WO2002058877A1 - Verfahren zum betreiben eines schweissgerätes btw. einer schweissanlage - Google Patents

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WO2002058877A1
WO2002058877A1 PCT/AT2002/000031 AT0200031W WO02058877A1 WO 2002058877 A1 WO2002058877 A1 WO 2002058877A1 AT 0200031 W AT0200031 W AT 0200031W WO 02058877 A1 WO02058877 A1 WO 02058877A1
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Franz Schrefler
Franz Niedereder
Heinrich Hackl
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Fronius International Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a welding device or a welding system and to a welding device or a welding system with a current source for providing electrical energy to at least one with the welding device or
  • Methods for bidirectional data exchange of a welding device or a welding system with other components such as, for example, connecting a welding device to the Internet via a web server, in particular an HTTP server, are known from the prior art. Furthermore, it is known that a welding device forwards data with a welding device-specific data format to other components, for example a computer system or a PC, and this data is processed, converted or stored by the further component.
  • a system for communication via a standard communication protocol which contains a plurality of interconnected computers.
  • the system includes a module that regulates the transfer of information between the computers.
  • the system further includes a module that allows a first control device to communicate with a computer that communicates with process control equipment and that allows a second control device to take over the functions of the first control device when the first control device is unavailable.
  • the standard data protocol used can be the OPC standard format and the information passed on can be formed by one or more process control parameters.
  • the invention has for its object to provide a welding device or a welding system and a method for operating a welding device or a welding system, wherein communication with other components is facilitated and thus the flexibility of the welding device or the welding system is increased.
  • the object of the invention is achieved in that internal data of the welding device or the welding system from an OPC server integrated in the welding device or the welding system, which processes an OPC software module, from an internal data format of the welding device or the welding system in an OPC standard format can be converted
  • the and / or internal data are recorded by the OPC server using measuring / output means and then the data in the OPC standard format are made available to other components via an OPC interface and / or any data in the OPC standard format are received by external components are, and this data for the control and / or evaluation device of the welding device or the welding system from
  • OPC server can be converted into the internal data format of the welding machine or welding system for processing and / or storage. It is advantageous here that the welding device or the welding system can forward and receive data in a standard format, in particular in an OPC standard format, directly and without the aid of further external components, and thereby further fault-prone and maintenance-intensive components, such as an external PC or an external PC system.
  • Such external components have to be positioned at a suitable distance due to the high interference caused by a welding process, with a high wiring effort due to the necessary shielding of the line for the data connection to the welding device, or a correspondingly great effort to shield the entire component must be accepted become.
  • By integrating the OPC server into the welding device in particular by relocating the OPC server within the welding housing, such expenses can be avoided, since appropriate shielding is provided by the welding housing and, in addition, only a very short line connection is required, which is required by little or no interference, which is negligible, is impaired from the outside.
  • Another advantage is that welding devices or welding systems that work with the same external standard data format, in particular the OPC standard format, can be interchanged and therefore no time-consuming and costly adjustment work or devices for converting different data formats must be arranged. This ensures that welding devices with a wide variety of internal data formats can be exchanged for one another without having to adapt to the new welding devices or welding systems. This means that older welding machines can be replaced by newer welding machines at any time.
  • a particular advantage is that when using a standardized format, in particular the OPC standard format, for which external data exchange with other components does not require any coordination between the different manufacturers, which saves a considerable amount of time and thus considerable costs when building a production system with several components, since the data format for data communication is already in advance is known to the individual manufacturer and can therefore be coordinated with each other during the development or construction of the components. A simple adjustment or coordination of the individual components is thus achieved when the production system is started up, since the data transferred from the various components are always in the same format. This also means that only one translation of the data from one data format, in particular from the OPC standard format, into the most diverse data formats for the most diverse components has to be carried out.
  • the internal data of the welding machine are used in a variety of different ways for data communication with a wide variety of external components, such as, for example, one or more robots, one or more PLC controls, etc.
  • Data formats of the components converted so that a very high and time-consuming adaptation of the data protocols for the different components is necessary and therefore several different translation programs are always required, ie that for each component that has its own internal data format, a translation of the data of the Welding machine must be carried out, which creates considerable costs and an on-site adjustment when commissioning systems is usually no longer possible.
  • the integration of the OPC server creates the possibility that data can be recorded directly from the OPC server. All that is necessary for this is that the OPC server is equipped with appropriate measuring / output means so that the OPC server can be operated independently of the data format of the component, in particular the welding machine.
  • the advantage is achieved that a very simple regulation and / or control of the welding device or the welding system can be carried out in a very simple way by other components.
  • the advantage of the measure according to claim 3 is to be seen in the fact that from a large number of internal data of the welding device or the welding system those data are selected or set which are used for regulation and / or control of or by other components or for storage for later Evaluations, for example for quality control, are required.
  • the advantage is achieved that a very good cooperation of the welding device or the welding system with other components can be achieved and also a quality control of an ongoing welding process can be carried out.
  • the advantage of a procedure according to claim 6 is that the data converted into the OPC standard format can be combined with other data from other components, which are also provided in the OPC standard format and have a time stamp, and thus also a quality control of very complex processes can be carried out by merging the data from several production machines.
  • a measure according to claim 9 has the advantage that data from other components can also be used for a visualization of the welding process, so that in a simple form a combination of different data from different ones Components is made possible.
  • an OPC server in the welding device or the welding system which comprises an OPC software module, for converting internal data of the welding device or the welding system from an internal data format into an OPC -Standard format and / or vice versa, is arranged and / or the OPC server is equipped with measuring / output means for recording internal data and the OPC server is in line connection with an OPC interface, the OPC interface on a housing of the Welding device or the welding system is arranged as described in claim 11.
  • the advantage achieved by a configuration according to claim 13 is that commercially available components can be used for the OPC interface and thus it can be produced very inexpensively.
  • FIG. 1 shows a welding machine with an integrated OPC server in a simplified, schematic
  • FIG. 2 shows the welding device from FIG. 1 with a connection to a data transmission system, which is connected to other components of a production system, in a simplified, schematic representation;
  • Fig. 3 shows a possible embodiment of the manufacturing system in a simplified, diagrammatic representation.
  • Fig. 1 is a welding system or a welding device 1 for various welding processes, such as MIG / MAG welding or TIG / TIG welding or electrode welding processes etc. are shown.
  • MIG / MAG welding or TIG / TIG welding or electrode welding processes etc.
  • the solution according to the invention can be used with a current source or a welding current source.
  • the welding device 1 comprises a current source 2 with a power unit 3, a control and / or evaluation device 4 and a switching element 5 assigned to the power unit 3 or the control and / or evaluation device 4.
  • the switching element 5 or the control and / or Evaluation device 4 is connected to a control valve 6, which is arranged in a supply line 7 for a gas 8, in particular a protective gas, such as C0 2 , helium or argon and the like, between a gas storage device 9 and a welding torch 10.
  • a wire feed device can also be controlled via the control and / or evaluation device 4 11, which is common for MIG / MAG welding, can be controlled, a welding wire 13 being fed from a supply drum 14 into the area of the welding torch 10 via a supply line 12.
  • the wire feed device 11 as is known from the prior art, to be integrated in the welding device 1, in particular in the basic housing, and not as an additional device, as shown in FIG. 1.
  • the current for establishing an arc 15 between the welding wire 13 and a workpiece 16 is fed via a welding line 17 from the power section 3 of the current source 2 to the welding torch 10 or the welding wire 13, the end to be welded
  • Workpiece 16 is also connected via a further welding line 18 to the welding device 1, in particular to the power source 2, and thus a circuit can be set up via the arc 15.
  • the welding torch can be operated via a cooling circuit 19
  • the cooling circuit 19 in particular a liquid pump used for the liquid arranged in the water container 21, is started and thus cooling of the Welding torch 10 or the welding wire 13 can be effected.
  • the welding device 1 furthermore has an input and / or output device 22, by means of which the most varied welding parameters or operating modes of the welding device 1 can be set.
  • the welding parameters set via the input and / or output device 22 are forwarded to the control and / or evaluation device 4 and the individual components of the welding system or welding device 1 are then controlled by the latter.
  • the welding torch 10 is connected to the welding device 1 or the welding system via a hose package 23.
  • Hose package 23 the individual lines from the welding device 1 to the welding torch 10 are arranged.
  • the hose package 23 is connected to the welding torch 10 via a connecting device 24 which is part of the prior art, whereas the individual lines in the hose package 23 are connected to the individual contacts of the welding device 1 via connection sockets or plug connections.
  • a corresponding strain relief of the hose package 23 is guaranteed, the hose package 23 is connected via a strain relief device 25 to a housing 26, in particular to the housing of the welding device 1.
  • the welding device 1 has an internal data transmission system 27, in particular an internal one
  • Bus system 28 on which a data transfer between the individual components or assemblies of the welding device 1 or the welding system, such as the power source 2 and / or the power unit 3 and / or the control and / or evaluation device 4 and / or the welding torch 10 and / or the wire feed device 11 and / or the input and / or output device 22 and / or the like.
  • the components of the welding machine 1 communicate via the internal bus system 28 with the aid of an internal data format which is dependent on the welding machine manufacturer. It should be mentioned that all devices or systems, such as a robot system that can be connected to the welding machine, work with their own manufacturer-specific data format, so that no data exchange can be carried out by simply interconnecting the components. For persons or components who do not know this data format, reading or further processing of the internal data of the welding device 1 or of the welding system is not possible or only possible with a large translation effort.
  • an OPC server 31 in the welding device 1, which serves to process an OPC software module 32.
  • An OPC software module 32 is to be understood as a data processing program which converts the data from an internal data format to the OPC standard format or vice versa.
  • This OPC software module 32 can be constructed differently depending on the internal data format to be converted, ie the OPC software module is adapted to the desired internal data format of the component, in particular the welding machine 1, so that different devices or Components of differently structured OPC software modules can be used.
  • the OPC server 31 is understood to mean a computing system or a computer which is designed to read or receive data from an “OPC client” or to forward data to an “OPC client”. Communication takes place via the OPC Standard format, this being a free data format used or recommended by many manufacturers of manufacturing or automation components.
  • the OPC server 31 can be formed by components of a commercially available PC or a computer, in particular a microprocessor controller, and has a microprocessor 33 and a memory unit 34. Of course, it is also possible that other software modules or programs are also present on these components of a PC or computer. Windows is advantageously used as the operating system. However, it is also possible to use other operating systems, such as Linux, Unix or the like.
  • the OPC server 31 is in line connection with an OPC interface 36.
  • This OPC interface 36 can be formed by an interface cold, which is controlled by the OPC server 31.
  • the OPC interface 36 can be designed as a serial or parallel interface, in particular as an Ethernet interface. It is possible to have an associated one
  • the OPC server 31 is in line connection with the internal data transmission system 27, in particular with the internal bus system 28, and converts the supplied data from an internal data format into an OPC standard format and provides this converted data to other components at the OPC interface 36 available.
  • the OPC server 31 can independently record the required data and thus to operate independently of the internal control and / or regulating processes.
  • the OPC server 31 is equipped with appropriate measuring / output means for receiving the internal data, ie internal data are recorded by the OPC server 31 by measuring / output means.
  • the measuring / output means can be formed, for example, by a temperature sensor, which optionally monitors the temperature of the coolant or the power section, by digital / analog converter or by a shunt for the current measurement, etc.
  • independent measuring / output means enables a very simple structure of the OPC server 31 to be implemented, which can be installed in any welding device 1 and also retrofitted, since such an OPC server 31 is independent of the internal one Data format of the welding machine 1 works as an independent assembly.
  • the OPC server 31 it is possible for the OPC server 31 to convert the internal data of the welding device 1 by integration or by connection to the internal bus system 28 or the control and / or output device 4 and to record internal data independently can carry out their own measurement output means, ie that both the data of the welding device 1 and the independently recorded data can be processed. It is only essential that the data required for the external data communication with further components are provided by the welding machine 1 in the OPC standard format from the OPC server 31.
  • the internal data format is to be understood as the data format used for internal communication between the components or assemblies of the welding device 1, this data format being dependent on the manufacturer and therefore readable or only for a very limited group of people or only for machines specially designed for this purpose is further processable. If data with this internal data format are now transmitted to other devices or devices, a complex conversion to the respective data format of the further component which is used by the manufacturer must be carried out beforehand. If, for example, data communication is carried out from a welding machine 1 with several components from different manufacturers, that is with several different internal data formats, each of these components would have to have its own conversion of the internal data format of the welding machine 1 to the manufacturer-specific data format of the other components be performed.
  • the OPC standard format is a data format used by many manufacturers of manufacturing systems or control and / or regulating components for external data communication, which is used for communication between different components of an automated system
  • Manufacturing is recommended and also frequently used, i.e. that a wide variety of manufacturers have developed translation programs for converting their data into the OPC standard format, i.e. corresponding OPC software modules, so that data communication between the individual components is possible using the translation programs.
  • the OPC interface 36 of the welding device 1 for forwarding the converted data can, if necessary, be connected to an external data transmission system 37, in particular an external bus system 38. Further components of a production plant 41 (see FIG. 2) can be connected to the external data transmission system 37, in particular with the external bus system 38 are in line connection and carry out a data exchange with one another.
  • the manufacturer specifies the data to be transmitted. So that the OPC server 31 comes to the corresponding data, the OPC server 31 is assigned an internal bus address, for example, so that the control and / or evaluation device 4 or another component or assembly of the welding device 1 via the internal data protocol the data can be transmitted with the internal data format, ie the OPC server 31 can be addressed like the other components or assemblies of the welding device 1.
  • Data which are to be converted from the internal data format to the OPC standard format can, for example, be setpoints and / or actual values of various welding parameters, but also control signals, such as pressing a process control button on the welding torch 10 or the like, but also operating data or warning or error messages, such as data about the remaining supply of welding wire 13 on the storage drum 14 or the absence of this welding wire 13.
  • control signals such as pressing a process control button on the welding torch 10 or the like
  • operating data or warning or error messages such as data about the remaining supply of welding wire 13 on the storage drum 14 or the absence of this welding wire 13.
  • all measured values or signals or data recorded in the welding device 1 can be fed into the OPC
  • Standard format can be converted if necessary.
  • FIG. 2 shows the welding device 1 described above with its components in connection with other manufacturing devices 42.
  • the manufacturing devices 42 can, for example, by a robot 43, a freely programmable control, in particular, a PLC 44, a cleaning device 45 or a multiplicity of other devices, not further described, can be formed.
  • the manufacturing devices 42 are connected to a higher-level control device 46 via the external data transmission system 37 or the external bus system 38.
  • the higher-level control device 46 can be, for example, a device for visualization or for quality assurance. This can be implemented by means of a PC or a computer system, all of the data made available or output by it being written in the OPC standard format. Since manufacturing devices 42 are usually not designed to output data in the OPC standard format, the data output or received by the manufacturing devices 42 must first be converted from an internal data format of the manufacturing devices 42 to an OPC standard format. This can be carried out, for example, by external computers 47, which include external OPC servers 48. The conversion of all data into the OPC standard format is advantageous since different manufacturing devices 42 work with different internal data formats.
  • the illustrated embodiment of the external data transmission system 37 or of the external bus system 38 in a star-shaped architecture is only one of the possible embodiments. It is also possible to design the external bus system 38 with a different architecture, for example through a serial bus. Such bus systems are known from the prior art and are not dealt with in more detail at this point.
  • the higher-level control device 46 can now evaluate, merge or save all the data supplied to it in the OPC standard format, and thus perform reproducible documentation of various processes in the production system 41. It is advantageous that the data supplied by the production devices 42, in particular by the associated OPC servers 31, 48, are provided with a time stamp in order to enable various processes to be reconstructed at a specific point in time.
  • Such a data evaluation or visualization can be used to carry out a quality check or backup or early detection of errors on the basis of errors which have occurred in the past and are repeated in a certain time cycle.
  • the complete storage and evaluation of the data of the Welding device 1 can be recognized by the higher-level storage device 46 different behavior patterns on the state of the welding device 1, so that early detection of faults or malfunctions is possible.
  • the maintenance personnel can be made aware of an expected error at a favorable time, in particular during the downtime of the production system 41, so that the corresponding component or assembly of the welding device 1 can be replaced. Operational failures of the entire production system 41 can thus be prevented.
  • These evaluations have proven themselves in particular in the case of the wearing parts, ie that it can be determined, for example, when the contact tube is worn out or the wire core has to be replaced or the like.
  • the welding device 1 is connected directly to the higher-order control device 46 via the OPC interface 36 and without the interposition of further components.
  • this can be replaced by another welding device, which can also process or output OPC data, without time-consuming adaptations or other devices for data conversion into an OPC standard format having to be used .
  • This makes it possible for welding devices 1 with a different internal data format to be used or exchanged, since a defined data format, in particular the OPC standard format, is always used for the external data transmission with the other components.
  • Standard format for processing both internal data formats would have to be designed, but this is a very big problem given the large number of possible internal data formats used by the different manufacturers, and therefore an exchange of welding devices is very problematic and usually only with a corresponding software adaptation of the associated ones Device for data conversion can be performed.
  • an external OPC server 48 is usually used for several components, so that an OPC server converts several different internal data formats of different components or manufacturing devices 42 into the OPC standard format. This includes the disadvantage that if this OPC server 48 fails, several external components or manufacturing devices 42 cannot carry out data exchange.
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of the production system 41 in a purely schematic, diagrammatic illustration.
  • a welding device 1 according to the invention or a welding system according to the invention and a further welding device 51 or a further welding system known from the prior art are shown, each of which has an associated robot 43 or robot arm.
  • the manufacturing plant 41 comprises two further manufacturing devices 42, these by
  • the production system 41 comprises the superordinate control device 46 for evaluating and storing data as well as control, regulating and control purposes. All data which are made available to the higher-level control device 46 or are output by the latter are in the OPC standard format.
  • computers 47 or other devices which carry out this conversion are arranged between the production devices 42 and the superordinate control device 46.
  • any exchange of different device generations of the welding device 1 can be carried out at any time since the OPC software module of the integrated OPC server 31 is already from the factory or manufacturer is adapted accordingly, so that the functions of the previously used welding machine 1 are immediately available again in the new welding machine 1.
  • the data provided by these welding devices 1 can in turn be read or further processed by any OPC-compatible external component, or the welding device 1 can be controlled and / or regulated directly with OPC data without any problems during commissioning of the production plant 41 arise and thus a long-term standstill of the production plant 41 can be prevented.
  • This makes it possible for the production system to be in operation 41 an adaptation of the higher-level control device 46 or of the further components, if necessary, to the new functions of the new welding device 1 can be carried out.
  • welding device 1 shown requires no further conversion devices or the like in order to establish communication with other manufacturing devices 42 or the higher-level control device 46 by means of the OPC standard format.
  • FIGS. 1; 2; 3 shown designs and measures form the subject of independent, fiction, contemporary solutions.
  • the relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
  • Control valve 46 control device (pract
  • OPC server OPC software module microprocessor memory unit

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Schweissgerätes (1) mit einer von einer Steuer- und/oder Auswertevorrichtung (4) gesteuerten bzw. geregelten Stromquelle (2) zur Beaufschlagung von zumindest einer mit dem Schweissgerät (1) verbindaren Elektrode mit elektrischer Energie zur Durchführung eines Schweissprozesses, wobie die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung (4) Software-Bausteine verarbeitet und gemäss den dadurch vorgegebenen Anweisungen sowie anhand vorliegender Esintellungen operiert und das Schweissgerät (1) über eine Schnittselle einen Datenaustausch mit einer externen Komponenete durch-führt. Interne Daten des Schweissgerätes 81) werden von einem integrierten OPC-Server (31), welcher einen OPC-Software-Baustein (32) verarbeitet, von einem internen Datenformat in ein OPC Standardformat umgewandelt und/oder vom OPC-Server durch Mess-/Ausgabemittel erfasst und anschliessend werden die im OPC-Standardformat vorliegenden Daten über die OPC-Schnittstelle (36) weiteren Komponenten zur Verfígung gestelltund/oder es werden beliebige Daten im OPC-Standardformat von externen Komponenten empfangen und für die Steuer-und/oder Auswertevorrichtung (4) vom OPC-Server (31) in das interne Datenformat des Schweissgerätes (1) umgewandelt.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Schweißgerätes bzw. einer Schweißanlage
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schweißgerätes bzw. einer Schweißanlage und auf ein Schweißgerät bzw. eine Schweißanlage mit einer Stromquelle zur Bereitstellung elektrischer Energie an zumindest einer mit dem Schweißgerät bzw. der
Schweißanlage verbindbaren Elektrode, wie dies in den Ansprüchen 1 und 11 beschrieben ist.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum bidirektionalen Datenaustausch eines Schweißgerätes bzw. einer Schweißanlage mit anderen Komponenten, wie beispielsweise die Anbindung eines Schweißgerätes über einen Webserver, insbesondere einen HTTP-Server, an das Internet bekannt. Weiters ist bekannt, daß ein Schweißgerät Daten mit einem schweißge- rätespezifischen Datenformat an weitere Komponenten, beispielsweise eine Rechenanlage oder einen PC, weiterleitet und diese Daten von der weiteren Komponente verarbeitet, umgewandelt oder gespeichert werden.
Darüber hinaus ist aus der WO 00/23857 AI ein System zur Kommunikation über ein Standardkommunikationsprotokoll bekannt, welches eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Computern beinhaltet. Das System beinhaltet ein Modul, welches die Weitergabe von Informationen zwischen den Computern regelt. Das System beinhaltet weiter ein Modul, welches einer ersten Kontrollvorrichtung erlaubt, mit einem Computer, welcher mit einer Prozeßkontrollausrüstung kommuniziert, in Verbindung zu treten und welches einer zweiten Kontrollvorrichtung erlaubt, die Aufgaben der ersten Kontrollvorrichtung zu übernehmen, wenn die erste Kontrollvorrichtung nicht erreichbar ist. Dabei kann das verwendete Standarddatenprotokoll das OPC-Standardformat sein und die weitergegebenen Informationen können durch einen oder mehrere Prozeßkontrollparameter gebildet sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schweißgerät bzw. eine Schweißanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Schweißgerätes bzw. einer Schweißanlage zu schaffen, wobei die Kommunikation mit anderen Komponenten erleichtert wird und somit die Flexibi- lität des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage erhöht wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß interne Daten des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage von einem im Schweißgerät bzw. der Schweißanlage integrierten OPC- Server, welcher einen OPC-Software-Baustein verarbeitet, von einem internen Datenformat des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage in ein OPC-Standardformat umgewandelt wer- den und/oder interne Daten vom OPC-Server durch Meß-/ Ausgabemittel erfaßt werden und anschließend die im OPC-Standardformat vorliegenden Daten über eine OPC-Schnittstelle weiteren Komponenten zur Verfügung gestellt werden und/oder beliebige Daten im OPC- Standardformat von externen Komponenten empfangen werden, und diese Daten für die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage vom
OPC-Server in das interne Datenformat des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage zur Bearbeitung und/oder Speicherung umgewandelt werden. Vorteilhaft ist hierbei, daß das Schweißgerät bzw. die Schweißanlage direkt und ohne Zuhilfenahme weiterer externer Komponenten Daten in einem Standardformat, insbesondere in einem OPC-Standardformat, wei- terleiten bzw. empfangen kann und dadurch weitere störungsanfällige und wartungsaufwendige Komponenten, wie beispielsweise ein externer PC oder eine externe PC-Anlage, wegfallen können.
Derartige externe Komponenten müssen aufgrund der hohen Störeinflüsse durch einen Schweißprozeß in einer entsprechenden Entfernung positioniert werden, wobei für die Datenverbindung mit dem Schweißgerät ein hoher Verdrahtungsaufwand aufgrund einer notwendigen Abschirmung der Leitung entsteht oder es muß ein entsprechend großer Aufwand zur Abschirmung der gesamten Komponente in Kauf genommen werden. Durch die Integration des OPC-Servers in das Schweißgerät, insbesondere durch die Verlegung des OPC-Servers innerhalb des Schweißgehäuses, können derartige Aufwendungen vermieden werden, da eine entsprechende Abschirmung durch das Schweißgehäuse vorhanden ist und zusätzlich nur eine sehr kurze Leitungsverbindung benötigt wird, die von keinen bzw. nur geringen Störeinflüssen, die vernachlässigbar sind, von außen beeinträchtigt wird.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß Schweißgeräte bzw. Schweißanlagen, welche mit demselben externen Standarddatenformat, insbesondere dem OPC-Standardformat, arbeiten, untereinander ausgetauscht werden können und somit keine sehr zeit- und kostenaufwendigen Einstellarbeiten durchgeführt werden müssen bzw. Vorrichtungen zum Umwandeln von unterschiedlichen Datenformaten angeordnet werden müssen. Damit wird erreicht, daß Schweiß- gerate mit den unterschiedlichsten internen Datenformaten gegeneinander ausgetauscht werden können, ohne daß dabei eine Anpassung an die neuen Schweißgeräte bzw. Schweißanlagen notwendig ist. Somit ist ein Austausch älterer Schweißgeräte durch neuere Schweißgeräte jederzeit möglich.
Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß bei der Verwendung eines standardisierten Formates, insbesondere dem OPC-Standardformat, für den externen Datenaustausch mit weiteren Komponenten keinerlei Abstimmungen unter den unterschiedlichen Herstellern notwendig sind, wodurch eine erhebliche Zeiteinsparung und somit eine erhebliche Kosteneinsparung beim Bau einer Fertigungsanlage mit mehreren Komponenten erreicht wird, da bereits im Vorfeld das Datenformat für die Datenkommunikation den einzelnen Hersteller bekannt ist und somit bereits in der Entwicklung bzw. beim Bau der Komponenten diese aufeinander abgestimmt werden können. Somit wird auch eine einfache Anpassung bzw. Abstimmung der einzelnen Komponenten bei der Inbetriebnahme der Fertigungsanlage erreicht, da die übergebenen Daten von den verschiedensten Komponenten immer im gleichen Format vorliegen. Dadurch wird auch erreicht, daß immer nur eine Übersetzung der Daten von einem Datenformat, insbesondere von dem OPC-Standardformat, in die unterschiedlichsten Datenformate für die unterschiedlichsten Komponenten durchgeführt werden muß.
Bei den bekannten Systemen ohne Verwendung eines einheitlichen Standardformates werden hingegen bei einer Datenkommunikation mit den verschiedensten externen Komponenten, wie beispielsweise einem oder mehrerer Robotern, einer oder mehrerer SPS-Steuerungen usw., für die Datenübertragung zu diesen die internen Daten des Schweißgerätes in die verschiedensten unterschiedlichen Datenformate der Komponenten umgewandelt, sodaß eine sehr hohe und zeitintensive Anpassung der Datenprotokolle für die unterschiedlichen Kom- ponenten notwendig ist und somit immer mehrere unterschiedliche Übersetzungsprogramme benötigt werden, d.h., daß für jede Komponente, die ein eigenes internes Datenformat aufweist, eine Übersetzung der Daten des Schweißgerätes durchgeführt werden muß, wodurch erhebliche Kosten entstehen und eine Vorortanpassung bei der Inbetriebnahme von Anlagen meist nicht mehr möglich ist. Derartige Nachteile werden durch die Integration des OPC- Servers vermieden, wobei durch die Integration des OPC-Servers nunmehr die Möglichkeit geschaffen wird, daß das Schweißgerät direkt oder über ein Bussystem mit externen Komponenten verbunden werden kann. Somit wird erreicht, daß eine erhebliche Raumeinsparung erzielt wird, da keinerlei zusätzliche Komponenten, wie ein externer PC, für die Umwandlung der Daten des Schweißgerätes benötigt wird.
Weiters wird durch die Integration des OPC-Servers die Möglichkeit geschaffen, daß direkt vom OPC-Server Daten aufgenommen werden können. Hierzu ist es lediglich notwendig, daß der OPC-Server mit entsprechenden Meß-/ Ausgabemittel ausgestattet wird, sodaß der OPC- Server unabhängig vom Datenformat der Komponente, insbesondere des Schweißgerätes, betrieben werden kann. Durch ein Vorgehen gemäß Anspruch 2 wird der Vorteil erzielt, daß eine sehr einfache Regelung und/oder Steuerung des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage durch andere Komponenten auf sehr einfachem Weg durchgeführt werden kann.
Der Vorteil der Maßnahme gemäß Anspruch 3 ist darin zu sehen, daß aus einer Vielzahl von internen Daten des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage jene Daten ausgewählt bzw. eingestellt werden, welche zur Regelung und/oder Steuerung von oder durch andere Komponenten oder zur Speicherung für spätere Auswertungen, beispielsweise für eine Qualitätskontrolle, benötigt werden.
Eine vorteilhafte Auswahl der internen Daten wird im Anspruch 4 beschrieben.
Durch ein Vorgehen gemäß Anspruch 5 wird der Vorteil erzielt, daß eine sehr gute Zusammenarbeit des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage mit anderen Komponenten erreicht werden kann und auch eine Qualitätskontrolle eines laufenden Schweißprozesses durchgeführt werden kann.
Der Vorteil eines Vorgehens gemäß Anspruch 6 liegt darin, daß die in das OPC-Standardformat umgewandelten Daten mit weiteren Daten von anderen Komponenten, welche ebenfalls im OPC-Standardformat bereitgestellt werden und einen Zeitstempel aufweisen, zusammengefügt werden können und somit auch eine Qualitätskontrolle sehr komplexer Prozesse durch die Zusammenführung der Daten von mehreren Produktionsmaschinen durchgeführt werden kann.
Durch ein Vorgehen gemäß Anspruch 7 wird der Vorteil erzielt, daß der Verdrahtungsaufwand zu anderen Komponenten sehr gering gehalten wird.
Der Vorteil des im Anspruch 8 beschriebenen Vorgehens ist darin zu sehen, daß ein Speicherbedarf für Daten im Schweißgerät bzw. der Schweißanlage gering gehalten werden kann, da die Daten an eine übergeordnete Steuervorrichtung mit einer Speichervorrichtung geliefert und von dieser gesammelt werden.
Durch eine Maßnahme gemäß Anspruch 9 wird der Vorteil erzielt, daß für eine Visualisierung des Schweißprozesses auch Daten von anderen Komponenten herangezogen werden können, sodaß in einfacher Form eine Kombination unterschiedlicher Daten von unterschiedlichen Komponenten ermöglicht wird.
Durch ein Vorgehen gemäß Anspruch 10 wird der Vorteil erzielt, daß mit anderen Komponenten ein Datenaustausch ohne Kenntnis des internen Datenformates der anderen Kompo- nenten durchgeführt werden kann.
Unabhängig davon wird die Aufgabe der Erfindung auch dadurch gelöst, daß im Schweißgerät bzw. der Schweißanlage ein OPC-Server, welcher einen OPC-Software-Baustein umfaßt, zur Umwandlung von internen Daten des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage von einem internen Datenformat in ein OPC-Standardformat und/oder umgekehrt, angeordnet ist und/ oder der OPC-Server mit Meß-/ Ausgabemittel zur Erfassung interner Daten ausgestattet ist und der OPC-Server mit einer OPC-Schnittstelle in Leitungsverbindung steht, wobei die OPC-Schnittstelle an einem Gehäuse des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage angeordnet ist, wie dies im Anspruch 11 beschrieben ist. Der sich daraus ergebende Vorteil liegt darin, daß durch die Integration des OPC-Servers in das Schweißgerät baulich eine sehr kompakte
Einheit, die gegenüber äußeren Störeinflüssen sehr gut abgeschirmt ist, geschaffen werden kann, da keine weiteren Vorrichtungen zum Umwandeln der Daten in ein OPC-Standardformat benötigt werden und dadurch die Kosten für die Anschaffung bzw. die Wartung eines derartigen Schweißgerätes bzw. einer derartigen Anlage reduziert werden können und auch das- Schweißgerät bzw. die Schweißanlage sehr einfach gegen andere Schweißgeräte bzw. •
Schweißanlagen, welche ebenfalls das OPC-Standardformat verwenden, ausgetauscht werden kann. Weitere wesentliche Vorteile wurden bereits zum Anspruch 1 erwähnt, sodaß auf diese verwiesen wird.
Eine sehr einfache störungsunanfällige und vielbewährte Ausgestaltung des OPC-Servers sowie des OPC-Software-Bausteins ist im Anspruch 12 beschrieben.
Durch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 wird der Vorteil erzielt, daß handelsübliche Komponenten für die OPC-Schnittstelle herangezogen werden können und somit diese sehr kostengünstig herzustellen ist.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Schweißgerät mit integriertem OPC-Server in vereinfachter, schematischer
Darstellung;
Fig. 2 das Schweißgerät aus Fig. 1 mit Anschluß an ein Datenübertragungssystem, welches mit anderen Komponenten einer Fertigungsanlage in Verbindung steht, in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform der Fertigungsanlage in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer- den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsge- mäße Lösungen darstellen.
In Fig. 1 ist eine Schweißanlage bzw. ein Schweißgerät 1 für verschiedenste Schweißverfahren, wie z.B. MIG/MAG-Schweißen bzw. WIG/TIG-Schweißen oder Elektroden-Schweißverfahren usw., dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, daß die erfindungsgemäße Lösung bei einer Stromquelle bzw. einer Schweißstromquelle eingesetzt werden kann.
Das Schweißgerät 1 umfaßt eine Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3, einer Steuer- und/ oder Auswertevorrichtung 4 und einem dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 zugeordneten Umschaltglied 5. Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuer- und/ oder Auswertevorrichtung 4 ist mit einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8, insbesondere ein Schutzgas, wie beispielsweise C02, Helium oder Argon und dgl., zwischen einem Gasspeicher 9 und einem Schweißbrenner 10 angeordnet ist.
Zudem kann über die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 noch ein Drahtvorschubgerät 11, welches für das MIG/MAG-Schweißen üblich ist, angesteuert werden, wobei über eine Versorgungsleitung 12 ein Schweißdraht 13 von einer Vorratstrommel 14 in den Bereich des Schweißbrenners 10 zugeführt wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß das Drahtvorschubgerät 11, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, im Schweißgerät 1, insbesonde- re im Grundgehäuse, integriert ist und nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, als Zusatzgerät ausgebildet ist.
Der Strom zum Aufbauen eines Lichtbogens 15 zwischen dem Schweißdraht 13 und einem Werkstück 16 wird über eine Schweißleitung 17 vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Schweißbrenner 10 bzw. dem Schweißdraht 13 zugeführt, wobei das zu verschweißende
Werkstück 16 über eine weitere Schweißleitung 18 ebenfalls mit dem Schweißgerät 1, insbesondere mit der Stromquelle 2, verbunden ist und somit über den Lichtbogen 15 ein Stromkreis aufgebaut werden kann.
Zum Kühlen des Schweißbrenners 10 kann über einen Kühlkreislauf 19 der Schweißbrenner
10 unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters 20 mit einem Flüssigkeitsbehälter, insbesondere einem Wasserbehälter 21, verbunden werden, wodurch bei der Inbetriebnahme des Schweißbrenners 10 der Kühlkreislauf 19, insbesondere eine für die im Wasserbehälter 21 angeordnete Flüssigkeit verwendete Flüssigkeitspumpe, gestartet wird und somit eine Küh- lung des Schweißbrenners 10 bzw. des Schweißdrahtes 13 bewirkt werden kann.
Das Schweißgerät 1 weist weiters eine Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 auf, über die die unterschiedlichsten Schweißparameter bzw. Betriebsarten des Schweißgerätes 1 eingestellt werden können. Dabei werden die über die Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 eingestell- ten Schweißparameter an die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 weitergeleitet und von dieser werden anschließend die einzelnen Komponenten der Schweißanlage bzw. des Schweißgerätes 1 angesteuert.
Weiters ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Schweißbrenner 10 über ein Schlauchpaket 23 mit dem Schweißgerät 1 bzw. der Schweißanlage verbunden. In dem
Schlauchpaket 23 sind die einzelnen Leitungen vom Schweißgerät 1 zum Schweißbrenner 10 angeordnet. Das Schlauchpaket 23 wird über eine zum Stand der Technik zählende Verbindungsvorrichtung 24 mit dem Schweißbrenner 10 verbunden, wogegen die einzelnen Leitungen im Schlauchpaket 23 mit den einzelnen Kontakten des Schweißgerätes 1 über Anschluß- buchsen bzw. Steckverbindungen verbunden sind. Damit eine entsprechende Zugentlastung des Schlauchpaketes 23 gewährleistet ist, ist das Schlauchpaket 23 über eine Zugentlastungsvorrichtung 25 mit einem Gehäuse 26, insbesondere mit dem Gehäuse des Schweißgerätes 1, verbunden.
Das Schweißgerät 1 weist ein internes Datenübertragungssystem 27, insbesondere ein internes
Bussystem 28, auf, welches einen Datentransfer zwischen den einzelnen Komponenten bzw. Baugruppen des Schweißgerätes 1 bzw. der Schweißanlage, wie beispielsweise der Stromquelle 2 und/oder dem Leistungsteil 3 und/oder der Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 und/oder dem Schweißbrenner 10 und/oder dem Drahtvorschubgerät 11 und/oder der Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 und/oder dgl. ermöglicht.
Die Kommunikation der Komponenten des Schweißgerätes 1 über das interne Bussystem 28 erfolgt mit Hilfe eines internen, vom Schweißgerätehersteller abhängigen Datenformates. Hierzu ist zu erwähnen, daß sämtliche Geräte bzw. Anlagen, wie beispielsweise eine Roboter- anläge, die mit dem Schweißgerät verbunden werden kann, mit einem eigenen herstellspezifischen Datenformat arbeiten, sodaß durch einfaches Zusammenschalten der Komponenten kein Datenaustausch durchgeführt werden kann. Für Personen bzw. Komponenten, welche dieses Datenformat nicht kennen, ist das Lesen bzw. eine Weiterverarbeitung der internen Daten des Schweißgerätes 1 bzw. der Schweißanlage nicht bzw. nur mit großem Überset- zungsaufwand möglich.
Erfmdungsgemäß ist nun vorgesehen, im Schweißgerät 1 einen OPC-Server 31 anzuordnen, welcher zur Verarbeitung eines OPC-Software-Bausteins 32 dient.
Unter OPC-Software-Baustein 32 ist ein Datenverarbeitungsprogramm zu verstehen, welches eine Umwandlung der Daten von einem internen Datenformat in das OPC-Standardformat bzw. umgekehrt durchführt. Dieser OPC-Software-Baustein 32 kann in Abhängigkeit von dem umzuwandelnden internen Datenformat unterschiedlich aufgebaut sein, d.h., daß der OPC-Software-Baustein jeweils auf das gewünschte interne Datenformat der Komponente, insbesondere des Schweißgerätes 1, angepaßt wird, sodaß für verschiedene Geräte bzw. Komponenten unterschiedlich aufgebaute OPC-Software-Bausteine eingesetzt werden können.
Unter OPC-Server 31 versteht man eine Rechenanlage bzw. einen Computer, welcher zum Lesen oder Empfangen von Daten eines „OPC-Clients" bzw. zur Weiterleitung von Daten an einen „OPC-Client" ausgebildet ist. Die Kommunikation dabei erfolgt über das OPC- Standardformat, wobei dies ein freies, von vielen Herstellern von Fertigungs- bzw. Automatisierungskomponenten verwendetes bzw. empfohlenes Datenformat darstellt.
Der OPC-Server 31 kann durch Komponenten eines handelsüblichen PCs bzw. eines Rech- ners, insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, gebildet sein und weist einen Mikroprozessor 33 sowie eine Speichereinheit 34 auf. Selbstverständlich ist es möglich, daß auf diesen Komponenten eines PCs bzw. Rechners auch noch andere Softwarebausteine bzw. Programme vorhanden sind. Als Betriebssystem wird vorteilhafterweise Windows verwendet. Es ist aber ebenfalls möglich, andere Betriebssysteme, wie beispielsweise Linux, Unix oder dgl. zu verwenden.
Der OPC-Server 31 steht mit einer OPC-Schnittstelle 36 in Leitungsverbindung. Diese OPC- Schnittstelle 36 kann durch eine Schnittstellenkalte gebildet sein, welche vom OPC-Server 31 angesteuert wird. Die OPC-Schnittstelle 36 kann als serielle oder parallele Schnittstelle, ins- besondere als Ethernet-Schnittstelle, ausgebildet sein. Dabei ist es möglich, eine dazugehörige
Treibersoftware am OPC-Server 31 oder der Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 4 zu installieren.
Der OPC-Server 31 steht mit dem internen Datenübertragungssystem 27, insbesondere mit dem internen Bussystem 28, in Leitungsverbindung und wandelt die gelieferten Daten von einem internen Datenformat in ein OPC-Standardformat um und stellt diese umgewandelten Daten an der OPC-Schnittstelle 36 anderen Komponenten zur Verfügung.
Es ist aber auch möglich, daß der OPC-Server 31 eine eigenständige Erfassung der benötigten Daten durchführt und somit unabhängig von den internen Steuer- und/oder Regelabläufen arbeitet. Hierzu ist der OPC-Server 31 zur Aufnahme der internen Daten mit entsprechenden Meß-/ Ausgabemittel ausgestattet, d.h., daß interne Daten vom OPC-Server 31 durch Meß-/ Ausgabemittel erfaßt werden. Die Meß-/ Ausgabemittel können beispielsweise durch einen Temperatursensor, der gegebenenfalls die Temperatur der Kühlflüssigkeit oder des Leistungs- teils überwacht, durch Digital/Analogwandler oder durch einen Shunt für die Strommessung usw. gebildet werden. Durch einen Einsatz von unabhängigen Meß-/Ausgabemittel wird ermöglicht, daß ein sehr einfacher Aufbau des OPC-Servers 31 realisiert werden kann, der in jedes beliebige Schweißgerät 1 eingebaut und auch nachgerüstet werden kann, da ein derartiger OPC-Server 31 unabhängig von dem internen Datenformat des Schweißgerätes 1 als ei- genständige Baugruppe arbeitet. Selbstverständlich ist es möglich, daß der OPC-Server 31 eine Umwandlung der internen Daten des Schweißgerätes 1 durch die Integration bzw. durch die Verbindung mit dem internen Bussystem 28 bzw. der Steuer- und/oder Ausgabevorrichtung 4 und eine eigenständige Aufnahme von internen Daten über die eigenen MeßVAusgabemittel durchfuhren kann, d.h. daß sowohl die Daten des Schweißgerätes 1 als auch die eigenständig erfaßten Daten verarbeitet werden können. Wesentlich ist lediglich, daß für die externe Datenkommunikation mit weiteren Komponenten die notwendigen Daten vom Schweißgerät 1 im OPC-Standardformat vom OPC-Server 31 zur Verfügung gestellt werden.
Unter internem Datenformat ist jenes Datenformat zu verstehen, welches zur internen Kommunikation zwischen den Komponenten bzw. Baugruppen des Schweißgerätes 1 verwendet wird, wobei dieses Datenformat herstellerabhängig ist und daher nur für einen sehr beschränkten Personenkreis bzw. nur für extra zu diesem Zweck ausgebildete Maschinen lesbar bzw. weiterverarbeitbar ist. Werden nun Daten mit diesem internen Datenformat an andere Geräte bzw. Vorrichtungen übermittelt, so muß zuvor eine aufwendige Umwandlung in das jeweilige vom Hersteller gebräuchliche Datenformat der weiteren Komponente durchgeführt werden. Sollte dabei beispielsweise von einem Schweißgerät 1 aus mit mehreren Komponenten unterschiedlicher Hersteller, also mit mehreren unterschiedlichen internen Datenformaten eine Datenkommunikation durchgeführt werden, so müßte für jede dieser Komponenten eine eige- ne Umwandlung des internen Datenformates des Schweißgerätes 1 auf das jeweilige herstellerspezifische Datenformat der weiteren Komponenten durchgeführt werden.
Das OPC-Standardformat ist ein von vielen Herstellern von Fertigungsanlagen bzw. Steuer- und/oder Regelkomponenten verwendetes Datenformat für die externe Datenkommunikation, welches für die Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten einer automatisierten
Fertigung empfohlen und auch häufig angewendet wird, d.h., daß die verschiedensten Hersteller Übersetzungsprogramme zur Umwandlung ihrer Daten in das OPC-Standardformat, also entsprechende OPC-Software-Bausteine, entwickelt haben, sodaß durch Einsatz der Übersetzungsprogramme eine Datenkommunikation zwischen den einzelnen Komponenten möglich ist.
Die OPC-Schnittstelle 36 des Schweißgerätes 1 zur Weiterleitung der umgewandelten Daten kann bedarfsweise mit einem externen Datenübertragungssystem 37, insbesondere einem externen Bussystem 38, verbunden werden. Es können weitere Komponenten einer Fertigungs- anläge 41 (siehe Fig. 2) mit dem externen Datenübertragungssystem 37, insbesondere mit dem externen Bussystem 38, in Leitungsverbindung stehen und einen Datenaustausch untereinander durchführen.
Da bei der internen Datenkommunikation zwischen den einzelnen Baugruppen des Schweiß- gerätes l über das interne Datenübertragungssystem 27, insbesondere über das interne Bussystem 28, eine Vielzahl von Daten, welche für externe Komponenten nicht von Interesse sind, übertragen wird bzw. zur Verfügung steht, ist es zweckmäßig, eine Auswahl der umzuwandelnden Daten beispielsweise über die Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 des Schweißgerätes 1 zu ermöglichen. Dadurch werden nur jene Daten, welche ausgewertet, gespeichert, weiterverarbeitet oder zur Regelung und/oder Steuerung von anderen Komponenten benötigt werden, in das OPC-Standardformat umgewandelt, wodurch die umzuwandelnde Datenmenge erheblich reduziert werden kann. Es ist von Vorteil, diese Umwandlung in möglichst kurzer Zeit, insbesondere ohne zeitliche Verzögerung, also in Echtzeit durchzuführen, um eine rasche Steuerung bzw. Regelung externer Komponenten oder weiterer Fertigungsvorrichtungen einer Fertigungsanlage 41 zu ermöglichen. Selbstverständlich ist es möglich, daß vom Hersteller die zu übertragenden Daten vorgegeben werden. Damit der OPC-Server 31 zu den entsprechenden Daten kommt, wird beispielsweise dem OPC-Server 31 eine interne Busadresse zugeordnet, sodaß von der Steuer- und/oder Aus werte Vorrichtung 4 oder einer anderen Komponente bzw. Baugruppe des Schweißgerätes 1 über das interne Datenprotokoll mit dem in- ternen Datenformat die Daten übertragen werden können, d.h., daß der OPC-Server 31 wie die weiteren Komponenten bzw. Baugruppen des Schweißgerätes 1 angesprochen werden kann.
Daten, welche vom internen Datenformat in das OPC-Standardformat umgewandelt werden sollen, können beispielsweise Soll- und/oder Istwerte von verschiedenen Schweißparametern, aber auch Steuersignale, wie beispielsweise das Betätigen einer Prozeßsteuertaste am Schweißbrenner 10 oder dgl., aber auch Betriebsdaten oder Warn- bzw. Fehlermeldungen, wie beispielsweise Daten über den noch vorhandenen Vorrat an Schweißdraht 13 auf der Vorratstrommel 14 bzw. das NichtVorhandensein dieses Schweißdrahtes 13, sein. Prinzipiell können alle im Schweißgerät 1 erfaßten Meßwerte bzw. Signale bzw. Daten in das OPC-
Standardformat umgewandelt werden, sofern dies nötig ist.
In der Fig. 2 ist das zuvor beschriebene Schweißgerät 1 mit dessen Komponenten in Zusammenschaltung mit anderen Fertigungsvorrichtungen 42 gezeigt. Die Fertigungsvorrichtungen 42 können beispielsweise durch einen Roboter 43, eine frei programmierbare Steuerung, ins- besondere eine SPS 44, ein Reinigungsgerät 45 oder eine Vielzahl von anderen, nicht weiters beschriebenen Vorrichtungen gebildet sein.
Die Fertigungsvorrichtungen 42 stehen über das externe Datenübertragungssystem 37 bzw. das externe Bussystem 38 mit einer übergeordneten Steuervorrichtung 46 in Verbindung. Die übergeordnete Steuervorrichtung 46 kann beispielsweise eine Vorrichtung zur Visualisierung bzw. zur Qualitätssicherung sein. Dies kann durch einen PC oder eine Rechneranlage realisiert werden, wobei alle ihr zur Verfügung gestellten bzw. von ihr ausgegebenen Daten im OPC-Standardformat abgefaßt sind. Da Fertigungsvorrichtungen 42 üblicherweise nicht zur Ausgabe von Daten im OPC-Standardformat ausgebildet sind, müssen die von den Fertigungsvorrichtungen 42 ausgegebenen bzw. empfangenen Daten erst von einem internen Datenformat der Fertigungsvorrichtungen 42 auf ein OPC-Standardformat umgewandelt werden. Dies kann beispielsweise durch externe Rechner 47, welche externe OPC-Server 48 umfassen, durchgeführt werden. Die Umwandlung aller Daten in das OPC-Standardformat ist vorteil- haft, da unterschiedliche Fertigungsvorrichtungen 42 mit unterschiedlichen internen Datenformaten arbeiten.
Die dargestellte Ausführungsform des externen Datenübertragungssystems 37 bzw. des externen Bussystems 38 in sternförmiger Architektur ist nur eine der möglichen Ausführungsfor- men. Es ist ebenfalls möglich, das externe Bussystem 38 mit einer anderen Architektur, beispielsweise durch einen seriellen Bus, auszuführen. Derartige Bussysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt und es wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen.
Die übergeordnete Steuervorrichtung 46 kann nun alle ihr im OPC-Standardformat gelieferten Daten auswerten, zusammenführen bzw. speichern und so eine reproduzierbare Dokumentation verschiedener Prozesse der Fertigungsanlage 41 durchführen. Es ist vorteilhaft, daß die von den Fertigungsvorrichtungen 42, insbesondere von den zugeordneten OPC-S ervern 31, 48, gelieferten Daten mit einem Zeitstempel versehen werden, um eine Rekonstruktion verschiedener Prozesse zu einem bestimmten Zeitpunkt zu ermöglichen.
Durch eine derartige Datenauswertung bzw. Visualisierung kann eine Qualitätsüberprüfung bzw. Sicherung bzw. Fehlerfrüherkennung aufgrund von in der Vergangenheit aufgetretenen und sich in einem bestimmten Zeitzyklus wiederholenden Fehlern durchgeführt werden.
Beispielsweise können durch die lückenlose Speicherung und Auswertung der Daten des Schweißgerätes 1 von der übergeordneten Speichervorrichtung 46 verschiedenste Verhaltensmuster über den Zustand des Schweißgerätes 1 erkannt werden, sodaß eine frühzeitige Erkennung von Störungen bzw. Fehlfunktionen möglich ist. Dadurch kann zu einem günstigen Zeitpunkt, insbesondere während der Stillstandszeit der Fertigungsanlage 41, das War- tungspersonal auf einen zu erwartenden Fehler aufmerksam gemacht werden, sodaß die entsprechende Komponente bzw. Baugruppe des Schweißgerätes 1 getauscht werden kann. Somit können Betriebsausfälle der gesamten Fertigungsanlage 41 verhindert werden. Diese Auswertungen haben sich in besonderer Weise bei den Verschleißteilen bewährt, d.h., daß beispielsweise festgestellt werden kann, wann das Kontaktrohr verschlissen ist oder die Drahtseele ausgetauscht werden muß oder dgl.
Das Schweißgerät 1 ist über die OPC-Schnittstelle 36 direkt und ohne Zwischenschaltung von weiteren Komponenten mit der übergeordneten Steuervorrichtung 46 verbunden. Dadurch kann beispielsweise bei Defekt oder Wartungsarbeiten am Schweißgerät 1 dieses durch ein anderes Schweißgerät, welches ebenfalls OPC-Daten verarbeiten bzw. ausgeben kann, ersetzt werden, ohne daß dabei zeitintensive Anpassungen durchgeführt bzw. andere Vorrichtungen zur Datenumwandlung in ein OPC-Standardformat eingesetzt werden müssen. Dadurch ist es möglich, daß auch Schweißgeräte 1 mit einem anderen internen Datenformat eingesetzt bzw. untereinander ausgetauscht werden können, da für die externe Datenübertragung mit den wei- teren Komponenten immer ein definiertes Datenformat, insbesondere das OPC-Standardformat, eingesetzt wird.
Dies ist deshalb von besonderer Wichtigkeit, da beim Austausch eines Schweißgerätes, welches ein internes Datenformat verwendet, mit einem anderen Schweißgerät, welches ein ande- res internes Datenformat verwendet, die Vorrichtung zur Datenumwandlung in ein OPC-
Standardformat zum Verarbeiten beider interner Datenformate ausgebildet sein müßte, was aber bei der Vielzahl von möglichen und von den unterschiedlichen Herstellern verwendeten internen Datenformaten ein sehr großes Problem darstellt und somit ein Austausch von Schweißgeräten sehr problematisch ist und meist nur mit einer entsprechenden Softwarean- passung der dazugehörigen Vorrichtung zur Datenumwandlung durchgeführt werden kann.
Durch die Integrierung des OPC-Servers 31 in das Schweißgerät 1 werden alle diese Probleme vermieden und es kann darüber hinaus auch eine kostengünstigere bzw. kompaktere Baueinheit geschaffen werden als bei der Ausführung mit einer externen Vorrichtung zur Datenanpassung, insbesondere mit einem externen OPC-Server 48. Bei derartigen Aufbauten, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, wird üblicherweise ein externer OPC-Server 48 für mehrere Komponenten eingesetzt, sodaß von einem OPC-Server mehrere unterschiedliche interne Datenformate unterschiedlicher Komponenten bzw. Fertigungsvorrichtungen 42 in das OPC-Standardformat umgewandelt werden. Dies beinhaltet jenen Nach- teil, daß bei Ausfall dieses OPC-Servers 48 gleich mehrere externe Komponenten bzw. Fertigungsvorrichtungen 42 keinen Datenaustausch durchführen können. Durch die Anordnung des OPC-Servers 31 im Schweißgerät 1 kann dies verhindert werden, wobei gleichzeitig der Vorteil erreicht wird, daß bei einem Austausch des Schweißgerätes 1 nur mehr eine Verbindung mit dem externen Bussystem 38 oder der übergeordneten Steuervorrichtung 46 durchge- führt werden muß, um den Betrieb der Fertigungsanlage 41' wieder aufzunehhien, da bereits die Daten des Schweißgerätes 1 im OPC-Standardformat ausgegeben werden. Dadurch kann eine Anpassung des internen Datenformates an einem externen OPC-Server 48 entfallen.
In der Fig. 3 ist eine mögliche Ausführungsform der Fertigungsanlage 41 in rein schemati- scher, schaubildlicher Darstellung gezeigt. Dabei ist ein erfindungsgemäßes Schweißgerät 1 bzw. eine erfindungsgemäße Schweißanlage sowie ein aus dem Stand der Technik bekanntes, weiteres Schweißgerät 51 bzw. eine weitere Schweißanlage gezeigt, wobei diese jeweils einen dazugehörigen Roboter 43 bzw. Roboterarm aufweisen.
Die Fertigungs anläge 41 umfaßt zwei weitere Fertigungsvorrichtungen 42, wobei diese durch
Montageroboter gebildet sind. Des weiteren umfaßt die Fertigungsanlage 41 die übergeordnete Steuervorrichtung 46 zur Auswertung und Speicherung von Daten sowie Steuer-, Regel- und Kontrollzwecke. Alle Daten, welche der übergeordneten Steuervorrichtung 46 zur Verfügung gestellt werden bzw. von dieser ausgegeben werden, sind im OPC-Standardformat aus- gebildet.
Um nun die internen Datenformate der unterschiedlichen Fertigungsvorrichtungen 42 auf dieses OPC-Standardformat umzuwandeln, sind zwischen den Fertigungsvorrichtungen 42 und der übergeordneten Steuervorrichtung 46 Rechner 47 oder weitere Vorrichtungen, welche diese Umwandlung durchführen, angeordnet.
Wichtig ist, daß diese Rechner 47, die den OPC-Server 48 für die Komponenten bilden, bzw. die weiteren Vorrichtungen, welche die Umwandlung in das OPC-Standardformat durchführen, unterschiedlich ausgebildet sein können, um die Umwandlung über entsprechend ange- paßte OPC-Software-Bausteine der verschiedensten internen Datenformate in das OPC- Standardformat durchführen zu können.
Dasselbe wie zuvor für die Fertigungsvorrichtungen 42 beschriebene Problem tritt auch bei dem weiteren Schweißgerät 51 auf. Es ist zur Ausgabe von Daten in einem herstellerabhängi- gen Datenformat ausgebildet und somit können diese Daten nicht direkt von Maschinen, welche nicht über Kenntnisse bzgl. dieses Datenformates verfügen, gelesen werden.
Bei Defekt bzw. Wartungsarbeiten bzw. Austausch einer Fertigungsvorrichtung 42 oder des weiteren Schweißgerätes 51 kann es zu erheblichen Problemen wegen der unterschiedlich verwendeten internen Datenformate kommen. Wird beispielsweise das Schweißgerät 51 ersetzt, so muß eine Anpassung des dazugehörigen Rechners 47, insbesondere des OPC-Soft- ware-Bausteines des OPC-Servers 48, durchgeführt werden, falls ein neues Schweißgerät 51 mit neuem internen Datenformat eingesetzt wird. Dabei ist jedoch auch eine Anpassung des OPC-Servers 48 notwendig, wenn das Schweißgerät 51 das gleiche interne Datenformat auf- weist, jedoch neue zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise neue Komponenten, Schweißparameter, Betriebsdaten usw., aufweist. Dadurch ist es nicht möglich, bei derartigen Fertigungsanlagen 41 einen einfachen Austausch älterer Komponenten, insbesondere älterer Schweißgeräte 51 durch neu entwickelte Schweißgeräte 51 , durchzuführen. Dies ist insofern zu begründen, daß durch die neuen Funktionen diese nicht von dem OPC-Server 48 erkannt werden können, sodaß eine Fehlfunktion des OPC-Servers 48 bei der Umwandlung der Daten von dem internen Datenformat in das OPC-Standardformat entsteht. Es kann also nur ein Austausch des Schweißgerätes 51 mit einem neuen, auf dem gleichen Stand der Technik befindlichen Schweißgerät 51 ohne Probleme bzw. Anpassungen vorgenommen werden.
Wird hingegen, wie dargestellt, ein Schweißgeräte 1 mit integriertem OPC-Server 31 verwendet, so kann jederzeit ein beliebiger Austausch unterschiedlicher Gerätegenerationen des Schweißgerätes 1 vorgenommen werden, da der OPC-Software-Baustein des integrierten OPC-Servers 31 bereits vom Werk bzw. Hersteller aus entsprechend angepaßt wird, sodaß bei dem neuen Schweißgerät 1 sofort wieder die Funktionen des zuvor eingesetzten Schweißge- rätes 1 zur Verfügung stehen. So können die von diesen Schweißgeräten 1 zur Verfügung gestellten Daten wiederum von jeder OPC-tauglichen externen Komponente gelesen bzw. weiterverarbeitet werden bzw. es kann das Schweißgerät 1 direkt mit OPC-Daten gesteuert und/oder geregelt werden, ohne daß dabei Probleme bei der Inbetriebnahme der Fertigungsanlage 41 entstehen und somit ein längerfristiger Stillstand der Fertigungsanlage 41 verhin- dert werden kann. Dadurch ist es möglich, daß während des Betriebes der Fertigungsanlage 41 eine Anpassung der übergeordneten Steuervorrichtung 46 bzw. der weiteren Komponenten, falls erforderlich, auf die neuen Funktionen des neuen Schweißgerätes 1 durchgeführt werden kann.
Wichtig ist, daß das dargestellte Schweißgerät 1 keine weiteren Umwandlungs Vorrichtungen oder dgl. benötigt, um mit anderen Fertigungsvorrichtungen 42 bzw. der übergeordneten Steuervorrichtung 46 eine Kommunikation mittels dem OPC-Standardformat aufzubauen. Man könnte von einem „plug & play"-fähigen Schweißgerät 1 sprechen.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Schweißgerätes 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be- Schreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2; 3 gezeigten Ausführungen und Maßnahmen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungs emäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Fi- , guren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
Schweißgerät 41 Fertigungsanlage
Stromquelle 42 Fertigungsvorrichtung
Leistungsteil 43 Roboter
Steuer- und/oder Auswertevorrichtung 44 SPS
Umschaltglied 45 Reinigungsgerät
Steuerventil 46 Steuervorrichtung (übe
Versorgungsleitung 47 Rechner
Gas 48 OPC-Server (extern)
Gasspeicher 49
Schweißbrenner 50
Drahtvorschubgerät 51 Schweißgerät
Versorgungsleitung
Schweißdraht
Vorratstrommel
Lichtbogen Werkstück Schweißleitung Schweißleitung Kühlkreislauf Strömungswächter Wasserbehälter Ein- und/oder Ausgabevorrichtung Schlauchpaket Verbindungseinrichtung Zugentlastungsvorrichtung Gehäuse Datenübertragungssystem (intern) Bussystem (intern)
OPC-Server OPC-Software-Baustein Mikroprozessor Speichereinheit
OPC-Schnittstelle Datenübertragungssystem (extern) Bussystem (extern)

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betreiben eines Schweißgerätes bzw. einer Schweißanlage mit einer von einer Steuer- und/oder Auswertevorrichtung gesteuerten bzw. geregelten Energiequelle, insbesondere einer Stromquelle, zur Beaufschlagung von zumindest einer mit dem Schweißgerät bzw. der Schweißanlage verbindbaren Elektrode, insbesondere einem Schweißdraht, mit elektrischer Energie zur Durchführung eines Schweißprozesses, wobei die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung Software-Bausteine verarbeitet und gemäß den dadurch vorgegebenen Anweisungen sowie anhand vorliegender Einstellungen operiert, wobei das Schweißgerät bzw. die Schweißanlage über eine Schnittstelle einen, insbesondere bidirektionalen, Daten-' austausch mit einer externen Komponente durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß interne Daten des Schweißgerätes von einem im Schweißgerät integrierten OPC-Server, welcher einen OPC-Software-Baustein verarbeitet, von einem internen Datenformat des Schweißgerätes in ein OPC-Standardformat umgewandelt und/oder interne Daten vom OPC-Server durch Meß-/Ausgabemittel erfaßt werden und anschließend die im OPC-Standardformat vorliegenden Daten über eine OPC-Schnittstelle weiteren Komponenten zur Verfügung gestellt und/ oder beliebige Daten im OPC-Standardformat von externen Komponenten empfangen werden und zur Bearbeitung und/ oder Speicherung diese Daten vom OPC-Server in das interne Datenformat des Schweißgerätes für die Steuer- und/oder Auswertevorrichtung und/oder über die Meß-/Ausgabemittel umgewandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Daten für die Regelung und/oder Steuerung des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage herangezogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Ein- und/ oder Ausgabevorrichtung des Schweißgerätes die über den OPC-Software-Baustein umzuwandelnden Daten festgelegt bzw. ausgewählt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die internen Daten durch Soll- und/oder Istwerte von zumindest einem Schweißparameter und/oder durch Betriebsdaten gebildet werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Erfassung und/oder die Umwandlung der internen Daten in das OPC- Standardformat und das Weiterleiten der Daten an externe Komponenten in Echtzeit bzw. mit sehr geringer Zeitverzögerung durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die im OPC-Standardformat vorliegenden Daten mit einem Zeitstempel versehen werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenaustausch mit anderen Komponenten über ein mit der OPC- Schnittstelle verbundenes Bussystem, welches das OPC-Standardformat verwendet, durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einer übergeordneten Steuervorrichtung mit einer Speichervorrichtung, insbesondere einem Computer, sämtliche über das Bussystem im OPC-Standardformat gelieferten Daten für die Dokumentation und/oder die Qualitätskontrolle eines Prozesses gesammelt werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß von der übergeordneten Steuervorrichtung eine Visualisierung der Daten vorgenommen wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die an der OPC-Schnittstelle zur Verfügung gestellten Daten des Schweißgerätes bzw. der Schweißanlage im OPC-Standardformat andere Komponenten einer
Fertigungsanlage gesteuert bzw. geregelt werden.
11. Schweißgerät bzw. Schweißanlage mit einer Stromquelle zur Bereitstellung elektrischer Energie an zumindest einer mit dem Schweißgerät bzw. der Schweißanlage verbindba- ren Elektrode und einer der Stromquelle bzw. dem Schweißgerät zugeordneten Steuer- und/ oder Auswertevorrichtung, der eine Eingabevorrichtung zur Einstellung unterschiedlicher Schweißparameter zugeordnet ist, wobei das Schweißgerät bzw. die Schweißanlage über eine Schnittstelle einen Datenaustausch mit externen Komponenten durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß im Schweißgerät (1) bzw. der Schweißanlage ein OPC-Server (31), welcher einen OPC-Software-Baustein (32) umfaßt, zur Umwandlung von internen Daten des Schweißgerätes (1) bzw. der Schweißanlage von einem internen Datenformat in ein OPC- Standardformat und/oder umgekehrt angeordnet ist und oder der OPC-Server (31) mit Meß-/ Ausgabemittel zur Erfassung interner Daten ausgestattet ist und der OPC-Server (31) mit einer OPC-Schnittstelle (36) in Leitungsverbindung steht, wobei die OPC-Schnittstelle (36) an einem Gehäuse (26) des Schweißgerätes (1) bzw. der Schweißanlage angeordnet ist.
12. Schweißgerät nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der OPC-Server (31) durch einen PC, insbesondere eine Mikroprozessorsteuerung, und/oder durch die Steuer- und/ oder Auswertevorrichtung (4) des Schweißgerätes (1) gebildet ist.
13. Schweißgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die OPC- Schnittstelle (36) durch eine Schnittstellenkarte, insbesondere durch eine Ethernet-Schnittstelle, gebildet ist.
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