PL. En logikpanel 20 innefat- tar ett mikroprocessorkort 22 och ett in-utkort âü, vilka är hop- kopplade medelst en starkströmskabel 8PL. Mikroprocessorkortet 22 innefattar en icke visad, åttabitars mikroprocessor av godtycklig, känd typ, exempelvis Motorola M6800. Mikroprocessorn innefattar läsminnesregister med övervakningsprogrammet, direktminnen med prog- ramkonstanterna för svetstempoföljden eller svetssekvensen, buffert- register samt olika grind- och förstärkningskretsar, vilka förbin- der ovannämnda,integrerade kretsar i mikroprocessorn på godtyckligt, känt sätt. Mikroprocessorkortet innefattar även ett batteri för kvarhållning av i direktminnet lagrad data då svetsstyrdonet avak- tiveras. Batteriet i datakvarhållningskretsen för dírektminnet un- derhållsladdas under normal drift, då svetsstyrdonet matas från nä- tet, och kan kvarhålla i direktminnet lagrad data under approxima- tivt 21 dagar, då svetsstyrdonet är avaktiverat.

In-utkortet 2Ä användes som en in-utsignalanpassare för att anpassa signalerna till processorbussledningen. In-utkortet inne- fattar även initierings- och felreläer, vilka aktiverar och avak- tiverar svetssolenoiden vid triggning av pistolen respektive vid uppträdandet av ett fel. In-utkortet innefattar även en solenoid- förstärkare för åstadkommande av tillräcklig effekt för drivning av den valda solenoiden.

In-utkortet innefattar även en tidsöverdragsmätare 780728-0-8 6 Denna tidsöverdragsmätare är så inställd att den avger en utsignal efter ungefär 70 cykler. Samtliga tempoperioder i svetsstyrdonet är begränsade till maximum 59 cykler. Under drift av styrdonet och vid början av varje tempoperiod i svetstemposekvensen avges en puls för att återställa tidsöverdragsmätaren till noll. Vid normal drift bör ifrågavarande mätare aldrig löpa ut eftersom den konti- nuerligt återställes efter varje tempoperiod, som är kortare än mätarens utlöpningstid. Om en av tempoperioderna sträcker sig längre än 50 cykler, kommer tidsöverdragsmätaren att löpa ut. Dess utsignal avaktiverar felreläet på in-utkortet, vilket relä avaktive- rar svetssolenoiden och åstadkommer enavbrottssignaltill mikropro- cessorn, varvid denna bringas exekvera en avbrottssubrutin, som spärrar svetsstyrdonet. Både mikroprocessorn och in-utkortet kom- municerar med strömpanelen via kablar ÄPL respektive 5PL. Logikpa- nelen 20, strömpanelen 18, tyristorkontaktorn 16 och brytaren lå är anordnade inuti kontaktormodulen 19. En sekvensmodul 26 kommunice- rar med mikroprocessorkortet i kontaktormodulen via kablar CPL och IPL. Sekvensmodulen 26 utgör ett organ för införande av svetssche- mat och förfrâgníng av mikroprocessorn såsom kommer att beskrivas närmare nedan. Sekvensmodulen medger en diagnostisk avläsning och innefattar operatörsreglagen för svetsstyrdonet.

I En kopplingsenhet 28 är hopkopplad med in-utkortet och strömpanelen via en kabel JPL, som grenar sig i en kabel 2PL till in-utkortet och en kabel BPL till strömpanelen. Kopplingsenheten är ett lämpligt medel för att ansluta magnetventils- och trigger- signaler till ett på avstånd beläget styrdon. Kopplingsenheten in- nefattar förbrukaranslutningar, ljusindikatorer för initierings- och solenoidfunktioner vilka indikerar initiering av en av de tre svetssekvenserna samt slutning av magnetventilen, en spetsunder- hållslampa samt en effektfrânslagningstryckknapp för shuntfrånslag- ningsmagneten på brytaren för att slå ifrån denna i en nödsitua- tion.

Inkommande strömförsörjningsledningar L1 och L2 kan enligt fig. 2 avsäkras innan de inkommer i kontaktormodulen och förbindes med brytaren íü. Svetstransformatorns primärlindning 30 är vid sin ena anslutningsklämma ansluten till ledningen L2 och vid sin andra anslutningsklämma ansluten till en klämma H1 på tyristorkon- taktorpanelen 16 (se fig. 7). Transformatorns kärna är jordad till apparatjord och dess sekundärlindning 32 är ansluten till svets- elektroderna BH på i och för sig känt sätt. Vid drift är transfor- 7807280-8 7 matorn monterad på en motvikt vilken är avbalanserad på takbalkar, och transformatorns sekundärlindning är en koaxialkabel som hänger ned från transformatorn och slutar i en pistol med solenoidmanövre- rade elektroder, vilka slutes på arbetsstycket då en avtryckare på pistolen manövreras.

Vattenledningar 36 leder till tyristorkontaktorn för kyl- ning av denna på godtyckligt, i och för sig känt sätt.

Sekvensmodulen 26 har en frontpanel 38 med adress- och da- tarattar ÄO respektive H2, vilka kommer att beskrivas närmare nedan, en nyckelmanövrerad körnings-programmeringsomkopplare 44 samt en lysdiodindikator #6 och ett antal manöverströmställare H8, vilka samtliga kommer att beskrivas närmare nedan. I fig. 2 visas även kopplingsenhetens frontpanel 59 med initierings- och ventilutsig- nalsindikatorer 50 respektive 52 för de tre svetssekvenserna samt underhållsintervallsräknar- och -kompensatorindikatorn EH. På pa- nelens nedre del finnes tre indikatorer 56, 58 och 60 för indike- ring av arbete i sekvens 1, sekvens 1 och 2 respektive sekvens 3.

Nedanför panelen H9 förefinnes kopplingsenhetens anslutningskort 62, som kan anslutas direkt till kontaktormodulen för det fall att kopp- lingsenheten saknas såsom antydes med streckade linjer. Anslut- ningsplinten 62 kan vara kopplad på följande sätt: En underhålls- intervallsräknar- och -kompensatorströmställare 6H är ansluten till klämmorna A1 och A2; en transformatorövertemperaturtermostatström- ställare 66 är ansluten till klämmorna TS1 och TS2; en underhålls- intervallsräknar- och kompensatorutsignalindikator 68 är ansluten till klåmmorna 1 och 2; magnetventiler 1, 2 och 3 är anslutna till klämmorna SV1, SV2, SV3 och SVH; en kraftbrytare 70 är ansluten till klämmorna PÛ1 och P02.

Sekvensmodulens frontplatta 38 visas närmare i fig. 5 och med hänvisning till denna figur kommer programmeringen av svetsstyr- donet närmare att diskuteras. Styrdonet gör det möjligt att åstad- komma tre svetstempoföljder med följande tempoperioder: anläggningsfördröjning 0-59 cykler (gemensam för samtliga tempoföljder) anläggning 0-59 cykler svetsning 1-0-59 cykler kylning 2 0-59 cykler hållning O-59 cykler frånkoppling 3-59 cykler.

Procenten ström för både svetsning 1 och svetsning 2 motsvarande uppvärmning 1 respektive uppvärmning 2 kan inställas individuellt 7807 2.80- 8 8 från 50-99%. Anledningen till tre svetssekvenser är att vid ett nor- malt löpande band inom bilindustrin befinner sig operatören av svets- styrdonet ofta i en situation där tre olika svetsscheman (svetssek- venser eller svetstempoföljder) erfordras vid den aktuella stationen längs bandet. På en pistol kan tvâ avtryckare finnas, vilka gör det möjligt att köra två av de tre sekvenserna. Pâ en annan pistol, vil- ken via en annan sekundärkabel är ansluten till samma svetstransfor- mator, finnes en avtryckare, varvid operatören kan utföra svetsarna för två av de tre sekvenserna under användande av pistolen med två av- tryckare, varefter han kan lägga ifrån sig denna pistol, ta den andra pistolen och på så sätt genomföra den tredje svetssekvensen.

Efter operatörens gottfinnande kan sekvenserna 1 och 2 stå under kontroll av det fyrstegiga stegorganet benämnt underhållsinter- vallsräknaren-kompensatorn (fortsättningsvis benämnd UIRK-kretsen).

UIRK-kretsen är ett fullständigt programmerat, fyrstegigt stegorgan, som användes för att automatiskt öka svetsvärmet efter ett förutbe- stämt antal svetsar i och för att kompensera för elektrodsvampbild- ning, som allmänt uppträder vid svetsning av galvaniserad metall inom bilindustrin. Då UIRK-kretsen är tillslagen, är procenten värme för såväl svetsning 1 som svetsning 2 densamma och under kontroll av det program, som inställts på UIRK-schemat. Vid den övre vänstra delen av modulfrontplattan 38 finnes ett adressprogramschema för de tre svetssekvenserna innefattande UIRK-kretsen samt en diagnos- och UIRK- -kretsstatusnummertabell.

En kort beskrivning kommer nu att ges vad beträffar funktio- nen och manövreringen av de reglage på sekvensmodulens frontplatta 38 som användes tillsammans med en adressprogramtabell 72 på front- plattan 58. En operatör väljer först en viss minnescell (adress) i adressprogramtabellen och vrider adressratten 40 till det aktuella adressnumret i och för att undersöka eller*ändrai.denna.direktminnes- cell i mikroprocessorn lagrad data. Om operatören avser att införa eller ändra datainformationen (tempoperiodcykler, procent ström etc.) på den aktuella adress som valts med hjälp av adressrattarna, slås den data, som skall införas, in på datarattarna H2, varefter datain- formationen införes i direktminnet genom intryckning av en införings- -återställníngsknapp YR. Lysdiodindikatorn H6 indikerar i den med adressrattarna inställda minnescellen för tillfället lagrad data.

Operatören kan därför kontrollera om på dataratten H2 inslagen data verkligen införts eller ej. Om under denna period ett fel detekte- ras av svetsstyrdonets diagnosprogram, blinkar dataindikatorn H6 ett tal, som anger ett visst fel, i motsvarighet till ett av de tal som 7807280-9 9 finnes på diagnosdelen av adressprogramtabellen. Körnings-program- meringsomkopplaren UH är en tvålägesomkopplare. I körningsläget kan svetsstyrdonet initieras genom slutning av en av initieringsström- ställarna såsom exempelvis en avtryckare på en bärbar svetspistol.

I körningsläget kan icke minnescellerna ändras, men de kan indikeras genom användande av adressrattarna och genom betraktande av dataindi- katorn ü6. I programmeringsläget kan direktminnescellerna ändras, men svetsstyrdonet kan icke initieras medelst avtryckaren på svets- pistolen. Omkopplaren HU manövreras med hjälp av en nyckel, vilken endast kan avlägsnas i körningsläget. Såsom anförts ovan manövreras införings-återställningsknappen 7H då körnings-programmeringsomkopp- laren H4 befinner sig i programmeringsläget. Genom att man trycker in och släpper knappen YH införes datainställningarna på datarattar- na i mikroprocessorns direktminne för den funktion som inställts på adressrattarna.

Mikroprocessorn kontrollerar emellertid till direktminnena inkommande data så att ogiltiga datainföringar elimineras. Såsom ti- digare anförts är tempoperioderna limiterade till mellan 0 och 59 cykler, medan uppvärmningen är limiterad till mellan 50 och 99%. Då en införing av data göres, kontrolleras datainformationen innan den inskrives eller lagras i direktminnets arbetscell med avseende på huruvida den aktuella datainformationen ligger inom ovannämnda grän- ser. Om ifrågavarande data icke ligger inom ovannämnda gränser, förkastas införingen. Kommunikation mellan mikroprocessorn och sek- vensmodulen resulterar i att datainformationen från sekvensmodulen temporärt lagras i tre direktminnesceller. Dessa celler undersökes därefter för fastställande av huruvida datainformationen är giltig och ligger inom de gränser, som fastställts i övervakningsprogram- met i mikroprocessorns läsminnen. Om datainformationen är giltig, överföres den från den temporära lagringscellen till den aktiva min- nescellen i det direktminne, som anropas under den normala svetssek- vensen. Om datainformationen är ogiltig, sker icke denna överföring till en aktiv direktminnescell. Fördelen med detta kontrollförfa- rande består i att felaktig data, som skulle kunna förorsaka felfunk- tion hos svetsstyrdonet, icke kan införas. Den mänskliga faktorneli- mineras således. Tidigare kända styrdon erfordrar mekaniska anslag i vridomkopplare e.dyl. då dessa användes som lagringsmedium. Denna teknik utesluter speciella rattar i och för att hålla datainföring- arna inom gränserna. Såsom ovan anförts jämföres datainformationen med de gränser, som inställts i övervakningsprogrammet i mikropro- cessorns läsminnen. Om datainformationen faller inom gränserna, är 7807280-8 densamma giltig och kan användas. inom gränserna, förkastas helt enkelt införingen, varvid operatören måste ändra och återinföra datainformationen i och för att kunna Om datainformationen icke faller programmera styrdonet.

En annan fördel med denna teknik jämfört med känd teknik be- står i att många fler informationsenheter kan lagras än vad som skulle vara praktiskt möjligt med uttagsomkopplare eller rattar för varje dataenhet i en svetssekvens såsom vid äldre svetsstyrdon. Ett dylikt antal rattar eller uttagsomkopplare skulle förorsaka tillför- litlighetsproblem genom antalet erforderliga förbindelsepunkter för att icke nämna kostnads- och utrymmesproblemen. Mikroprocessorn är ett mycket effektivare sätt att lagra information än mekaniska ut- tags- och vridomkopplare. En liten nackdel består i att direktmin- net är ett obeständigt minne, vilket betyder att detsamma kontinuer- ligt måste strömmatas för att kvarhålla sin information. Detta ås- tadkommes emellertid med hjälp av det tidigare omnämnda batteriet, som underhållsladdas under den period som svetsstyrdoneti matas från nätet. Batteriet tillhandahåller den energi som erfordras för att kvarhålla datainformationen i míkroprocessorns direktminne under minst tjugoen dagar, vilket är mer än en tillräcklig säkerhetsmargi- nal.

Om ett av de sex fel skulle uppträda, vilka är upptagna på adressprogramtabellen på frontplattan 38, kommer icke svetsstyrdonet att aktiveras då operatören manövrerar pistolens avtryckare. Efter det att underhållet utförts för att korrigera felet, kommer en in- tryckning av knappen 74 att återställa svetsstyrdonet efter ett fel.

Dataindikatorn H6 indikerar därefter åter datainformationen för den adress, som inställts på adressrattarna, och svetsstyrdonet kan ini- tieras om så önskas.

Till-frånomkopplaren 76 för UIRK-kretsen på frontpanelen 58 Då denna omkopplare befinner sig UIRK-kretsen spärras från utgöres av en tvålägesomkopplare. i frånläget, är UIRK-kretsen avaktiverad. att räkna svetsar, lampan indikerande krav på elektrodunderhåll på kopplingsenheten 28 släckes för det fall densamma är tillslagen el- ler blinkar och såväl de fjärranslutna (i förekommande fall) som de lokala framstegningsomkopplarna för UIRK-kretsen är overksamma. I läget TILL arbetar UIRK-kretsen, räknas svetsarna, lyser lampan in- dikerande krav på spetsunderhâll och kan UIRK-kretsen framstegas ma- nuellt.

En UIRK-kretsframstegningsomkopplare 78 på frontpanelen 38 bringar UIRK-kretsen att stega till nästföljande steg i framsteg- 7887280-8 11 ningsprogrammet genom intryckning av omkopplaren då omkopplaren 76 är tillslagen. Om svetsstyrdonet för tillfället befinner sig i ste- get H, återför framstegningsomkopplaren styrdonet till steget 1.

Den fjärranslutna framstegningsomkopplaren 6N (fig. 2) motsvarar framstegningsomkopplaren 78. Den fjärranslutna omkopplaren kan va- ra ansluten till användarens terminal såsom beskrivits ovan och ut- för samma funktion.

En repetitions-repetitionsspärromkopplare 80 på frontpane- len 38 utgöres även av en tvâlägesomkopplare. I repetitionsläget kommer styrdonet att fortsätta att genomföra svetssekvensen så länge som initieringsströmställaren hålles sluten. I repetitionsspärrlä- get kommer slutning av någon av initieringsströmställarna att resul- tera i en enda svetssekvens. Initieringsströmställaren måste släp- pas och därefter åter slutas för genomförande av en annan svetssek- vens.

En svets-svetsspärromkopplare 82 på frontpanelen 38 utgöres även av en tvålägesomkopplare. Med denna omkopplare i svetsläget kommer svetsström att vidarebefordras under tempoperioderna svets- ning 1 och svetsning 2. I svetsspärrläget kan svetsstyrdonet stegas men ingen svetsström vidarebefordras.

Under hänvisning till fig. 3 kommer programmeringen av UIRK- -enheten att diskuteras. UIRK-enheten är i grunden ett fyrstegs stegorgan, som utför sekvenserna 1 och 2. UIRK-enheten användes för att automatiskt öka svetsvärmet efter ett programmerat antal svetsar i och för att kompensera för elektrodsvampbildning. Vad som händer vid en normal, kommersiell användning är att på vissa belagda metaller förslites elektrodspetsarna mycket snabbt varför operatörerna måste byta spetsar flera gånger under varje arbetsskift.

Varje gång operatörerna byter spetsarna är de emellertid fortfarande intresserade av att försöka få ut så mycket som möjligt av spetsarna, vilket åstadkommes genom att man periodiskt ökar uppvärmningen under svetsförloppen allteftersom spetsarna förslites och strömtätheten av- tager i svetspunkterna. Då UIRK-enheten når steget Ä, blinkar indi- katorn SÄ på kopplingsenheten 28 och/eller lampan 68 såsom ett tec- ken på att man befinner sig vid slutet av steget H, varför underhåll av spetsen erfordras.

Med omkopplaren 76 i läget TILL ignorerar kretsstyrdonet den strömprocentdata som införts för svetsning 1 och svetsning 2 för sek- venserna 1 och 2 (adresserna 12, 15, 22 och 25 i programtabellen).

Procenten ström regleras medelst det program som införts i UIRK-ad- PêSSEfÛna . 7807280-8 12 Adressen 50 är svetssumman gånger tio för steget 1. sen 50 inför operatören antalet svetsar, som skall göras i steget 1, Om exempelvis 80 svetsar önskas, inställer opera- I adres- dividerat med tio. tören adressratten på 50 samt inställer dataratten på 08 och intryc- ker knappen 74 för införande av 08 på adressen 50 i direktminnet.

Svetsstyrdonet kommer att utföra 80 svetssekvenser med procenten vär- me enligt steget 1 och därefter automatiskt stega till steget 2. En dubbelpulssvets antages utgöra en svets för UIRK-ändamål.

Programmeringen av UIRK-enheten göres normalt experimentellt_ av operatören. Det resulterande programmet kommer att bero på de valda svetsschemana samt på de olika typer av material som skall svetsas. Efter viss experimentering skall operatören kunna bestämma ett optimalt program som kan hålla reda på svampbildningen på svets- spetsarna i beroende av antalet svetsar samt den strömmängd som er- fordras i varje steg liksom också då spetsarna måste bytas.

För programmering av sekvensen 1 inför således operatören på adressen 60 den procent ström vid vilken dessa 80 svetsar skall utföras. Denna procent ström är tillämplig både på svetstempoperio- derna 1 och 2, dvs. en dubbelpulssvets under kontroll av UIRK-enheten kommer att ha samma procent ström för båda pulserna. Tempoperioderna för svets 1 och svets 2 kan emellertid inställas olika. På adress 70 inför operatören procenten ström för sekvens 2. Steg 2, 3 och 4 prog- rammeras på liknande sätt med undantag av att programsvetssumman är gånger 100 för dessa steg. ' Då adresserna 88 och 89 slås, indikeras UIRK-enhetens status.

Då en operatör slår adressen 89, indikerar lysdiodindikatorn 46 det stegnummer (1-4), i vilket UIRK-enheten befinner sig vid denna tid- punkt. Då operatören slår adressen 88, indikerar lysdiodindikatorn 46 det antal svetsar, som fullbordats under detta steg (eftersom en tvåsiffrig indikator användes, mäste det visade talet multipliceras med tio för steg 1 och med 100 för stegen 2-4). Varje gång UIRK- -enheten inträder i ett nytt steg, nollställes svetsräknaren.

Då UIRK-enheten inträder i steget 4, tändes den röda lampan 54, betecknad UNDEÉHÅLL AV SPETS erfordras, pâ kopplingsenheten 28.

Detta är en indikation till underhållspersonalen att UIRK-enheten befinner sig i dess sista steg och att spetsarna snart behöver kon- trolleras. Om en ytterligare fjärrindikering önskas kan en 40 V lampa motsvarande lampan 68 i fig. 2 anslutas till klämmorna 1 och 2 på användarens anslutningsplint i kontaktormodulen eller i kopp- lingsenheten på ovan beskrivet sätt. Då antalet svetsar i steg 4 fullbordats, kommer lampan avseende nödvändigheten av underhåll av 7807280-8 13 spetsarna att blinka. Om ytterligare spetsar utföres efter det att ifrågavarande lampa börjat blinka, kommer dessa svetsar att utföras med procenten ström enligt steget H.

Såsom anförts ovan, utnyttjar styrdonet en åttabitars mikro- processor som huvudstyrelement. Programvaran för utförande av svets- styrfunktionen ligger i det programmerbara läsminnet. Detta minne är beständigt, dvs. övervakningsprogrammet är permanent även då min- net icke är spänningssatt. Konstanterna för svetsschemat (anlägg- nings-, svets-, håll- och frånslagstider, procent värme, UIRK-summor etc.) är lagrade i det programmerbara dírektminnet. Detta direkt- minne är obeständigt och kräver reservkraft i form av det tidigare nämnda batteriet för kvarhållning av dess data, då svetsstyrdonet av- aktiveras. Samtliga styrsignaler anpassas till mikroprocessorn via dess in-utgångsstruktur. Fig. 5 visar mikroprocessorns in- och ut- signaler. Då svetsstyrdonet spänningssättes, aktiveras mikroproces- sorn liksom dess kringutrustning. Sedan svetsstyrdonet väl aktive- rats och befinner sig i en väntmod, förefinnes kommunikation mellan sekvensmodulen 26 och mikroprocessorn. Mikroprocessorn utsänder 2ü klockpulser, väntar approximativt en millisekund och repeterar följ- den av 2ü klockpulser. Under det till en millisekund uppgående av- brottet befinner sig skiftregister i sekvensmodulen i en laddnings- mod, dvs. information från omkopplarna 74, 76, 78, 80 och 82 samt om- kopplaren HH inmatas i ett av registren benämnt omkopplarregister.

Adress- och datarattinställningarna införas ävenledes och hålles i deras respektive skiftregister. De 24 klockpulserna skiftar i tur och ordning en databit från skiftregistren, som består av omkopplar-, adress- och dataregistren, till mikroprocessorn. Denna information kvarhålles i temporärceller i direktminnena. Under överföringen av datainformationen från sekvensmodulentillnfikroprocessorn, alstrar denna även bildinformation för lysdiodindikatorn H6 på sekvensmodu- len, vilken bildinformation uppfångas av ett annat skiftregister.

Detta skiftregister matar den binärkodade decimala informationen (fortsättningsvis benämnd BCD-information) till ett par sjusegments avkodare-drivkretsar. Dessa driver den sjusegmentiga lysdiodindika- torns skiftregister. Under en felsituation upphäves den normala in- dikeríngen av innehållet i den cell, som inställts på adressratten, och indikatorn H6 användes för indikering av felnumren. Denna kom- munikation utföres av mikroprocessorn och denna sänder ut den fel- kod, som skall indikeras, under en sekund och släcker därefter in- dikatorn 46 under en sekund, varefter felkoden upprepas. Denna om- växlande tändning och släckning av felkodnumret medför att indi- vsnvzeoës lä katorn blinkar.

Skiftningen av en informationsbit för varje klockpuls från sekvensmodulen till mikroprocessorn sker i serieform. Fördelarna med seriekommunikation i förhållande till parallellkommunikation be- står i att parallellkommunikation erfordrar många fler ledningar samt ytterligare drivkretsar och mottagare mellan sekvensmodulen och mikroprocessorn. Detta resulterar i att ledningar, förbindnings- punkter, drivkretsar och mottagare samt kraft inbesparas. Tidsbe- gränsningar utesluter icke användandet av seriekommunikation i svets- styrdonsfallet, vilket innebär att tillräcklig tid finnes för serie- omvandling och sändning av en bit i taget mellan sekvensmodulen och mikroprocessorn.

Efter aktivering och kommunikationen mellan sekvensmodulen och mikroprocessorn, förblir svetsstyrdonet i en väntmod tills en initieringsströmställare slutes såsom exempelvis en avtryckare på den bärbara svetspistolen. I väntmoden kommunicerar mikroprocessorn kontinuerligt med sekvensmodulen enligt ovan.

Vid triggningen av den bärbara svetspistolen lämnar svets- styrdonet väntmoden och börjar alstra en svetssekvens. Då svets- styrdonet påbörjar anläggningsfördröjningstiden startas tidsöver- dragsmätaren. Denna startas vid början av varje tempoperiod i en sekvens. Om någon tempoperiod överskrider 59 sekunder, löper tids- överdragsmätaren ut. Detta bringar solenoiden att falla och mikro- processorn att diagnosticera en utlöpning av tiden som en av de sex felfunktionerna i svetsstyrdonet. Om efter alstring en felsignal icke erfordras för indikering av det blinkande talet 99 på lysdiod- indikatorn H6 för indikering av att tiden löpt ut, undersöker mikro- processorn de tre insignalerna i enlighet med fig. 5, vilka använ- des för alstring av felindikeringar för det fall att en felfunktion uppträtt. Dessa insignaler är effektfaktorsignalerna, samt signa- lerna avseende övertemperatur hos tyristorn och transformatorn.

Under samtliga tidsintervall med undantag av svetsintervall skall en spänning förefinnas över tyristorerna i tyristorkontaktorn. Om spänning icke förefinnes, indikeras en kortsluten tyristor genom att 95 blinkar på dataindikatorn Ä6. Om nâgondera av termostaterna är bruten, indikeras ett motsvarande fel genom att antingen 96 eller 97 blinkar på lysdiodindikatorn 46.

Om inget feltillstånd föreligger, alstrar mikroprocessorn en utsignal för strömmatning av den elektromagnetiska luftventilen.

Svetsstyrdonet förblir i anläggningsfördröjningsrutinen under det an- __ .___?._.._.__.__-___ 7807280-8 tal cykler, som är lika med innehållet i minnesadresscellen M0 i di- rektminnet. Växelströmsledningsreferensinsignalen undersökes i och för att räkna ledningscyklerna.

Därefter kontrolleras anläggningsmoden, som är densamma som anläggningsfördröjningsmoden med undantag av att solenoiden strömma- tas om anläggníngsmoden påbörjades som ett resultat av en upprepnings- svets. I fallet med en upprepningssvets alstras ingen anläggningsför- dröjningstid.

Efter det att anläggningstiden fullbordats, påbörjas en ar- betsmod benämnd svets 1. Då denna mod påbörjas, återställer mikro- processorn åter tidsövenüegsmätaren.Mikroprocessorn åstadkommer däref- ter en fördröjning så att den första halvcykeln av svetsen tändes vid den fördröjda tändvinkeln 850 eftersom denna vinkel är den naturliga effektfaktorvinkeln för magnetiseringsströmmen för svetstransforma- torn. Den efterföljande halvcykeltändningen kommer att beskrivas när- mare nedan i enlighet med en unik, automatisk effektfaktorkompense- ring. Om styrdonet befinner sig i svetsning, tändes tyristorerna.

Efter det att dessa tänts, undersökes spänningen över desamma i och för fastställande av huruvida tyristorerna i själva verket tändes el- ler ej. Om en spänning föreligger, indikerar denna en feltändning, varvid felkoden 98 halvperiodvis indikeras på dataindikatorn H6.

Spänningen över tyristorerna undersökas åter för fastställande av huruvida ledningen verkligen upphörde. Om spänning icke återupprät- tas över tyristorerna efter en viss tidsperiod, indikeras felkoden 95, representerande kortsluten tyristor, på dataindikatorn H6. Om svetsstyrdonet icke befinner sig i svetsning, passeras tändningsde- len av denna rutin. Ledningsreferenssignalen användes åter för räk- ning av svetscykler. Om svetsen icke är fullbordad, alstrar mikro- processorn lämplig värmeregleringsvinkel, bestämd av i minnescellen infört procenttal värme. Det bör observeras att om UIRK-strömställa- ren 76 är sluten, bestämmas värmeregleringsvinkeln av det värmepro- centtal som införts i UIRK-enhetens direktminnesceller. En kyltid, en andra svetstid samt en hâlltid är de funktioner som därefter ut- föres av mikroprocessorn. Sekvenserna kylning, hållning och svets- ning 2 följer samma rutiner som anläggningstiden respektive svets- ning 1. Hålltiden är kortfattat den tid då svetsspetsarna fortfaran- de pålägger tryck över svetsstället utan att någon ström flyter.

Detta tryck pålägges tillräckligt länge för att det smälta materia- let mellan spetsarna skall stelna något. Därefter åstadkommas en frånperiod, under vilken solenoiden avaktiveras, varvid elektrodspet- sarna föres isär. Om omkopplaren 80 befinner sig i ett icke-repete- 7807280-8 16 rande läge, åstadkommes icke någon frånperiod. Solenoiden avaktive- ras och styrdonet kommer att stanna vid denna punkt tills samtliga initieringsströmställare uppfattas som brutna. Då detta inträffar går styrdonet tillbaka till väntmoden och kommunicerar åter konti- nuerligt med sekvensmodulen.

Om styrdonet befinner sig i en repetitionsmod, alstras från- perioden. På grund av fördröjningarna i den reläisolerade initie- ringskretsen, måste frânperioden sträcka sig över minst tre cykler; annars kommer styrdonet att fortsätta arbeta cykliskt eftersom det- samma skulle undersöka initieringsströmställarna innan de hunnit fal- la och återinitiera sekvensen på nytt. Om frånperioden är programme- rad till något kortare än tre cykler i direktminnescellen, kommer mikroprocessorn på grund härav att automatiskt exekvera trecykliga frånperioder. Frânperioden ger vidare en operatör tid att flytta pistolen till ett nytt ställe på exempelvis en kaross samt att kunna arbeta rytmiskt med pistolen. Efter det att frânperioden fullbordats, undersökes initieringsströmställarna på nytt. Om en av de initie- ringsströmställare (avtryckare) som igångsatte frekvensen fortfaran- de är sluten, kommer styrdonet att exekvera ännu en fullständig sek- vens under anläggningstiden. Detta fortsätter så länge som initie- ringsströmställaren hålles sluten. Då initieringsströmställaren bry- tes, kommer svetsstyrdonet att återgå till väntmoden: Efter det att perioden svetsning 2 fullbordats, uppdateras UIRK-räknaren. Denna räknare inkrementeras endast om följande vill- kor är uppfyllda: 1) UIRK-enheten är till, 2) Omkopplaren svetsning/ingen svetsning befinner sig i svetsningsläget och 3) Svetsstyrdonet exekverar icke sekvensen 3.

Av diagnosdelen av adressprogramtabellen enligt fig. 5 och diagnosdelen av programarbetsschemat enligt fig. H framgår det att svetsstyrkretsen är anordnad att övervaka följande sex felfunktioner: 1) HtlÖPHíJ-"Iä êVffiifisöVefdfaåsïfläfiêfenš 2) halvperioddrift; 3) transfor- matortemperaturen; Ä) lågt vattenflöde; 5) kortsluten tyristor och 6) kontroll av värmeinställning. Om någon av dessa sex felfunktio- ner detekteras, kommer svetsstyrdonet omedelbart att avbryta svets- sekvensen, avaktivera solenoiden samt återgå till väntmoden. Data- indikatorn H6 på sekvensmodulen kommer att blinka det tal, som mot- svarar den aktuella felfunktionen. Styrdonet kan icke återinitieras tills tryckknappen 74 på sekvensmodulen intryckts och släppts eller strömmen slås ifrån och därefter till igen. 7807280-8 17 Tidigare kända anordningar gjorde lite eller ingenting vad beträffar diagnosticering av felfunktioner. Vissa felfunktioner hos svetsstyrdon är uppenbara och kan snabbt diagnosticeras och avhjäl- pas. I vissa fall är det emellertid icke så uppenbart vad som är fel med svetsstyrdonet. styrdon och vilka ofta är svåra att diagnosticera, valdes och kret- sar konstruerades för att framhäva och identifiera vart och ett av Svetsstyrdonet av- Sex vanliga problem vilka uppträde:=isvets- dessa problem för operatören eller elektrikern. känner de förefintliga signalerna under kontrollen för alstring av diagnosmeddelandena. Dessa är således beroende av övervakningen av redan förefintliga signaler för kända tillstånd vid specifika tid- Om signalerna uppvisar förväntade Om emellertid något punkter under svetssekvensen. tillstånd, indikeras inget diagnosmeddelande. är annorlunda än förväntat, alstras diagnosmeddelandet. som löses härigenom består i att man eliminerar eller kraftigt redu- De problem cerar den tid som åtgår för att finna och avhjälpa ett problem, som tidigare krävt lång tid och erfaren personal för att rätta till prob- lemet i syfte att hålla monteringsbandet i gång. En förklaring till vart och ett av dessa diagnosmeddelanden gives nedan.

En utanför mikroprocessorn belägen RC-tidkrets finnes på in- -utkortet och utför en övervakningsfunktion.

Kretsen räknar oberoende av mik- Varje tempoperiodsek- vens övervakas medelst denna krets. roprocessorn. Om en felfunktion föreligger och någon av tempoperio- derna överstiger 59 cykler, kommer tidkretsen att löpa ut och signa- lera till mikroprocessorn att ett dylikt tillstånd uppträtt. Mikro- processorn alstrar en utsignal som stoppar svetssekvensen och åter- ställer styrdonet till en väntmod samt en felsignal, som upphäver aktuell data på lysdiodindikatorn och i stället presenterar 99,blin- kande för indikering av att tiden löpt ut.

Om halvperioddrift uppträder i svetsstyrdonet, indikeras 98 blinkande av lysdiodindikatorn 46 medan föregående data upphäves lik- För detta fel av- känner mikroprocessorn huruvida tyristorerna i själva verket tände eller ej efter det att en tändsignal avgivits från mikroprocessorn till den ena eller båda tyristorerna i tyristorkontaktorn. Om tyris- torerna icke tände, indikeras felfunktionen halvperioddrift genom att 98 blinkar på dataindikatorn H6 på sekvensmodulen.

En transformatortemperaturfelfunktion indikeras genom att felnumeralen 97 blinkar på dataindikatorn H6. Vissa svetstransfor- matorer har en övertemperaturbrytare inbyggd i transformatorn. Om användaren så önskar kan denna termostat anslutas till klämmorna be- som vid övriga diagnosticerade fel enligt nedan. .7807280-8 18 tecknade TS1 och TS2 i fig. 2 såsom tidigare beskrivits. Termosta- ten skyddar transformatorn mot en felanvändning, där transformatorn eventuellt skulle kunna bli för varm. Denna termostat avkännes me- delst mikroprocessorn och om termostaten bryter.som ett tecken på att transformatorn är alltför varm, reagerar mikroprocessorn genom att blinkande indikera felnumeralen 97.

Om ett lågt vattenflöde uppträder till tyristorkontaktorer- na (fig. 2) kommer felnumeralen 95 att blinkande presenteras på da- taindikatorn H6 på sekvensmodulen. Det finnes en termostat på den kylarenhet, som uppbär de båda tyristorenheterna i tyristorkontak- torn. Om av någon anledning vattenflödet till tyristorkontaktorn är otillräckligt eller saknas, kommer kylartemperaturen att stiga och till slut bli alltför hög. Termostaten kommer att utlösas då temperaturen blir alltför hög, varvid mikroprocessorn avkänner den- na utlösning och slår ifrån styrdonet samt återför detta till vänt- moden och alstrar en signal för att 96 skall blinka på lysdiodindi- katorn H6. 3 Vid kortsluten tyristor blinkar felnumeralen 95 på indika- torn #6 på sekvensmodulen. Mikroprocessorn kontrollerar effektfak- torsignalen för att avkänna en kortsluten tyristor. Under var och en tempoperioderna övervakas tyristorerna i tyristorkontaktorn med avseende på en kortslutning. Under de tider då tyristorn bör vara oledande, bör effektfaktorsignalen vara noll. Detta betecknar spän- ning över tyristorerna. Om en av tyristorerna är kortsluten, kommer effektfaktorsignalen aldrig att bli noll såsom visas i fig. 90. Om detta inträffar, alstrar mikroprocessorn en felsignal 95 för att in- ' dikera en kortsluten tyristor.

Mikroprocessorn övervakar samtliga värmeinställningar i di- rektminnet. Dessa utgöres av cellerna 12, 15, 22, 25 etc. Mikro- processorn kommer att upptäcka om procentströmadresserna innehåller ett annat tal än 50-99 och felsignalen 93 kommer att blinka på data- indikatorn 46 på sekvensmodulen. Om en operatör försöker trigga en svetspistol med en svetssekvens som innehåller en annan procent ström än 50-99%, kommer sekvensen att avbrytas och 93 att blinka på indikatorn #6. Denna kontroll gäller även för procentströmad- resser som är associerade med UIRK-enheten. Även fastän styrdonet förhindrar införandet av ett annat tal än 50-99, är det möjligt att en viss adress aldrig programmerades, varvid denna adress skulle kunna innehålla ett slumptal, som icke nödvändigtvis låg mellan 50 och 99. Att 93 blinkar är en indikation för en operatör om att en felaktig värmeinställning finnes någonstans i någon av direktminnes- 7áo72so-a 19 cellerna. Operatören kan avhjälpa detta genom att undersöka värme- cellerna och införa korrekt värmeinställning i den cell, som inne- håller den felaktiga värmeinställningen.

Under hänvisning till fig. Ba-c kommer den automatiska ef- fektfaktorinställningen samt den unika, digitala fasvridningsvärme- regleringen vid svetsstyrdonet att beskrivas närmare. Pig. 8a vi- sar växelströmsnätspänningen V och nätströmmen I för en svetsvärme- ströminställníng av 100% utan nâgra tidsfördröjningar mellan tänd- ningen av tyristorerna såsom framgår av fig. 8a. Effektfaktoregen- vinkeln för en normal punktsvetstransformatorbelastning är approxi- mativt 35°-60° såsom framgår av fig. Ba. Fig. 8b visar ett manuellt effektfaktorarrangemang, där en potentiometer e dyl avstämmes till anläggningens effektfaktor. Vid det manuella effektfaktorarrange- manget liksom vid det automatiska effektfaktorarrangemanget, som kommer att beskrivas nedan, tändes den första halvcykeln av varje svetsperiod alltid vid effektfaktoregenvinkeln 850 av magnetise- ringsströmmen för en svetstransformator. Efterföljande halvcykler. av svetsströmmen tändes vid olika fasförskjutna vinklar för val av optimal svetsström för arbetsstycket. Vid den manuella effektfak- torinställningen sker tidräkningen för värmeregleringen från spän- ningsvågformens nollgenomgång såsom indikeras medelst hänvisnings- beteckningen 8U. Spänningsvågformens nollgenomgång är således tid- räkningspunkten för värmeregleringen vid ett svetsstyrdon med manu- ell effektfaktorinställning, där en potentiometer e dyl användes för att avstämma svetsstyrdonet till anläggningens effektfaktor.

Eftersom tidräkningen är fixerad till en fast referenspunkt nämli- gen spänningsvågformens nollgenomgång, kommer, om effektfaktorn va- rierar, tidsfördröjningsintervallet mellan strömbelastningar att variera liksom värmeinställningen. Detta system fungerar bra om anläggningens effektfaktor förblir konstant. I verkligheten är emellertid detta icke fallet, eftersom en ändring av arbetet i svetspistolens gap även ändrar anläggningens totala effektfaktor.

Normalt påverkar icke bytet av arbetsstycken i svetspistolens gap effektfaktorn i någon större utsträckning, men dylika byten medför betydande ändringar av svetsvärmeströmmen.

Eftersom fasvridningsvärmeregleringen huvudsakligen är en tidsfunktion, är egenskaperna hos svetsstyrdonet enligt föreliggan- de uppfinning idealiskt lämpade för åstadkommande av ett automa- tiskt effektfaktorkorrigeringsschema. Tidsstyrningen för den di- gitala fasvridningsvärmeregleringen av svetsstyrdonet utgår från slutet av strömledningen i föregående halvcykel av svetsströmmen 7807280-8 till tändpunkten för nästföljande halvcykel av strömmen såsom visas i fig. 80. Den första halvcykeln av svetsströmmen tändes alltid 850 efter spänningsvågformens nollgenomgång. Efter den första halv- cykeln hänföres samtliga efterföljande halvcykler till slutet av strömledningen i föregående halvcykel. Vid föreliggande tillämp- ning utgöres mikroprocessorn av en digital tidgivare. Denna digita- la fasvridningsvärmereglering för svetsstyrdonet genomföres genom att man drar fördel av det faktum att den tid som åtgår för mikro- processorn för exekvering av en viss instruktion både är konstant och känd. Tidsfördröjningen åstadkommas genom att man placerar mikroprocessorn i en programslinga omedelbart efter slutet av ström- ledningen i föregående halvcykel. Antalet gånger som mikroproces- sorn löper genom denna slinga bestämmer den verkliga tidsfördröjning- en innan nästföljande halvcykel av svetsströmmen initieras, Antalet gånger som mikroprocessorn inträder i denna slinga lagras i en cell i mikroprocessorns minne. 5 Vid uppgörande av svetssekvensen inför operatören önskad procent ström i mikroprocessorns direktminnescell. Procenten ström har enligt ovan ett möjligt intervall mellan 50 och 99%. Om opera- tören önskar en låg värmeinställning och exempelvis inför 50%, kom- mer fördröjningen att bli lång mellan slutet av ledningen i den ena halvcykeln och början av ledningen i den andra halvcykeln. Mikro- processorn kommer att löpa genom sin fördröjningsslinga maximalt antal gånger. Ju högre värmeinställning som önskas desto lägre blir antalet gånger som fördröjningsslingan exekveras. Vid före- liggande uppfinning uppgår den erforderliga maximala fördröjningen till 5,2Ä ms. Detta motsvarar 700 på en matningsspänning med en frekvens av 60 Hz. pVid föreliggande uppfinning kan operatören in- ställa procenten ström mellan 50 och 99% i enprooentsteg. Varje enprocentsteg är således: ¿Ä1% = 3,2Ä/49 ms = 66,1/us. En fast programfördröjningsslinga av approximativt 66,1 mikrosekunder kom- mer att konstrueras i läsminnet. Antalet gånger som denna slinga exekveras bestämmas av de värmeinställningar, som operatören gör.

En inställning av 6H% skulle exempelvis medföra att slingan utför- des 36 gånger (100 - 6Ä = 36). Det bör observeras att ju högre vär- meínställningen är desto kortare fördröjning erfordras till följd av subtraktionen.från 100.

Fördelen med att använda digital fasförskjutningsvärmereg- lering består i att de alstrade realtidsfördröjningarna är mycket noggranna. Såsom visas i fig. 8c tändes den första halvcykeln av svetstidsperioden vid den naturliga effektfaktorvinkeln 850, men 7807280-8 21 varje efterföljande tidsfördröjningsintervall mätes vid slutet av strömledningen i varje efterföljande halvcykel såsom anges med hjälp av hänvisningsbeteckningarna 86 respektive 88. Tidräknings- punkten är således icke fast utan varierar med ändringar i effekt- faktorn så att strömvärmeinställningarna alltid är exakta. Mikro- processorns cykeltid är baserad på en kristallstyrd referensklocka, som är mycket stabil. Tidigare användes RC-tidsfördröjningskretsar, vilka är något temperaturkänsliga, varför fördröjningarna i viss mån kunde variera med temperaturen. Den digitala fasförskjutningsvärme- regleringen gör det även möjligt att mer exakt inställa procenten ström. Det finns exempelvis en bestämd spärr för varje läge av da- taadressratten H2 för en enprocentig ökning av värmet. Tidigare an- vändes en kontinuerligt variabel potentiometer, som saknar exakta, kända punkter i motsvarighet till varje enprocentig värmeökning som operatören kan önska. En annan fördel med den digitalt alstrade för- dröjningen består i att då en logikpanel utbytes och inställningen dupliceras, är procenten värme exakt densamma som den var med den gamla logikpanelen. Vid kända svetsstyrdon, som utnyttjade RC-tid- styrning, kunde potentiometerns egentolerans medföra att samma in- ställning på potentiometern kunde åstadkomma ett fel av så mycket som +10% på den i verkligheten erhållna procentvärmeinställningen.

Mikroprocessorn alstrar fördröjningsvinklarna mellan ström- loberna digitalt och producerar en svetssignal, som matas från mik- roprocessorkortet till strömpanelen via den inkommande ledningen HPL? såsom framgår av fig. 6. Svetssignalen förstärkes medelst en förstärkarkrets 90, som mottager svetssignalen från mikroprocessorn och åstadkommer en pulsspänning för effekttyristorernas styren.

Denna pulsspänning isoleras från logiken medelst pulstransformato- rer MT och 5T. Denna spänning utgöres av en puls med en bredd av /us till styrena hos tyristorerna i tyristorkontaktorn via stick- proppsanslutningarna 6PL3 och GPLÄ eller 6PL5 och 6PL6 enligt fig. 7 i beroende av vilken halvcykel som leder, varvid en puls uppträ- der vid varje halvcykel av svetsströmmen. Strömmen i tyristorernas styre stiger under dessa 20 mikrosekunder till ca 1 A och kvarstår under resten av halvcykeln sedan en tyristor väl slagits till. En tyristor leder i ena riktningen medan den andra tyristorn leder i den andra riktningen i och för att tända var och en för åstadkomman- de av en fullständig svetscykel.

Enligt fig. 9a-c avkänner mikroprocessorn spänningen över tyristorerna som en indikering på att strömledningen upphört. Då strömmen upphör, återställes tyristorerna och spänningen över de- 7807280-8 22 samma återgår till nätspänning vid denna tidpunkt såsom framgår av fig. 9b. Då tyristorerna leder och svetsvärme uppträder, faller spänningen över tyristorerna till noll. Denna övergång från noll- spänning och tillbaka till nätspänning över tyristorerna avkännes över klämman H1 i tyristorkontaktorn såsom visas i fig. 7 och matas via kabelanslutningen 6PL8 till en helvågslikriktare 92 i strömpa- nelkretsen enligt fig. 6. Denna signal som uppträder över klämmor- na L1 och H1 i tyristorkontaktorn användes som en insignal till en optoisolatorkrets 92 på strömpanelen; Optoisolatorn mättas då spän- ning förefinnes över tyristorerna. Utsignalen från optoisolator- kretsen matas till in-utkortet, som i sin tur matar mikroprocessorn.

Vid mottagning av denna signal startar mikroprocessorn den digitalt genererade fördröjningen i styrdonet, vid vars slut nästföljande strömhalvcykel tändes. Denna sekvens fortsätter under samtliga halvcykler av svetsningen, varvid var och en hänföres till slutet av strömledningen från föregående halvcykel. Detta förfarande är mycket noggrant och medger även fullständig utbytbarhet av paneler utan några ingrepp av elektriker. Den i ovannämnda diskussion nämn- da effektfaktorn avser den effektfaktor, som presenteras styrdonet av dess sekundärkrets. Denna sekundärkrets innefattar sekundärka- beln, svetspistolen samt arbetsstycket i svetspistolens gap. Då enligt fig. 9c optoisolatorkretsen mättas, då spänning föreligger över ty- ristorerna, är logiksignalen för den automatiska effektfaktorn till mikroprocessorn en binär 0:a. Då tyristorerna tänt och leder är på motsatt sätt optoisolatorn frånslagen och signalen över kabeln 5PL1Ä i fig. 6 motsvarar en binär 1:a till mikroprocessorn i enlighet med den i'fig. 9c visade vågformen.

I fig. 4 visas ett programmeringsarbetskort. kan använda detta kort som referens vid programmering av svetsstyr- En operatör donet. Programmeringsarbetskortet med de önskade tidpunkterna och uppvärmningarna för de svetssekvenser, som skall användas, kan ifyl- las av en arbetsledare e dyl. Följande förfarandesteg kan genomlö- pas för införande av arbetsinformationen i styrdonet: 1) ställ kör- nings-programmeringsomkopplaren HH i programmeringsläget; 2) ställ adressrattarna H0 på det adresstal, i vilket datainformationen skall införas (i fig. H motsvarar adressen 10 anläggningstiden för sekven- sen 1); ställ datarattarna H2 på det tal, som skall införas i den cell som inställes medelst adressrattarna; N) tryck in och släpp in- Dataindikatorn Ä6 kommer att änd- Detta indikerar att Detta för- förings-återställningsknappen 73. ras till att motsvara talet på datarattarna H2. datainformationen införts i mikroprocessorns direktminne.

Claims (9)

1. 7807280-8 23 farande upprepas tills samtliga data införts. Om ett dubbelpuls- svetsschema icke erfordras, programmerar operatören tempoperioder- na kylning och svetsning 2 till noll cykler. Styrdonet är så kon- struerat att vissa icke tillâtna datainföringar förkastas såsom tidigare anförts. Om man försöker göra en dylik datainföring, kom- mer indikatorn icke att ändras i motsvarighet till datarattarna. De icke tillåtna datainföringarna är: 1) ett tal större än 59 i en av tempoperioderna; 2) ett tal mindre än 50 i en av procentuppvärm- ningsperioderna; 3) varje ändring av en godtycklig adress, som icke visas på programmeringsarbetskortet. PATENTKRAV 1. Digitalt svetsstyrsystem för en bärbar svetspistcl och av den typ som ansluter och bortkopplar en svetstransformator från en elkraftkälla i och för styrning av tempoperioderna i svetssekvensen samt värmeutvecklingen i svetsen, k ä n n e t e c k n a d av att systemet innefattar dels ett manuellt manövrerat organ för alstring av ett flertal utsignaler representerande tempoperiod- och svets- värmekonstanter för svetssekvensen, dels ett av strömledningsslutet i varje halvcykel av en svetsperiod styrt avkänningsorgan för alst- ring av en signal för automatisk effektfaktorinställning och med en tidräkningspunkt, som varierar med ändringar av svetsutrustníngens effektfaktor, och dels ett digitalt styrorgan för alstring av en di- gital fasförskjutningsvärmeregleringssignal samt var och en av tem- poperioderna i svetssekvensen, vilket styrorgan styres av värme-, tempo- och effektfaktorsignalerna och har förutbestämd cykeltid för exekvering av en viss instruktion så att en realtidsfördröjning ås- tadkommas genom placering av styrorganet i en programmerad slinga efter avkänning av effektfaktorsignalen.

2. System enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda styrorgan innefattar ett minnesorgan för lagring av tempo- period- och svetsvärmekonstanterna för varje svetssekvens samt ett programmerat minnesorgan med gränsvärden för tempoperiod- och svets- värmekonstanterna för jämförelse av tempoperiod- och svetsvärmekon- stanterna med gränsvärdena innan tempoperiod- och svetsvärmekonstan- terna införes i en aktiv cell i nämnda minnesorgan för avfrågning medelst styrorganet under en svetssekvens. 5.

3. System enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att vart och ett av nämnda organ utgöres av slutna modulenheter av in- stickstyp med ett organ för elektrisk anslutning till ett elekt- riskt förbindelsenät med snabbkopplingsorgan mellan respektive mo- dulenhet så att en godtycklig modulenhet lätt kan bytas. 7807280-8 2H H.

4. System enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att styrorganet innefattar ett av i styrsystemet befintliga signaler styrt organ för detektering av felfunktioner i styrsystemet samt för alstring av diagnossignaler i motsvarighet till den detektera- de felfunktionen samt ett av en diagnossignal styrt organ för att omedelbart avbryta svetssekvensen, avaktivera den bärbara svetspis- tolens solenoid och återföra styrsystemet till en väntmod.

5. System enligt kravet U, k ä n n e t e c k n a t av att det manuellt manövrerade organet är en sekvensmodul medan det digitala styrorganet är en mikroprocessor med ett direktminne för lagring av tempoperiod- och svetsvärmekonstanterna för svetssekvensen samt ett läsminne för lagring av övervakningsprogrammet som undersöker och jämför de inkommande utsignalerna från det manuellt manövrerade organet till direktminnet, varvid sekvensmodulen innefattar adress- rattar för adressering av den cell i direktminnet där datainforma- tionen skall införas, datarattar för inställning av den datainforma- tion som skall införas i direktminnescellen på adressratten, en lys- dioddataindikator för presentation av data lagrad i den direktminnes- cell som inställes medelst adressrattarna, en körnings-programme- ringsomkopplare, som omställes till programmeringsläget vid program- mering av mikroprocessorn och till körningsläget då man önskar köra en svetssekvens, och en adressprogramtabell som anger lägena för in- ställning av adressrattarna vid programmering av mikroprocessorn samt annan information för diagnostisering av felfunktioner samt en grupp omkopplare för införing av data i mikroprocessorn samt för styrning av svetsstyrdonet, varjämte sekvensmodulen vidare innefat- tar av diagnossignalerna styrda organ för alstring av en sifferin- dikering på lysdioddataindikatorn.

6. System enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att det vidare innefattar en underhållsintervallsräknare-kompensator med en fyrstegs stegfunktion för att automatiskt öka svetsvärmet efter ett förutbestämt antal svetsar för att i varje steg kompensera för svampbildning på elektroderna.

7. Förfarande för programmering av ett digitalt svetsstyrsys- tem för styrning av en bärbar svetspistol av den typ, som användes inom bilindustrin vid en sammansättningsbana, och innefattande en mikroprocessor som huvudstyrelement, en sekvensmodul med manöveror- gan för programmering av mikroprocessorns svetssekvens och innefat- tande en körnings-programmeringsomkopplare, adressrattar för val av en adress i mikroprocessorns minne, datarattar för inställning av tempoperiod- och svetskonstanter, som skall införas i den medelst 7807280-8 25 adressrattarna inställda minnescellen samt en införings-återställ- ningsknapp för införande av vald data, k ä n n e t e c k n a t av att man utnyttjar ett programmeringsarbetskort med tempoperiod- och svetsvärmekonstanter, som skall användas i svetssekvensen, att man ställer körnings-programmeringsomkopplaren i programmeringsläget, att man ställer adressrattarna på den adresscell i minnet som mot- svarar det på programmeringskortet belägna minnet för vilket man önskar införa data, att man ställer dataratten på det tal, som skall införas i den cell, vilken inställes medelst adressrattarna i mot- svarighet till svetsschemat på programmeringskortet och att man trycker in och släpper införings-återställningsknappen för att in- föra konstanterna i mikroprocessorn i och för styrning av svetssek- vensen.

8. Förfarande enligt kravet 7, varvid mikroprocessorn vidare innefattar en underhållsíntervallsräknare-kompensator med en fyr- stegs stegkrets för att automatiskt öka svetsvärmet efter ett för- inställt antal svetsar i varje steg för att kompensera för svamp- bildning på elektroderna, medan sekvensmodulen innefattar en ström- ställare för in- och urkoppling av underhållsintervallsräknaren- -kompensatorn samt en stegomkopplare för denna, k ä n n e t e c k - n act av att man ställer strömställaren i dess operativa läge, där svetsarna räknas och de tidigare införda svetsvärmekonstanterna ut- bytes mot svetskonstanter införda i underhållsintervallsräknar-kom- pensatorminnescellen i mikroprocessorn och att man påverkar stegom- kopplaren då större förslitning av elektrodspetsarna än normalt uppträder i och för att stega till nästföljande steg i framsteg- ningsprogrammet.

9. Förfarande för att styra ett digitalt svetsstyrsystem för att selektivt ansluta en belastning med en effektfaktor till en väx- elspänníngskälla under åtminstone en del av växelspänningshalvcy- keln för varje svets, k ä n n e t e c k n a t av att man åstadkom- mer en signal för automatisk effektfaktorinställning då slutet av strömledningen i föregående halvcykel avkännes, att man placerar mikroprocessorn i en programslinga som kräver en förutbestämd tid för exekvering, vid uppträdandet av en effektfaktorsignal i och för alstring av en tidsfördröjning, att man styr anslutningen av belast- ningen till källan medelst en svetständningssignal från mikroproces- sorn och att man initierar mikroprocessorn att löpa igenom sinslüna ett förutbestämt antal gånger i och för att bestämma den verkliga tidsfördröjningen innan nästföljande svetsströmhalvcykel initieras medelst svetständningssignalen för mikroprocessorn.