DD224256A1 - AUTOMATIC POSITIONING ARRANGEMENT FOR WELDING EQUIPMENT - Google Patents

Abstract

Die Positionieranordnung fuer Schweissgeraete ist zur selbsttaetigen der Geometrie des Bearbeitungsgegenstandes angepassten Fuehrung von Bearbeitungsgegenstaenden geeignet. Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen selbsttaetig verlaufenden Schweissverlauf zu erreichen. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mit Sensoren arbeitende Positionieranordnung zu schaffen, die die Herstellung von Kehlnaehten entlang unregelmaessig verlaufender und/oder in sich geschlossener Linien ermoeglicht. Die Positionieranordnung besteht aus einem feststehenden und einem rotatorischen Teil, die untereinander durch eine drehbar gelagerte Tragekonstruktion verbunden sind. Am feststehenden und rotatorischen Teil sowie an einem mit dem Schweissbrenner verbundenen Fuehlarm sind Sensoren angeordnet. Sie dienen zur informationstechnischen Umsetzung und Steuerung des Schweissablaufes. Die erfindungsgemaesse Anordnung ist zum kontinuierlichen Ausschweissen beliebig verformter Fachkonstruktionen speziell von Doppelbodenfaechern im Schiffbau geeignet. Darueber hinaus ist sie fuer selbsttaetig ablaufende Schleifarbeiten anwendbar. Fig. 1The positioning arrangement for welding equipment is suitable for automatically guiding the machining object in accordance with the geometry of the object to be processed. The object of the invention is to achieve a self-running welding process. It is an object of the invention to provide a sensor operating positioning arrangement, which allows the production of Kehlnaehten along irregularly extending and / or self-contained lines. The positioning assembly consists of a fixed and a rotary part, which are interconnected by a rotatably mounted support structure. Sensors are arranged on the stationary and rotary part as well as on a bottom arm connected to the welding torch. They are used for information technology implementation and control of the welding process. The arrangement according to the invention is suitable for the continuous firing of any deformed specialist constructions, especially of double-bottomed flats in shipbuilding. In addition, it is applicable for self-expiring grinding work. Fig. 1

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Selbsttätige Positionieranordnung für SchweißgeräteAutomatic positioning arrangement for welding machines

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist vorzugsweise dort anwendbar, wo die Führung der Bearbeitungswerkzeuge der Geometrie des Bearbeitungsgegenstandes selbsttätig angepaßt werden soll. Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist das Schweißen von Fächern eines Schiffsuoppelbodens.The invention is preferably applicable where the guidance of the machining tools is to be adapted automatically to the geometry of the machining object. A particular application of the invention is the welding of subjects of a Schiffsuoppelbodens.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Mit dem Einsatz automatischer Schweißgeräte wurden auch Vorrichtungen zur Bestimmung der Position derselben erforderlich. Das erfolgt in solchen Fällen, wo es sich um Wiederholteile handelt, über rechnergesteuerte Einrichtungen. Die dabei entstehenden Kosten erscheinen durch die Serienfertigung vertretbar 3ei Einzelfertigung oder geringer Stückzahl der Werkstücke werden der Aufwand und damit die Kosten zu hoch. Aus diesem Grunde werden in diesen Fällen Vorrichtungen mit Sensoren eingesetzt.The use of automatic welders has also required devices to determine their position. This is done in such cases, where it is repeating parts, via computer-controlled devices. The resulting costs appear to be justifiable by mass production. 3 In one-off production or a small number of workpieces, the effort and thus the costs are too high. For this reason, devices with sensors are used in these cases.

Nach der DE-OS 3 100 436 ist eine Vorrichtung zum Positionieren eines Schweißgerätes zum selbsttätigen Lichtbogenschweißen bekannt. Die bekannte Vorrichtung sieht vor, daß in der Nähe der Schweißpistole Sensoren angeordnet sind.Ihre Ausgangssignale sind an eine elektronische Rechenschaltung geführt. Von dort werden die Stelloefehle ausgelöst.According to DE-OS 3 100 436 a device for positioning a welding apparatus for automatic arc welding is known. The known device provides that in the vicinity of the welding gun sensors are angeordnet.Ihre output signals are fed to an electronic computing circuit. From there, the position commands are triggered.

Während die bisher bekannten Vorrichtungen sich im wesentlichen auf das Stumpfschweißen gleicher Werkstücke bezogen, so wird nach der DE-OS 3 100 436 auch das Verschweißen flacher. Werkstücke längs einer Ecke möglich. Obwohl zwar danit ein selbsttätiges Schweißen von Kehlnähten durchführbar wird, ist diese Vorrichtung jedoch im Schiffbau nicht einsetzbar.While the previously known devices are based essentially on the butt welding of the same workpieces, so according to DE-OS 3,100,436 and the welding shallower. Workpieces along a corner possible. Although it is feasible with an automatic welding of fillet welds, however, this device can not be used in shipbuilding.

Der Nachteil ergibt sich daraus, daß die bekannte Vorrichtung nur in einer Arbeitslinie schweißen kann. Gerade aber im Schiffbau ist es notwendig, daß ζ. 8. bei der Schweißung von Fächern im Doppelboden außerdem in zwei sich schneidenden Arbeitslinien geschweißt werden muß. Das ist mit der bekannten Vorrichtung nach DE-OS 3 100 486 nicht möglich. Eine Vorprogrammierung des' Schweißbrenners ist auf Grund der Unterschiedlichkeit der Größe und Form der Fächer bzw. wegen der Schwierigkeit der Ermittlung einer Bearbeitungsgeometrie nicht möglich.The disadvantage arises from the fact that the known device can weld only in one working line. Especially in shipbuilding it is necessary that ζ. 8. must also be welded in two intersecting working lines at the welding of subjects in raised floor. This is not possible with the known device according to DE-OS 3,100,486. A pre-programming of the 'welding torch is not possible due to the diversity of the size and shape of the fan or because of the difficulty of determining a machining geometry.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Mit der Erfindung soll ein effektiver selbsttätig ablaufender Schweißverlauf bei der Herstellung von horizontalen Kehlnähten i:n Schiffbau erreicht werden. With the invention, an effective self-running welding process in the production of horizontal fillet welds is to be achieved in shipbuilding.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine mit Sensoren arbeitende Positionieranordnung zu schaffen, die die selbsttätige und kontinuierliche Herstellung von horizontalen Kehlnähten entlang einer unregelmäßig verlaufenden und/oder in sich geschlossenen Linie ermöglicht.The object of the invention is to provide a sensor-operating positioning arrangement, which allows the automatic and continuous production of horizontal fillet welds along an irregularly extending and / or self-contained line.

Me r km ale der Erf inchj ηig .Me r km ale d the erf j j ig .

Erfindungsgemäß besteht eine in einer in x-Richtung verfahrbaren Führung in y-Richtung verfahrbar angeordnete Stellvorrichtung aus einem feststehenden Teil und aus einer mit diesem Teil um die Rotationsachse c drehbar verbundenen Tragekonstruktion und einem an der Tragekonstruktion in Richtung Werkstück befestigten Führungsstück, während in einer Führung des Führungsstückes ein Fühlarrn in x¹, y'-Richtung bewegbar angeordnet ist, an dessenAccording to the invention consists in a movable in the x-direction guide in the y-direction movably arranged adjusting device of a fixed part and a rotatably connected to this part about the rotation axis c support structure and attached to the supporting structure in the direction of workpiece guide piece, while in a guide of the guide piece a Fühlarrn in x ¹ , y 'direction is arranged to be movable, at the

Ende sich ein Schweißbrenner befindet, wobei an der denn Werkstück zugekehrten Fläche des feststehenden Teiles vier um 90° versetzte, die Arbeitsposition des Schweißbrenners erfassende und den der drehbaren Tragekonstruktion zugeordneten Stellantrieb beeinflussende Sensoren angeordnet sind, an der Unterseite des Führungsstückes weitere vier um 90° versetzte, die Arbeitsendlagen erfassende und denselben Stellantrieb beinflussende Sensoren befestigt sind, drei am Führungsstück angeordnete, die Arbeitsstellung des Fühlerarrnes erfassende und die für die Translationsbewegung in x- bzw. y-Richtung verantwortlichen Stellantrieb beeinflussende Sensoren in Wirkverbindung mit einem am Fühlarm stellbar angeordneten Schaltnocken stehen und weiterhin am Ende des Fühlarmes zwei den Abstand Schweißbrenner/Werkstück erfassende Sensoren angeordnet sind, von denen der eine den Stellantrieb der Rotationsachse und der andere .den Stellantrieb des Fühlarmes beeinflußt.End of a welding torch is located, being arranged on the workpiece facing surface of the fixed part four offset by 90 °, the working position of the torch detecting and the rotatable support structure associated actuator influencing sensors are arranged on the underside of the guide piece another four offset by 90 ° , the working end positions detected and the same actuator influencing sensors are attached, three arranged on the guide piece, the operating position of the sensor sensing and the responsible for the translational movement in the x- or y-direction actuator influencing sensors in operative connection with a sensing arm arranged on the control cam are and further arranged at the end of the sensing arm two the distance welding torch / workpiece detecting sensors, one of which affects the actuator of the axis of rotation and the other .den actuator of the feeler arm.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Fühlann über eine Seilführung mit einem mechanisch-elektrischen Wandler in Wirkverbindung steht, dessen Ausgangssignal zur Einhaltung einer konstanten Aröeicsgeschwindigkeit als Stellgröße an den Stellantrieb, der um die Rotationsachse c drehbar gelagerten Tragekonstruktion zur Korrektur der Winkelgeschwindigkeit geführt ist.Another feature of the invention is that the Fühlann is operatively connected via a cable guide with a mechanical-electrical converter whose output led to maintain a constant Aröeicsgeschwindigkeit as a manipulated variable to the actuator, the rotatably mounted about the rotation axis c support structure for correcting the angular velocity is.

Weiterhin enthält die Erfindung das Merkmal, daß zur Bestimmung der Start/Stoppposition des Schweißvorganges einer Steuerlogik der Positionieranordnung über einen Motorsteller ein Antrieb der Translationsachse (x- oder y-Achse) zum Empfang des Startsignals nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal an einem :Vießvvandler anliegt, wobei zur Erfassung der elektrischen Signale des ivießwandlers demselben ein Vor-/Rück\värtszähler nachgeschaltet ist, dessen Ausgang gemeinsam mit dem Ausgang eines Vorwahlschal ters an einem Vergleicher anliegt, dessen Ausgang wiederum zum Geben eines Stoppsignales auf den Eingang der Steuerlogik zurückgeführt ist. Durch die selbsttätige Positionieranordnung wird es erstmals möglich, eine der Geometrie des Werkstückes angepaßte Stellung des Schweißbrenners in drei Sewegüngsebenen zu erhalten.Furthermore, the invention includes the feature that for determining the start / stop position of the welding process of a control logic of the positioning assembly via a motor plate, a drive of the translation axis (x- or y-axis) is followed for receiving the start signal whose output signal is applied to a: Vießvvender, wherein for detecting the electrical signals of the feed converter, the same is followed by a forward / backward counter, whose output, together with the output of a preselector switch, is applied to a comparator whose output is in turn fed back to give a stop signal to the input of the control logic. Due to the automatic positioning arrangement, it becomes possible for the first time to obtain a position of the welding torch adapted to the geometry of the workpiece in three water levels.

Zu diesem Zwecke sind am feststehenden Teil, an der Tragekonstruktion sowie am Fühlarm Sensoren angeordnet, die die ihnen zugeordneten Stellantriebe betätigen. 3eim Erreichen bestimmter vorgegebener Punkte erfolgt eine selbsttätige Umschaltung der Bewegungsabläufe, so daß damit eine selbsttätige Positionierung des Schweißbrenners gewährleistet ist.For this purpose, sensors are arranged on the fixed part, on the supporting structure and on the sensing arm, which actuate the associated actuators. When certain predetermined points are reached, an automatic switching over of the movements takes place so that an automatic positioning of the welding torch is ensured.

Ausführungsbeispielembodiment

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.In one embodiment, the invention will be explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1: Ansicht der PositionieranordnungFig. 1: View of the positioning arrangement

Fig. 2: Sensoranordnung am feststehenden TeilFig. 2: sensor arrangement on the fixed part

Fig. 3: Sensoranordnung am rotierenden TeilFig. 3: sensor arrangement on the rotating part

Fig. 4: Sensoranordnung am FühlarmFig. 4: Sensor arrangement on the sensing arm

Fig. 5: WegegeometrieFig. 5: path geometry

Fig. 6: ArbeitsablauffolgeFig. 6: sequence of operations

Fig. 7: Regelkreis zur Start/Stopposition-BestimmungFig. 7: Control circuit for start / stop position determination

Fig. 8: Ausschweißen einer Fachecke > 90°Fig. 8: Ausschweiß a sectoral corner> 90 °

Die Positionieranordnung für Schweißgeräte ist an einem in der Zeichnung nicht dargestellten in x-Richtung verfahrbaren Portal· wagen so gelagert, daß sie in y-Richtung beweglich ist.The positioning device for welding machines is mounted on a gantry carriage (not shown in the drawing) that can be moved in the x-direction so that it is movable in the y-direction.

Die Positionieranordnung besteht aus einem feststehenden Teil 1. Mit dem feststehenden Teil 1 ist eine Tragekonstruktion 2 verbunden. Diese ist um die Rotationsachse c drehbar gelagert. Weiterhin ist an der Unterseite der Tragekonstruktion 2 ein Führungsstück 3 angeordnet. In der Führung des Führungsstückes 3 ist ein Fühlarm δ in x'/v'-Achse beweglich angeordnet. Dessen Wirkrichtung stimmt mit der des Schweißbrenners 4 überein. Aiii feststehenden Teil 1 sind an dessen dem Werkstück 5 zugekehrter Fläche vier um 90° versetzte Sensoren El, E2, Ε3, E4 angeordnet. Diese ermöglichen die Bestimmung der Arbeitsposition des Schweißbrenners 4 am Werkstück (Doppelbodenfach) 5. Die Ausgangssignale der Sensoren El, E2, E3_; E4 beeinflussen den der drehbaren Tragekonstruktion 2 zugeordneten Stellantrieb. Weiterhin sind an der Unterseite des Führungsstückes 3 vier weitere um 90° versetzte Sensoren E21, E22, E23, E24The positioning assembly consists of a fixed part 1. With the fixed part 1, a support structure 2 is connected. This is rotatably mounted about the rotation axis c. Furthermore, a guide piece 3 is arranged on the underside of the support structure 2. In the guide of the guide piece 3, a feeler arm δ in x '/ v' axis is arranged to be movable. Its direction of action coincides with that of the welding torch 4. Aiii fixed part 1 four offset by 90 ° sensors El, E2, Ε3, E4 are arranged on the workpiece 5 facing surface. These allow the determination of the working position of the welding torch 4 on the workpiece (double bottom compartment) 5. The output signals of the sensors El, E2, E3 _; E4 affect the rotatable support structure 2 associated actuator. Furthermore, at the bottom of the guide piece 3 four further 90 ° offset sensors E21, E22, E23, E24

angeordnet. Diese dienen zur Bestimmung der Arbeitsendlagen im Doppelbodenfach 5. Sei Annäherung des Schweißbrenners 4 an eine Begrenzung beeinflussen die Sensoren E21, E22, E23, E24 den Stellantrieb der Rotationsachse. Weiterhin sind an der Spitze des Fühlarmes 5 zwei mit dem Schweißbrenner 4 in gleicher lVirkungsrichtung stehende Sensoren E41, E42 angeordnet, welche den Stellantrieb des Fühlarmes 5 richtungsabhängig beeinflussen. Sie dienen der Bestimmung des Abstandes Fühlarm δ/Werkstück 5, der der Arbeitsposition des Schweißbrenners 4 am Werkstück 5 entspricht.arranged. These are used to determine the working end positions in the double bottom compartment 5. Be approximation of the welding torch 4 to a limit affect the sensors E21, E22, E23, E24 the actuator of the rotation axis. Furthermore, at the top of the feeler arm 5, two sensors E41 , E42, which are in the same direction of action with the welding torch 4 , are arranged, which influence the actuator of the feeler arm 5 in a direction-dependent manner. They serve to determine the distance feeler arm δ / workpiece 5, which corresponds to the working position of the welding torch 4 on the workpiece 5.

Ein am Fühlarm 6 angeordneter und in der Stellung veränderbarer Schaltnocken 7 steht in Wirkverbindung mit drei Sensoren Eil, E12, E13. Diese sind am Führungsstück 3 angeordnet. In Abhängigkeit der Arbeitsstellung des Fühlarmes 6 signalisieren die Sensoren Eil, E12, E13 dem Stellantrieb des Fühlarmes 6 die Stellung desselbenAn arranged on the sensing arm 6 and changeable in position switching cam 7 is in operative connection with three sensors Eil, E12, E13. These are arranged on the guide piece 3. Depending on the working position of the sensing arm 6, the sensors Eil, E12, E13 signal the actuator of the Fühlarmes 6 the same position

Es giIt It's all right

Eil = H Fühlarm δ in ArbeitslageEil = H Sensing arm δ in working position

E12 = H Fühlarm δ ausgefahren 13 = H Fühlarm δ eingefahrenE12 = H Sensing arm δ extended 13 = H Sensing arm δ retracted

Der Fühlarm 6 steht über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Seilführung mit einem mechaniscn-elektrischen Wandler in Form eines Korrekturpotentiometers in ll'irkverbindung . Das einer Längenänderung proportionale Ausgangssignal des Wandlers ist als Stellgröße an den Stellantrieb der Rotationsachse c der drehbaren Tragekonstruktion 2 geführt. Zur Regelung der Start/Stoppposition des Schweißvorganges erfolgt die meßtechnische Verarbeitung von Weginkrementen, wobei folgendes ./!eßprinzip gilt: Die Summe aller Weginkremente bezogen auf eine Translationsachse im kartnesisehen Koordinatensystem entspricht einem vorgegebenen Wert. Die Bedingung entsprechend dem Steuerungsprograrnrn ist ein Umlauf im Koordinatensystem von 360°.The Fühlarm 6 is connected via a cable guide, not shown in the drawing with a mechaniscn-electrical converter in the form of a correction potentiometer in ll'irkverbindung. The change in length of a proportional output signal of the transducer is performed as a manipulated variable to the actuator of the rotation axis c of the rotatable support structure 2. For the control of the start / stop position of the welding process, the metrological processing of path increments takes place, the following ./! Eßprinzip applies: The sum of all path increments relative to a translation axis in the kartnesisehen coordinate system corresponds to a predetermined value. The condition corresponding to the control program is one revolution in the coordinate system of 360 °.

Die meßtechnische Umsetzung des '.Vießprinzips geschieht dabei wie folgt:The metrological implementation of the 'pouring principle' is done as follows:

Von der Steuerlogik 10 der Positionieranordnung wird über den ivlotorstel ler 11 dem Antrieb 12 der Translationsachse (x- oder y-Achse) das Startsignal übertragen. Gleichzeitig erfolgt dasFrom the control logic 10 of the positioning arrangement is the ivlotorstel ler 11 the drive 12 of the translation axis (x or y axis) transmitted the start signal. At the same time this happens

Nullen der Positionselektronik. Der dem Antrieb 12 nachgeschaltete Meßwandler setzt die vom Antrieb 12 erzeugten Weginkremente in elektrische Signale um, welche von einem Vor-/ Rückwärtszähler erfaßt werden. Oa beim Erreichen einer Start-/ Stopposition die Summe der Weginkremente einem vorgegebenen Wert entsprechen soll, wertet der dem Zähler 14 nachgeschaltete Vergleicher 15 den Registerinhalt des Zählers 14 in Abhängigkeit von einem mit seinem Ausgang auf den Eingang des Vergleichers geschalteten Vorwahlschalter aus und gibt bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes ein entsprechendes Stoppsignal an die Steuer logik 10,Zeros of the position electronics. The drive 12 downstream transducer converts the path generated by the drive 12 in electrical signals, which are detected by a forward / backward counter. Oa when reaching a start / stop position, the sum of the Weginkremente a predetermined value to be evaluated, the counter 14 downstream comparator 15 evaluates the register contents of the counter 14 in response to a switched with its output to the input of the comparator preset switch and outputs upon reaching a predetermined value, a corresponding stop signal to the control logic 10,

Im weiteren wird der Arbeitsablauf im Zusammenwirken mit den \ Sensoren näher erläutert.Furthermore, the workflow in conjunction with the \ sensors will be explained in more detail.

Fig. 6 zeigt das Prinzip der Arbeitsablauffolge im Doppelbodenfach 5. Folgende Ablauffolge gilt für den Schweißvorgang:Fig. 6 shows the principle of the sequence of operations in the double bottom compartment 5. The following sequence applies to the welding process:

I Das Schweißgerät befindet sich in der .Mitte des Faches 5.I The welding machine is located in the middle of the compartment 5.

II Das Schweißgerät wird in der Führung des Portalwagens zur Werkstückkante 9 verfahren.II The welding machine is moved in the guide of the gantry carriage to the workpiece edge 9.

Der Sensor El erfaßt die Arbeitsposition des Schweißbrenners 4. The sensor El detects the working position of the welding torch 4.

-Der Sensor E23 signalisiert/ daß sich der Schweißbrenner an der Bearbeitungskante 9 befindet.-The sensor E23 signals / that the welding torch is located at the processing edge 9.

Der Sensor Eil signalisiert, daß der Fühlarm δ sich in Arbeitslage befindet. Die Startposition ist somit folgende:The sensor Eil signals that the feeler arm δ is in working position. The starting position is thus as follows:

El = E23 = Eil = HEl = E23 = Express = H

Die Steuerlogik 10 gibt ein Startsignal an den Translationsachsantrieb 12.The control logic 10 gives a start signal to the translation axis drive 12.

III 0er Schweißbrenner 4 schweißt in stechender Arbeitsweise entlang der 1. Arbeitslinie Al in x-Richtung. Bauteilungenauigkeiten und ungerade Naht verlaufe werden durch den Sensor E42 erfaßt. Nimmt der Fühlarm δ infolge Bauteilungenauigkeiten und damit Abweichungen des Nahtverlaufes in x- bzw. y-Richtung eine von Eil abweichende Arbeitsposition ein, d.h. Eil £ H, verändert sich die Stellung des Fühlarmes 5 in der Achse x'_; y". (Fig. 1)III Welding torch 4 welds in a piercing mode of operation along the 1st working line Al in the x-direction. Component inaccuracies and odd seam courses are detected by the sensor E42. If the feeler arm δ assumes a work position deviating from express, owing to component inaccuracies and thus deviations in the course of the seam in the x or y direction, ie Eil £ H, the position of the feeler arm 5 changes in the axis x '_; y "(Fig. 1)

Wird der vorgegebene Wertebereich der Fühlannachse überschritten/unterschritten, d.h. der Sensor E12/E13 meldet, daß keine weitere Zustellung möglich ist, wird bei Anliegen dieses Schaltzustandes auf den y-Achsenantrieb umgeschaltet. Dieser stellt den Arbeitsbereich des Fühlarmes 5 wieder her. Das wird durch den Sensor Eil signalisiert und bei Eil = H wird der y-Achsenantrieb wieder abgeschaltet. -If the predetermined value range of the sensor axis is exceeded / undershot, i. the sensor E12 / E13 signals that no further infeed is possible, it is switched to the y-axis drive when this switching state applies. This restores the working range of the feeler arm 5. This is signaled by the sensor Eil and at Eil = H the y-axis drive is switched off again. -

Die Arbeitsbewegung in x-Richtung wird beendet, wenn der Sensor E21 bzw. E41 meldet, daß die Arbeitsendlage erreicht ist, d.h. eine anders verlaufende Werkstückkante 9 erreicht ist.The working movement in the x-direction is terminated when the sensor E21 or E41 reports that the working end position has been reached, i. a different running workpiece edge 9 is reached.

Es giltIt applies

E21 = H V E41 = HE21 = H V E41 = H

Das Erfassen der Arbeitsposition des Fühlarrnes 6 durch.die Sensoren Eil, E12, E13 erfolgt mittels Schaltnocken 7. Die Stellung des Schaltnockens 7 auf dem Fühlann 6 wird in Abhängigkeit vom sogenannten Srennerzustellwinkel β verändert. Den Brennerzustel Γ,νί nkel β bilden Fühlarm 6 und somit Schweißbrenner 4 mit der Werkstückkante 9. Der Schaltnocken 7 besitzt für jeden 3rennerzustellwinkel ß eine definierte Lage.The detection of the working position of Fühlarrnes 6 durch.die sensors Eil, E12, E13 by means of switching cam 7. The position of the switching cam 7 on the Fühlann 6 is changed depending on the so-called Srennerzustellwinkel β . The Brennerzustel Γ, νί nkel β form sensing arm 6 and thus welding torch 4 with the workpiece edge 9. The switching cam 7 has for each 3rennerzustellwinkel ß a defined position.

IV Es erfolgt das Ausschweißen der Eckendlage 8 des Doppelbodenfaches 5, Die translatorische Bewegung wird in eine rotatorische um die Rotationsachse c umgeschaltet, Die Arbeitsstellung des Fühlarmes 6 verändert sich.in Abhängigkeit vom Rotationswinkel OC .IV There is the welding out of Eckendlage 8 of the double bottom compartment 5, the translational movement is switched to a rotational about the axis of rotation c, the working position of the sensing arm 6 changes .in dependence on the rotation angle OC .

Der Brennerzu stellwinkel^? wurde zu Beginn des Schweißvorganges in seiner Größe vorgegebenThe burner setting angle ^? was specified at the beginning of the welding process in size

Der Wert des Winkels .^ wurde durch die Kombination der Eingangsgrößen The value of the angle. ^ Was given by the combination of the input quantities

El = Eil = E23 = HEl = Eil = E23 = H

mit El Sensor am feststehenden Teil 1 £11 Sensor am Fühlarm 6 E23 Sensor am rotatorischen Teil 2with El sensor on fixed part 1 £ 11 sensor on sensor arm 6 E23 sensor on rotary part 2

in Verbindung mit dem einstellbaren Nocken 7 informationstechnisch eindeutig festgelegt.in connection with the adjustable cam 7 information technology clearly defined.

Die rotatorische Arbeitsbewegung wird demzufolge abgeschlossen, wenn giltThe rotary work movement is therefore completed, if applicable

E2 = Eil = E23 = H,E2 = Eil = E23 = H,

wobei der Sensor E2 am feststehenden Teil 1 angeordnet ist und die abgeschlossene Drehung des rotatorischen Teiles 3 um 90° signalisiert.wherein the sensor E2 is arranged on the fixed part 1 and signals the completed rotation of the rotary member 3 by 90 °.

Der Winkel i? liegt dann wieder in der ursprünglichen Größe an.The angle i? then lies back in the original size.

Auch beim rotatorischen- Teil 3 des Searbeitungsablaufes erfolgt die Stellung des Fühlarmes 6 über den Sensor E42 in gleicher Weise wie bei der translatorischen Bewegung.Also in the rotational part 3 of the processing sequence, the position of the feeler arm 6 via the sensor E42 takes place in the same way as in the case of the translatory movement.

Die rotatorische Arbeitsbewegung wiederholt sich für die Arbeitsschritte VI, VIII, X entlang der 3., 4. und 1. Arbeitsschritte analog dem Arbeitsschritt IV, wobei gilt, daß die Arbeitsbewegung abgeschlossen ist, wenn die Sensorzustände gelten:The rotary working movement is repeated for the working steps VI, VIII, X along the 3rd, 4th and 1st steps analogous to the work step IV, with the proviso that the working movement is completed when the sensor states apply:

E2 = Eil = E23 = H 90°-DrehungE2 = Eil = E23 = H 90 ° rotation

E3 = Eil = E23 = H 130°-DrehungE3 = Eil = E23 = H 130 ° rotation

E4 = Eil = E23 = H 270°-DrehungE4 = Eil = E23 = H 270 ° rotation

El = Eil = E23 = H 360°/0°-DrehungEl = Eil = E23 = H 360 ° / 0 ° rotation

Somit ist es möglich, nach jedem übergang von einer rotatorischen Bewegung in eine translatorische die ursprünglich vorgegebene Winkelstellung β des Brenners 4 eindeutig zu fixieren.Thus, it is possible to clearly fix the originally predetermined angular position β of the burner 4 after each transition from a rotational movement into a translatory one.

^r ' ⁹/ ^r ' ⁹ /

Die translatorischen Bewegungen für die Arbeitsschnitte V, VII, IX, XI erfolgen analog der im Arbeitsschritt IIIThe translational movements for the working cuts V, VII, IX, XI are analogous to those in step III

Für den Arbeitsschritt XI gilt weiterhin, daß nach Erkennen des Nahtaufganges mittels der Wegmeßeinrichtung dieser um einen definierten Betrag überschweißt und der Schweißprozeß beendet wird, d.h. der Vergleicher 15 gibt ein Stoppsignal an die Steueriogik 10. For operation XI, it is also true that, after the seam has been detected by means of the displacement measuring device, it is welded over by a defined amount and the welding process is terminated, that is to say, after the seam has been detected. the comparator 15 outputs a stop signal to the control logic 10.

Die Kombination der Bewegungsabläufe und ihre informationstechnische Umsetzung und Steuerung ermöglichen das Ausschweißen beliebig verformter kompletter Fachkonstruktionen, Im folgenden sei zur näheren Erläuterung das Ausschweißen einer von 90° abweichenden Fachecke beschrieben.The combination of the motion sequences and their information technology implementation and control enable the welding of arbitrarily deformed complete technical designs. In the following, for a more detailed explanation, the welding of a non-90 ° specialist corner is described.

Bei Erreichen der in Fig. 8 dargestellten Ecke durch den Fühlarm wird derselbe eingefahren bis zur Endlage E13 = H. Danach ist kein weiteres Sensieren möglich und es geht ein Stelloefehl an den x-Achsenantrieb, Der einsetzenden rotatoriscnen Bewegung zur Eckenausschweißung wird eine translatorische überlagert, Damit wird der Arbeitsbereich der Fühlarmachse wieder hergestellt. Die rotatorische Arbeitsbewegung wird abgeschlossen, wenn gilt:Upon reaching the corner shown in Fig. 8 by the Fühlarm it is retracted to the end position E13 = H. Thereafter, no further sensing is possible and there is a Stelloefehl to the x-axis drive, the onset rotatoriscnen movement for Eckenausschweißung is superimposed on a translational, This restores the working range of the sensing arm axis. The rotary work movement is completed when:

E2 = Eil = E23 = HE2 = Eil = E23 = H

Danach erfolgt ein Stellbefehl an den y-Achsenantrieb und.der Schweißprozeß an der nächsten Arbeitslinie beginnt, Zur Erzielung eines konstanten Schweißnahtquerschnittes ist es notwendig, auch im Bereich der Eckenausschweißung eine konstante Schweißgeschwindigkeit V zu erreichen.Thereafter, a control command to the y-Achseantrieb. And.The welding process begins at the next line of work, To achieve a constant weld cross-section, it is necessary to achieve a constant welding speed V in the area of Eckenausschweißung.

Die Geschwindigkeitsabweichungen werden dabei über die Rotationsgeschwindigkeit «V kompensiert, Nach Figur 6 gilt dazu der mathematische ZusammenhangThe speed deviations are compensated by the rotation speed "V". According to FIG. 6, the mathematical relationship applies

V,V,

sin ( oi + β )sin ( oi + β )

r - Δ rr - Δ r

mit IV_c = Winkelgeschwindigkeit der Rotationsachsewith IV _c = angular velocity of the axis of rotation

QC = Drehwinkel β = Brennerzustellwinkel f = Abstand Brenner/Rotationsachse QC = angle of rotation β = torch feed angle f = distance torch / rotation axis

Δ Γ = Abweichung von r Δ Γ = deviation from r

10/10 /

- ίο -- ίο -

Für die erfinderische Lösung wurde der funktionelle ZusammenhangFor the inventive solution, the functional relationship

W = f (1 + Δ r)W = f (1 + Δr )

bzw. die für die Praxis des Schweißens ausreichende Näherung. Δ W_n = f ( Δ r )or for the practice of welding sufficient approximation. Δ W _n = f ( Δ r )

für die Steuerungsaufgabe genutzt. Bei einer Längenänderung Af wird über die Seilführung ein Korrekturpotentiotneter betrieben, dessen der Längenänderung proportionale Spannungsausgangswert als Stellgröße auf den Stellantrieb der Rotationsachse c geführt ist. So wird die Rotationsgeschwindigkeit W in Abhängigkeit der Längenänderung 4 Γ derart geändert, daß gilt:used for the control task. In the case of a change in length Af , a correction potentiometer is operated via the cable guide, the voltage output value of which being proportional to the change in length being guided as a manipulated variable on the actuator of the axis of rotation c. Thus, the rotational speed W is changed as a function of the change in length 4 Γ such that the following applies:

V äj· konstant sV aj · constant s

Die erfindungsgeniäße Anordnung ermöglicht das Ausschweißen beliebig geformter Fachkonstruktionen mit horizontalen Kehlnähten in kontinuierlicher Arbeitsweise und mit konstanten Schweißnahtquerschnitten an geraden Arbeitslinien. Spezielle Anwendung findet die Anordnung i^i Schiffbau beim Ausschweißen nach oben offener Doppelbodenfächer.The erfindungsgeniäße arrangement allows welding any arbitrarily shaped structures with horizontal fillet welds in continuous operation and with constant weld seams on straight lines. Special application is the arrangement i ^ i shipbuilding when welding up open double bottom compartments.

Claims (3)

- JLJ. - Erfindungsanspruch- JLJ. - Claim for invention 1. Selbsttätige Positionieranordnung für Schweißgeräte, mit Sensoren arbeitend/ dadurch gekennzeichnet, daß in einer in x-Richtung verfahrbaren Führung eine in y-Richtung verfahrbare Stellvorrichtung angeordnet ist, die aus einem feststehenden Teil (l) und aus einer mit dem Teil (l) um die Rotationsachse c drehbar verbundenen Tragekonstruktion (2) und einem an der Tragekonstruktion (2) in Richtung Werkstück (5) befestigten Führungsstück (3) besteht, während in einer Führung des Führungsstückes (3) ein Fühlarm (5) in x', y'-Richtung bewegbar angeordnet ist, an dessen Ende sich ein Schweißbrenner (4) befindet, wobei an der dem Werkstück (5) zugekehrten Fläche des feststehenden Teiles (1) vier um 90° versetzte, die Arbeitsposition desSchweißbrenners (4) erfassende und den der drehbaren Tragekonstruktion (2) zugeordneten Stellantrieb beeinflussende Sensoren (El, E2, E3, E4) angeordnet sind, an der Unterseite des Führungsstückes (3) weitere vier um 90° versetzte die Ar'cei töendlage erfassende und denselben Stellantrieb beeinflussende Sensoren (E21, E22, E23, E24) befestigt sind,, drei am Führungsstück (3) angeordnete, die Arbeitsstellung des Fühlarmes (6) erfassende und die für die Translationsbewegung in x- bzw. y-Richtung verantwortlichen Stellantriebe beeinflussende Sensoren (Eil, E12, E13) stellungsabhangig in Wirkverbindung mit einem am Fühlarm (6) stellbar angeordneten Schaltnocken (7) stehen und weiterhin am Ende des Fühlarmes (6) zwei den Abstand Schweißbrenner (4)/»!/erkstück (5) erfassende Sensoren (E41, E42) angeordnet sind, von denen der Sensor E41 den Stellantrieb der Rotationsachse und der Sensor E42 den Stellantrieb des Fühlarmes (5) beeinflußt.1. Automatic Positioning arrangement for welding machines, working with sensors / characterized in that in a movable in the x direction guide a movable in the y-direction adjusting device is arranged, consisting of a fixed part (l) and one with the part (l) There is a support structure (2) rotatably connected about the rotation axis c and a guide piece (3) attached to the support structure (2) in the direction of the workpiece (5), while in a guide of the guide piece (3) there is a feeler arm (5) in x ', y Movably arranged at the end of which a welding torch (4) is located, wherein on the workpiece (5) facing surface of the fixed part (1) four offset by 90 °, the working position of the welding torch (4) and detecting the detected rotatable support structure (2) associated actuator influencing sensors (El, E2, E3, E4) are arranged on the underside of the guide piece (3) further four offset by 90 ° Ar 'Tei end position detecting and the same actuator influencing sensors (E21, E22, E23, E24) are attached ,, three on the guide piece (3), the working position of the sensing arm (6) detected and for the translational movement in x- or y- Direction responsible actuators influencing sensors (Eil, E12, E13) position-dependent in operative connection with a sensing arm (6) adjustably arranged switching cam (7) and continue at the end of Fühlarmes (6) two the distance welding torch (4) / (5) sensing sensors (E41, E42) are arranged, of which the sensor E41 affects the actuator of the axis of rotation and the sensor E42, the actuator of the sensing arm (5). 2. Selbsttätige Positionieranordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Fühlarm (6 )über eine Seilführung mit einem mechanisch-elektrischen Wandler in Wirkverbindung steht, dessen Ausgangssignal zur Einhaltung einer konstanten Arbeitsgeschwindigkeit als Stellgröße an den Stellantrieb der um die Rotationsachse c drehbar gelagerten Tragekonstruktion (2)zur Korrektur der Winkelgeschwindigkeit W geführt ist.2. Automatic positioning arrangement according to item 1, characterized in that the sensing arm (6) via a cable guide with a mechanical-electrical converter is in operative connection, the output signal to maintain a constant operating speed as a manipulated variable to the actuator of the rotation axis c rotatably mounted support structure (2) for correcting the angular velocity W is performed. 3, Selbsttätige Positionieranordnung nach Punkt I₁ dadurch gekennzeichnet , daß zur Bestimmung der Start/Stoppposition des Schweißvorganges einer Steuerlogik (10) der Positionieranordnung über einen Motorsteller (11) der An-3, automatic positioning arrangement according to item I _1, characterized in that for determining the start / stop position of the welding process of a control logic (10) of the positioning arrangement via a motor controller (11) of the ^ trieb (12) der Startachse (x- oder y-Achse) zum Empfang des Startsignales nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal an einem Meßwandler (13) anliegt, wobei zur Erfassung der elektrischen Signale des Meßwandlers (13) demselben ein Vor/ Rückwärtszähler (14) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang geineinsam mit dem Ausgang eines Vorwahlschalters (16) am Eingang eines Vergleichers (15) anliegt, dessen Ausgang wiederum zum Geben eines Stoppsignales auf den Eingang der Steuerlogik (10) zurückgeführt ist.^ drove (12) of the starting axis (x or y axis) for receiving the start signal is connected downstream, the output signal to a transducer (13) is applied, wherein for detecting the electrical signals of the transducer (13) the same a forward / backward counter (14 ), whose output geineinsam with the output of a selector switch (16) at the input of a comparator (15) is applied, whose output is in turn fed back to give a stop signal to the input of the control logic (10). iietzüLZL-Seften Zeichnungennetslips-Seften drawings