DD273020A1 - DEVICE FOR FLAT-WICKED WELDING ON EDGE ZONES OF COMPONENTS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung dient zum flaechenhaften Auftragsschweissen in einer Achse an Randzonen von Bauteilen mit grossen Lagetoleranzen unter Anwendung z. B. taktiler Sensortechnik. Kennzeichnend fuer die Erfindung ist, dass der Schweisskopf als starre Einheit aus Schweissbrenner und z. B. taktilem Einkoordinatensensor mit optoelektronischer Signalumsetzung besteht und an einer linearen Pendeleinrichtung befestigt ist. Die Wirklinie des Sensors erfasst dabei am Werkstueckinneren Umkehrpunkt der Pendelbewegung die Randzone des Werkstueckes. Der Eingang der Sensoraktivierung steht ferner mit dem Ausgang der Pendelsteuerung fuer die Haltephase "Werkstueck-innen" und der Ausgang des Sensors mit den Eingaengen der Steuerung fuer die Positionskorrektur mittels Verstelleinheit in Verbindung. Der Sensor wird komplettiert durch einen Halter, der arretier- und manuell verstellbar am Schweissbrenner sitzt und ein drehbar gelagertes, kuehlbares Rohr, wobei in Halter und Rohr je ein aktives Element angeordnet ist, so dass bei Beruehrung des taktilen Sensors mit dem Werkstueck der Lichtstrahl teilweise unterbrochen wird. Mechanische Schutzeinrichtungen fuer die optoelektronischen Wandler sind vorgesehen.The invention is used for surface application welding in one axis at the edge zones of components with large positional tolerances using z. B. tactile sensor technology. Characteristic of the invention is that the welding head as a rigid unit of welding torch and z. B. tactile one-coordinate sensor with optoelectronic signal conversion and is attached to a linear shuttle. The action line of the sensor detects the edge zone of the workpiece at the workpiece internal reversal point of the pendulum motion. The input of the sensor activation is also connected to the output of the pendulum control for the holding phase "workpiece inside" and the output of the sensor to the inputs of the control for the position correction by means of adjustment in combination. The sensor is completed by a holder which is locked and manually adjustable at the welding torch and a rotatably mounted, coolable tube, wherein in holder and tube depending an active element is arranged so that when touching the tactile sensor with the workpiece, the light beam partially is interrupted. Mechanical protective devices for the optoelectronic transducers are provided.
Description
DD-PS 246942 zeigt eine Einrichtung zur Erkennung von Werkstücken und deren Lage, die aus mindestens einer Fernsehkamera oder einem Halbleiterbildwandler auf CCD-Basis besteht und zur Erkennung von Gußrohrteilen großer Masse dient, jedoch mit einem großen technischen Aufwand verbunden ist.DD-PS 246942 shows a device for detecting workpieces and their location, which consists of at least one television camera or a CCD-based semiconductor image converter and serves to detect Gußrohrteilen large mass, but is associated with a great deal of technical effort.
Gleiches gilt für eine Vorrichtung zur Messung der Lage eines Gegenstandes (DE-OS 3223078). Dabei enthält die Vorrichtung eine Lichtque!!*, deren Lichtstrahl die Meßstrecke insgesamt bestrahlt und ein elektrooptisch^ Meßsystem mit drei Lichtempfängern, deren Empfangsachsen den Sendestrahl schneiden sowie ein elektrooptisches Kontrolle/stein, das die gesamte, vom Gegenstand reflektierte Lichtenergio aufnimmt. Ein Signalverarbeitungsschaltkreis berechnet die Lage des Gegenstandes durch Auswertung der von dem Moßsystem und dem Kontrollsystem stammenden Signale.The same applies to a device for measuring the position of an object (DE-OS 3223078). In this case, the device contains a Lichtque !! *, whose light beam irradiates the entire measuring path and an electro-optical ^ measuring system with three light receivers whose receiving axes intersect the transmission beam and an electro-optical control / stone, which receives the entire, reflected by the object Lichtenergio. A signal processing circuit calculates the position of the object by evaluating the signals coming from the measuring system and the control system.
Es ist das Ziel der Erfindung, durch kostengünstige Nutzung ven Sensortechnik das qualitätsgerechte Herstellen von Auft.agsschweißungen an Randzonen von Bauteilen mit großen Lagetoleranzen in einer Achse auf automatischen Anlagen zu vervollkommnen.It is the object of the invention, by cost-effective use of sensor technology, to perfect the quality-compliant manufacture of contact surface welds on edge zones of components with large positional tolerances in one axis on automatic systems.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu entwickeln, die unter Nutzung von geeigneter Sonsortechnik dielage des Werkstückrandes eindeutig erkennt und Signale zur Korrektur der Bahn der Brennerbewegung bereitstellt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Schwoißkopf eine starre Einheit aus Schweißbrenner und Sensor an einer linearen Pendeleinrichtung befestigt ist, wobei der Sensor derart ausgerichtet ist, daß seine Wirklinie am Werkstückinneren Umkehrpunkt der Pendelbewegung mit der Randzone des Werkstücks in Wirkverbindung steht und schaltungstechnisch der Eingang der Sensoraktivierung mit dem Ausgang der Pendelsteuerung für die Haltephase „Werkstück-innen" verbunden ist, wobei der Sensorausgang mit den Eingängen der Steuerung für die Positionskorrektur mittels Verstelleinheit gekoppelt und der Sensor als taktiier Einkoordinatensensor mit optoelektronischer Signalumsetzung ausgebildet ist, der aus einem Halter, welcher fest aber manuell verstellbar, mit dem Schweißbrenner verbunden ist und aus einem an diesem drehbar gelagerten, kühlbaren Rohr besteht, wobei jeweils im Rohr und im Halter ein aktives Element des optoelektronischen Wandlers angeordnet ist und das Rohr so ausgerichtet ist, daß diese aktiven Elemente einerseits im Normal- und andererseits im Funktionszustand des taktilen Sensors miteinander in Wirkverbindung stehen und mechanische Schutzeinrichtungen für den optoelektronischen Wandler angeordnet sind.It is an object of the invention to develop a device that clearly recognizes the use of suitable Sonsortechnik the position of the workpiece edge and provides signals to correct the path of the burner movement. According to the invention the object is achieved in that as a Schwoißkopf a rigid unit of welding torch and sensor is attached to a linear pendulum device, wherein the sensor is oriented such that its line of action at the workpiece interior reversal point of the pendulum motion with the edge zone of the workpiece is in operative connection and circuit technology of the Input of the sensor activation is connected to the output of the pendulum control for the holding phase "workpiece inside", wherein the sensor output is coupled to the inputs of the controller for position correction by means of adjusting and the sensor is designed as a tactical Einkoordinatensensor with optoelectronic signal conversion consisting of a holder, which fixed but manually adjustable, is connected to the welding torch and consists of a rotatably mounted on this, coolable tube, wherein in each case in the tube and in the holder an active element of the optoelectronic transducer is arranged and the Pipe is oriented so that these active elements on the one hand in the normal and on the other hand in the functional state of the tactile sensor are in operative connection with each other and mechanical protective devices are arranged for the optoelectronic converter.
Von der Vorrichtung werden folgende Funktionen realisiert: Durch die Pendeleinrichtung wird in Verbindung mit einer Verstelleinheit der Schweißkopf auf einer mäander- oder sägezahnförmigen Bahn bewegt. Am Schweißkopf ist starr ein Sensorsystem befestigt, und zwar derart, daß der Sensor normalerweise funktionsuntüchtig ist und nur an den inneren Umkehrpunkten der Pendelbewegung die Werkstückkante abzutasten vermag. Durch die Pendelsteuerung wird während der kurzen Haltephase der Sensor aktiviert und sein Ausgangssignal, das der momentan -«n Lage der Werkstückkante relativ zur Position des Schweißkopfes entspricht, über eine geeignete Sensorsteuerung der Verstelleinheit der Schweißanlage oder der Pendeleinrichtung zugoführt. Nach Verlassen dos Umkehrpunktes, wenn sich der Schweißkopf zur Werkstückkante hin bewegt, ist der Sensor inaktiv, die Verstelleinrichtungun führen keine Korrekturbewegungen aus. Die Pendelamplitude ist so groß, daß der 2. Umkehrpunkt genau an der Stelle liegt, an welcher der Sensor die Werkstückkante abgetastet hat. Als Sensor findet vorzugsweise ein taktiier Einkoordinatensensor Anwendung. Bei Berührung mit der Werkstückkante wird die relative ' Abweichung von Soll- und Imposition elektronisch umgesetzt. Beispielsweise läßt sich die Wegumsetzung über eine optische Signalwandlung realisieren, wenn die aktiven Elemente des optischen Sensors gegeneinander bewegt werden. Dazu wird ein Element starr über einen Halter mit dem Brenner verbunden, während das 2. Element in einem Rohr untergebracht wird, das als Tastelement wirkt.The device performs the following functions: The oscillating device, in conjunction with an adjusting unit, moves the welding head on a meandering or sawtooth path. At the welding head, a sensor system is rigidly fixed, in such a way that the sensor is normally inoperative and only at the inner reversal points of the pendulum movement is able to scan the workpiece edge. Due to the pendulum control, the sensor is activated during the short holding phase and its output signal, which corresponds to the instantaneous position of the workpiece edge relative to the position of the welding head, is fed via a suitable sensor control to the adjusting unit of the welding system or the shuttle. After leaving the reversal point, as the welding head moves toward the edge of the workpiece, the sensor is inactive, the adjusting devices do not carry out corrective movements. The pendulum amplitude is so large that the 2nd reversal point is exactly at the point at which the sensor has scanned the workpiece edge. As a sensor is preferably a tacti Einkoordinatensensor application. When touching the edge of the workpiece, the relative deviation of the setpoint and the position is converted electronically. For example, the path conversion via an optical signal conversion can be realized when the active elements of the optical sensor are moved against each other. For this purpose, an element is rigidly connected via a holder to the burner, while the second element is housed in a tube which acts as a probe element.
Gegenüber den bekannten Systemen hat diese Lösung den Vorteil, daß sich die Randzonen von toleranzbehafteten Bauteilen automatisch und lagerichtig aufschweißen lassen. Mit geringem technischem Aufwand läßt sich ein taktiier Einkoordinatonsensor aufbauen, der den extremen Bedingungen beim Schweißbetrieb gerecht wird. Insbesondere ist die thermische Belastung auf den taktilen Sensor durch die vergleichsweise kurze Kontaktzeit gering.Compared to the known systems, this solution has the advantage that the margins of tolerance-sensitive components can be welded automatically and in the correct position. With little technical effort, a tactical single-coordinate sensor can be built that meets the extreme conditions of welding operations. In particular, the thermal load on the tactile sensor is low due to the comparatively short contact time.
Das Wesen der Erfindung soll anhand eines Beispieles beschrieben werden. Die Figur 1 zeigt die räumliche Anordnung des Sensors am Werkstück 2. Eine lineare Pendeleinrichtung 9 sorgt für die Bewegung des Schweißbrenners 1 zusammen mit der Vorschubeinrichtung auf einer mäander- oder sägezahnförmigen Bahn über das Werkstück 2. Durch den Schweißprozeß wird somit sine flächenhafte Auftragsschweißung 3 möglich. Am Schweißbrenner 1 ist ein Halter 4 befestigt. Er ist manuell verstellbar und gestattet die Voreinstellung des taktilen Sensors zur Anpassung an die Pendelbreite. Dor taktile Sensor besteht aus einem drehbar gelagerten Rohr 5, das bei Bedarf doppelwandig und damit kühlbar ist. Dieses Rohr 5 enthält ein Element eines optischen Wandlersystems, beispielsweise eine Lichtquelle 6. Ihr gegenüber, optisch über das Rohr S gekoppelt, befindet sich starr im Halter 4 ein zweites Element eines optischen Wandlersystems, beispielsweise ein Empfänger 7. Am Rohr 5 ist ein Schutzblech 8 befestigt, das bei Auslenkung des Rohres 5 durch Berührung mit dem Werkstück 2 den Empfänger 7 vor Verschmutzung schützt.The essence of the invention will be described by way of example. 1 shows the spatial arrangement of the sensor on the workpiece 2. A linear pendulum device 9 provides for the movement of the welding torch 1 together with the feed device on a meandering or sawtooth path over the workpiece 2. The planarization weld 3 thus becomes possible by the welding process , At the welding torch 1, a holder 4 is attached. It is manually adjustable and allows the presetting of the tactile sensor to adapt to the pendulum width. Dor tactile sensor consists of a rotatably mounted tube 5, which is double-walled if necessary and thus coolable. This tube 5 contains an element of an optical transducer system, for example a light source 6. Opposite it, optically coupled via the tube S, there is rigidly in the holder 4 a second element of an optical transducer system, for example a receiver 7. On the tube 5 is an apron 8 attached, which protects the receiver 7 from contamination by deflection of the tube 5 by contact with the workpiece 2.
Die geometrische Ausrichtung des Halters 4 ist so gestaltet, daß das Rohr 5 in der gezeichneten Position des Schweißbrenners 1 am werkstück inneren Umkehrpunkt der Pendelbewegung bei Übereinstimmung von Soll- und Istposition um einen kleineren Betrag, der etwa dem halben Rohrdurchmesser entspricht, ausgelenkt wird. Bei Lageabweichungen ist die Auslenkung größer oder kleiner als dieser Nennzustand. Über das aus der Lichtquelle 6 und Empfänger 7 realisierte Lichtschrankensystem wirdThe geometric orientation of the holder 4 is designed so that the tube 5 is deflected in the drawn position of the welding torch 1 at the workpiece inner reversal point of the pendulum movement in accordance of desired and actual position by a smaller amount, which corresponds approximately to half the pipe diameter. In case of position deviations, the deflection is greater or less than this nominal state. About the realized from the light source 6 and receiver 7 light barrier system is
diese Auslenkung in ein elektrisches Analogsignal umgesetzt. Während der Haltezeit am werkstückinneren Umkehrpunkt wird dieses elektrische Analogsignal zur Korrektur der Pendelbewegung durch mechanische Verschiebung des gesamten Schweißkopfes mittels Verstelleinheit 10 odor der Umkehrpunkte der Pendelbewegung genutzt. Während der Haltezeit wird damit eine kurzzeitige sensorgestützte Lageregelung des Schweißkopfes realisiert. Sobald der werkstückinnere Umkehrpunkt verlassen wird, ist die Lageregelung unwirksam. Zur Durchschaltung des Sensorsignals auf den Lagereoelkreis wird ein Ausgangssignal der Pendelsteuerung genutzt. Während des Pendelzyklus zwischen zwei Korrekturphasen wird das Rohr 5 durch die Wirkung der Schwerkraft am Anschlag gehalten und schützt Empfänger 7 vor Verschmutzung.this deflection converted into an electrical analog signal. During the hold time at the workpiece internal reversal point of this electrical analog signal is used to correct the pendulum motion by mechanical displacement of the entire welding head by means of adjusting 10 odor the reversal points of the pendulum motion. During the holding time, a short-term sensor-supported position control of the welding head is thus realized. As soon as the workpiece internal reversing point is left, the position control is ineffective. For switching the sensor signal on the Lagereoelkreis an output signal of the pendulum control is used. During the pendulum cycle between two correction phases, the tube 5 is held by the action of gravity at the stop and protects receiver 7 from contamination.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31690888A DD273020A1 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | DEVICE FOR FLAT-WICKED WELDING ON EDGE ZONES OF COMPONENTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31690888A DD273020A1 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | DEVICE FOR FLAT-WICKED WELDING ON EDGE ZONES OF COMPONENTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD273020A1 true DD273020A1 (en) | 1989-11-01 |
Family
ID=5600146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD31690888A DD273020A1 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | DEVICE FOR FLAT-WICKED WELDING ON EDGE ZONES OF COMPONENTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD273020A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992018283A1 (en) * | 1991-04-18 | 1992-10-29 | George William Browne | Overlaying of plates |
-
1988
- 1988-06-20 DD DD31690888A patent/DD273020A1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1992018283A1 (en) * | 1991-04-18 | 1992-10-29 | George William Browne | Overlaying of plates |
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