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Automatische Schweißvorrichtung Prioritäten: 14. Mai 1974; Japan;
Nr. 54131/1974; 6. Juni 1974; Japan; Nr. 64672/1974; Die i.rfindung betrifft eine
automatische Schweißvorrichtung, bei der die Führung des Schweißpunkts nach Maßgabe
von vorher eingegebenen Daten automatisch durchgeführt wird.
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beim Schweißen eines Werkstücks, das eine komplizierte dreidimensionale
Form hat, ist es gegenüber dem Schweißen einer ebenen und einfachen Struktur im
allgemeinen erforderlich, da die Anzahl der ßewegungsfreiheitsgrade der automatischen
Schwei.3vorrichtung erhöht wird. Jedoch ist die übliche automaische Schweißvorrichtung
so ausgebildet, daß z. B. die WerksbacIchalterung fest angeordnet ist, während die
Lage der Schweißbrennerhalterung in beweglicher Weise gesteuert wird, d. h. der
überwiegende Teil der Freiheitsgrade ist nur einer der Halterungen zugeordnet. Daraus
ergeben sich die folgenden Nachteile:
1) Wenn alle notwendigen Freiheitsgrade
der Halterung des Schweißbrenners zugeteilt worden sind, kann die ungünstigste Schweißbedingung,
nämlich der aufwärts gerichtete Schweißvorgang, nicht vermieden werden.
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2) Die mechanische Struktur, die für diejenige Halterung erforderlich
ist, der alle notwendigen Freiheitsgrade zugeordnet worden sind, wird äußerst kompliziert.
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3) Bei einer Schweißvorrichtung, die die räumlichen Lagen nach Maßgabe
von Zylinderkoordinaten oder Polarkoordinaten steuert, wird die Programmierung sehr
schwierig, besonders bei der Steuerung eines sog. PTP-Systems (Point To Point),
da eine Schweißnaht des Werkstü.cks sich im allgemeinen in drei Richtungen, nämlich
längs, seitlich und vertikal, erstreckt. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten muß
ferner eine Interpolationseinrichtung in der Steuervorrichurig vorgesehen werden,
so daß sich eine komplizierte Steuervorrichtung ergibt.
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Andererseits läßt sich die bisher zur Lage steuerung verwendete Steuervorrichtung
im wesentlichen als PTP-Typ (Point To Point) oder als CP-Typ (Continuous Path) klassifizieren.
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Die Lagesteuervorrichtung vom PTP-Typ weist eine einfache Konstruktion
und geringe Kosten auf; ihre Arbeitsweise ist jedoch nicht kontinuierlich, während
die Lagesteuervorrichtung vom CP-Typ in der Arbeitsweise kontinuierlich ist, jedoch
eine komplizierte Konstruktion hat und in der Bedienung schwierig und unpraktisch
ist. Bei der Steuerung der Bewegung des Schweißbrenners stoppt z. B. der Schweißbrenner
bei Verwendung der üblichen PTP-Steuervorrichtung an jedem der vorgeschriebenen
Punkte. Wenn daher die Anzahl der vorgeschriebenen Punkte erhöht wird, um die Steuerung
einer Kurve möglichst weit anzunähern, erhöht sich die Anzahl der Stopppunkte, was
die Güte der Schweißung verschlechtert. Es ist
daher erwünscht,
daß die Lagesteuervorrichtung vom PTP-Typ verbessert wird in Richtung auf eine kontinuierlichere
Arbeitsweise.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine automatische Schweißvorrichtung
zu schaffen, die in der mechanischen Konstruktion und hinsichtlich der Steuervorrichtung
vereinfacht ist, wobei die notwendigen Freiheitsgrade der Bewegung zwischen der
Halterung für das Werkstück und der Halterung für den Brenner so aufgeteilt sind,
daß die relative Lage von Werkstück und Brenner so gesteuert wird, daß der Schweißvorgang
in einer Stellung von Werkstück und Brenner durchführbar ist, die bessere Schweißbedingungen
schafft. Ein weiteres Ziel besteht darin, bei einer automatischen Schweißvorrichtung
mit einer Lagesteuervorrichtung vom PTP-Typ es zu ermöglichen, daß die Lage des
zu steuernden Gegenstands kontinuierlich gesteuert wird.
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Gemäß der Erfindung ist die Halterung für das Werkstück um eine Horizontaiahse
drehbar, während die Halterung für den Brenner um eine Drehachse drehbar ist. Die
relativen Lagen der Halterung für das Werkstück und der Halterung für den Brenner
sind ferner in den drei Raumdimensionen bewegbar in der Weise, daß die Drehbewegung
und die Positionierungsbewegung und deren Geschwindigkeiten steuerbar sind.
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Z. B. sind die erforderlichen Bewegungsfreiheitsgrade so aufgeteilt,
daß die Lagen der Brenner- und der Werkstückhalterung so gesteuert werden, daß die
Brennerhalterung von einem Arm getragen wird, der in Längsrichtung, in seitlicher
und in vertikaler Richtung bewegbar ist und um eine Vertikalachse drehbar ist, während
die Werkstückhalterung um eine Horizontalachse drehbar ist, die in derselben Richtung
verläuft wie die zuvor genannte Längsrichtung oder seitliche Richtung. Der
Schweißvorgang
kann daher auch beim Schweißen eines Werkstücks mit komplizierter Form in einer
günstigeren gegenseitigen Lage von Werkstück und Brenner durchgeführt werden, wie
etwa ein nach unten gerichteter Schweißvorgang. Der mechanische Aufbau der Schweißvorrichtung
und der Steuervorrichtung ist ebenfalls vereinfacht. Ferner können größere Werkstücke
bearbeitet werden.
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Die Erfindung hat auch eine Lagesteuervorrichtung zur Steuerung der
Lage des Werkstücks zum Gegenstand; dabei wird ein Servosystem dadurch gesteuert,
daß ein Lagebefehl von einer Programmiereinheit, etwa einem Lochstreifen und dessen
Antriebseinheit, über ein Schiebe- und ein Pufferregister abgegeben wird. Die Lagesteuervorrichtung
schaltet die Programmiereinheit mittels eines Signals von einem Nullsignalgenerator
weiter, der so angeordnet ist, daß er ein Signal erzeugt, wenn der Ausgang eines
Servoverstcsrkers des Servosystems nahe an Null herangekommen ist. Der Lagebefehl
wird in das Schieberegister eingespeichert, und dabei wird der vorher in das Schieberegister
eingespeicherte Lagebefehl durch ein Speichersignal in das Pufferregister eingespeichert
und an das Servosystem abgegeben.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1A eine Perspektivansicht einer automatischen Schweißvorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 1B eine Perspektivansicht, die zeigt,
wie ein Werkstück an der Werkstückhalterung gesichert wird;
Fig.
2 eine vergrößerte Ansicht des Schweißbrenners und des Arms der Vorrichtung nach
Fig. 1; Fig. 3 eine Perspektivansicht einer automatischen Schweißvorrichtung gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel; Fig. 4 eine Perspektivansicht, die zeigt, wie
ein Werkstück an der Werkstückhalterung gesichert wird; Fig. 5 einen Schnitt V-V
nach Fig. 4; Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Brenners zum MIG-Schweißen, der
im Handel erhältlich ist; Fig. 7 einen Schnitt, der zeigt, wie ein Adapter gemäß
einem Ausführungsbeispiel mit dem Endteil des Brenners in Eingriff gebracht wird;
Fig. 8 einen Schnitt, der zeigt, wie ein Adapter eines anderen Ausfzihrungsbeispiels
mit dem Brennerendteil in Eingriff gebracht wird; Fig. 9 ein Blockschaltbild, das
eine numerische Steuereinheit zeigt, die als Grundlage für die Lagesteuervorrichtung
gemäß einem Ausführungsbeispiel dient; Fig. 10 ein Blockschaltbild, das die Momentanlage-Steuervorrichtung
zeigt, die als Basis für die Lagesteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dient;
Fig. 11 ein Blockschaltbild, das die Lagesteuervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform
zeigt; Fig. 12 ein Zeitdiagramm eines üblichen Systems; Fig. 13 ein Zeitdiagramm
des Systems nach Fig. 11; Fig. 14 ein Blockschaltbild einer numerischen Steuereinheit
ähnlich der nach Fig. 9, jedoch dieser gegenüber verbessert;
Fig.
15 eine Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, das gegenüber dem
nach Fig. 3 verbessert ist.
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Fig. 1A ist eine vollständige Perspektivansicht einer automatischen
Schweivorrichtun gemaß detil ersten Ausführungsbeispiel, während Fig. lß eine Perspektivansicht
ist, die zeigt, wie ein Werkstück an der Werkstückhaiterung gesichert wird. Die
automatische Schweißvorrichtung ist so aufgebaut, daß die Halterung des Werkstücks
G sich in der Richtung Y vor und zurück sowie in einer seitlichen Richtung X bewegen
kann und sich um eine Horizontalachse H drehen kann und die Halterung für den Brenner
TC sich in einer Vertikalrichtung Z bewegen und sich um eine Vertikalachse L drehen
kann. Ferner ist eine Steuervorrichtung 19 vorgesehen, die zur automatischen Steuerung
der Bewegungen und Drehwinkelstellungen des Werkstücks G und des Brenners TC dient.
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Die Schweißvorrichtung wird im folgenden eingehend erläutert.
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Eine Grundplatte 11 und ein erster Rahmenteil 12 sind in einer ebenen
L-förmigen Anordnung fest angebracht. Ein Schlitten 13, der sich in der seitlichen
X-Richtung bewegen kann, ist auf dem Rahmenteil 12 gesichert. Als Antrieb für den
Schlitten 13 ist ein eine Bremse aufweisender Motor (nicht gezeigt) vorgesehen,
der bei dem Ausführungsbeispiel mit einem bekannten Untersetzungsgetriebe versehen
ist. Zur Kraftübertragung dient eine sog. Kugelschraube, bestehend aus einer Kugelmutter
und einem Schraubbolzen (nicht gezeigt).
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Ein zweiter Rahmenteil 14, der in der Hin- und Zurückrichtung Y bewegbar
ist, ist oben auf dem Schlitten 13 gesichert. Als Antrieb für den Rahmenteil 14
ist ebenfalls ein nicht gezeigter Motor mit einer Bremse und einem bekannten Untersetzungsgetriebe
vorgesehen sowie eine sog. Kugelschraube.
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Eine Halterung 15 für das Werkstück G ist an der Vorderseite des Rahmenteils
14 angeordnet und ist um die Horizontalachse H drehbar, die in derselben Richtung
wie die Richtung verläuft, wie das durch den Drehwinkel g in der Zeichnung gezeigt
ist. Als Antrieb für die Halterung 15 ist ebenfalls ein nicht gezeigter Motor mit
einer Bremse und einem bekannten Untersetzungsgetriebe ähnlich dem vorher erwähnten
vorgesehen. Die Horizontalachse H ist auch so wahlbar, da3 sie in derselben Richtung
wie die X-Richtung verläuft.
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in dritter Rahmenteil 16 verläuft senkrecht von der Grundplatte 11
nach oben, und zwar an einer Stelle, die von der Stelle, an der der Rahmenteil 12
an der Grundplatte 11 gesichert ist, am weitesten entfernt ist. Ein Arm 17 erstreckt
sich in der Vor- und Zurückrichtung und kann in Vertikalrichtung bewegt werden,
die in der Zeichnung durch Z bezeichnet ist, und ist am Rahmenteil 16 gesichert.
Als Antrieb für den Arm 17 ist ebenfalls ein nicht gezeigter Motor mit einer Bremse
und einem bekannten Untersetzungsgetriebe und einer sog. Kugelschraube vorgesehen.
Eine Halterung 18 fir den Brenner TC, die um die Vertikalachse L in der in der Zeichnung
mit / bezeichneten Richtung drehbar ist, ist am Vorderende des Arms 17 gesichert.
Als Antrieb für die Halterung 18 ist wiederum ein nicht gezeigter Motor-mit einer
Bremse und einem bekannten Untersetzungsgetriebe vorgesehen.
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Die Stelle, an der der Brenner TC angeordnet ist, ist so gewählt,
daß der Schweißpunkt PT, der sich auf einer von der Mittenlinie des Brenners TC
ausgehenden Linie befindet, mit der Vertikalachse L in Übereinstimmung bringbar
ist, wie das im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist. Ferner wird der Befestigungswinkel
für den Brenner TC nach Maßgabe der Art des durchzuführenden Schweißvorgangs, wie
Stumpf-,Hohlk ehlschweißen usw., oder der Form des Werkstücks G usw. geeignet gewählt.
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Die Steuervorrichtung 19 steuert automatisch die vor- oder zurückgerichteten
Umdrehungen jedes der Antriebsmotoren, den Stromfluß des Schweißbrenners usw. gemäß
einem eingegebenen Programm und ferner die relativen Lagen der Halterung 15 des
Werkstücks G und der Halterung 18 des Brenners TC, so daß der Schweißpunkt PT entlang
der Schweißnaht des Werkstücks G liegt und das automatische Schweißen somit in der
für den Schweißvorgang günstigsten Stellung des Werkstücks und des Brenners erfolgt.
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Beim automatischen Schweißen des Werkstücks G muß lediglich so vorgegangen
werden, daß eine Programmierung so vorgenommen wird, daß der Schweißpunkt PT entlang
einer Schweißlinie des Werkstücks G liegt und der Winkel des Brenners TC während
des Schweißvorgangs die günstigste Stellung ermöglicht und dann die Steuervorrichtung
19 in Gang gesetzt wird. Dann werden die Halterungen 15 und 17 nach Maßgabe des
eingegebenen Programms bewegt, und dabei wird der automatische Schweißvorgang am
Werkstück G durchgeführt.
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Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Schweißpunkt PT auf einer die
Mittenlinie des Brenners TC fortsetzenden Linie sowie auf der Vertikalachse L liegt,
bleibt die Lage des Schweißpunkts gegenüber Drehungen der Halterung 18 in -Richtung
konstant. Daher kann die Stellung des Brenners TC nach Belieben geändert werden,
und zwar bezüglich dess elben Schweißpunkts P auf dem Werkstück, indem lediglich
die Halterung 18 gedreht wird, was die Programmierung der Steuervorrichtung 19 vereinfacht.
Da ferner der Rahmenteil 16 außerhalb des Bewegungsbereichs des Rahmenteils 14 liegt,
gelangt der Rahmenteil 16 nicht in Überlappung mit dem Werkstück G, und zwar selbst
dann nicht, wenn die Ausdehnung des Werkstücks G in Y-Richtung beträchtlich größer
ist, und zwar unabhängig von der Bewegung des Rahmenteils 14 in X-Richtung,
was
einen befriedigenden Betrieb ermöglicht. Ferner ergibt sich keine gegenseitig störende
Beeinflussung des Rahmenteils 16 mit der Befestigung des Werkstücks G an der Halterung
15.
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Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel einer automatischen Schweißvorrichtung
mit fünf Freiheitsgraden erläutert. Es können jedoch z. B. für die Brennerhalterung
18 insgesamt drei Freiheitsgrade vorgesehen werden, indem man einen Freiheitsgrad
hinzufügt, der es gestattet, den nach unten gerichteten Befestigungswinkel des Brenners
TC nach Belieben zu verändern. Bei jedem der Antriebsmotoren kann es sich um eine
Hydraulikeinheit od. dgl. handeln. Schließlich kann es sich bei dem Brenner TC um
einen Brenner für einen MIG-Schweißvorgang oder um einen Brenner für einen TIG-Schweißvorgang
handeln.
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Die automatische Steuerung des Brenners TC bei der hier gegebenen
Beschreibung kann unter Verwendung einer Lagesteuervorrichtung, die im einzelnen
noch unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert wird, kontinuierlich erfolgen.
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Fig. 3 ist eine vollständige Perspektivansicht einer automatischen
Schweißvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. Für dieses Ausführungsbeispiel
ist charakteristisch, daß die Brennerhalterung 35 in der Vor- und Zurückrichtung
Y, in einer seitlichen Richtung X und in der Vertikalrichtung Z bewegbar und um
die Vertikalachse L drehbar ist. Gemäß Fig. 3 ist ein beweglicher Teil 32 in der
Vor- und Zurückrichtung Y entlang einer Führung 31 bewegbar, die sich in Horizontalrichtung
erstreckt. Der bewegliche Teil 32 wird von einem für sich bekannten Antriebsmotor
angetrieben. Eine bewegbare Säule 33 wird von dem bewegbaren Teil 32 getragen und
ist in Vertikalrichtung Z bewegbar. Die Säule 33 wird ebenfalls von einem für sich
bekannten Motor getrieben, der nicht gezeigt
ist Der Hub der Säule
33 ist so gewählt, daß er die Hälfte der Höhe der Führung 31 oder weniger beträgt.
Lin Arm 34, der in der seitlichen X-Richtung bewegbar ist, ist vom unteren Ende
der Säule 33 getragen und von einem für sich bekannten Rotor (nicht gezeigt) getrieben.
Die Brennerhalterung 35 ist vom Vorderende des Arms 34 getragen und ist um eine
Vertikalachse L in -Richtung drehbar. Ein Brenner TC, der angebracht wird, nachdem
sein Befestigungswinkel vorherbestimmt und eingestellt wurde, ist in der Halterung
35 gesichert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die einstellbare Lage des Brenners
so bestimmt, daß die Lage des Schweißpunkts des Brenners TC auf der Vertikalachse
L lokalisiert werden kann, oder der Befestigungswinkel wird entsprechend dem Aufbau
des Werkstücks geeignet gewählt.
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Die Werkstückhalterungen 61 und 62 sind einander gegenüberliegend
unterhalb der Führung 31 gesichert und in der @-Richtung um die gemeinsame
Horizontalachse H drehbar, die in Y-Richtung liegt. Bei dieser Ausführungsform sind
auf den Halterungsscheiben 61 und 62 vier langgestreckte Löcher 61a bzw.
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62a ausgebildet. Die Halterung 61 ist fest auf einer Grundplatte 31a
gesichert, die mit der Führung 31 einstückig ist, und wird von einem nicht gezeigten
Motor getrieben. Die Halterung 62 ist in Richtung der Horizontalachse H verschiebbar
auf der Grundplatte 31a gesichert und um die Achse H drehbar.
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Alternativ können auch die Halterungen 61 und 62 um eine Horizontalachse
drehbar sein, die in X-Richtung verläuft.
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Eine Einheit 38 ist dazu vorgesehen, das Gewicht der Säule 33, des
Arms 34, der Halterung 35 und des Brenners TC auszugleichen. Die Einheit 38 besteht
aus einer Rolle 38a, die im unteren Teil der Säule 33 um die Horizontalachse drehbar
angeordnet ist, aus Rollen 38b und 38c, die im bewegbaren Teil 32 um die Horizontalachse
drehbar angeordnet sind, aus Rollen
38d und 38e, die im bewegbaren
Teil 32 um die Vertikalachse drehbar angeordnet sind, aus einer Rolle 38f, die im
oberen Teil des einen Endes der Führung 31 um die Horizonilachse drehbar angeordnet
ist, aus einem Draht 38g und einem Gewicht 38h. Der Draht 38g ist mit seinem einen
Ende am anderen Ende der Führung 31 gesichert, d. h. an dem der Rolle 38f entgegengesetzten
Ende, und ist um die Rollen 38d, 38b, 30a, 38c, 33e und 38f geführt und trägt an
seinem anderen nde das Gewicht 38h. Rr Wert des Gewichts 38h ist so bemessen, daß
er die Hälfte des Gesamtgewichts der Säule 33, des Arms 34, der Halterung 35 und
des dafür bestimmten Antriebsmotors und des Brenners TC beträgt.
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Fig. 4 ist eine Perspektivansicht, die zeigt, wie das Werkstück G
mit der Werkstückhalterung in Eingriff gelangt. Fig.
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5 ist ein Querschnitt V-V nach Fig. 4. Das Werkstück G hat Schweißlinien
Wi, W2, ... W10, ...
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Die Arbeitsweise wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 3-5 erläutert.
Zunächst wird das Werkstück G an den Halterungen 61 und 62 gesichert unter Verwendung
von mit diesen verbundenen (nicht gezeigten) Einspannvorrichtungen, und auch der
Brenner TC wird an der Halterung 35 so gesichert, daß die Lage des Schweißpunkts
mit der Vertikalachse L zusarnmenbringbar ist und der Brenner sich unter einem geeigneten
Neigungswinkel befindet.
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Die Programmierung wird mittels der Steuervorrichtung 37 durchgeführt,
wobei die Lage des Schweißpunkts sich entlang der Schweißlinien W1, ..., W10, ...
des Werkstücks G bewegen kann unter Einhaltung einer für den Schweißvorgang günstigen
Stellung des Werkstücks und des Brenners in bezug aufeinander.
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Zunächst wird das Werkstück G in einer solchen Stellung geschweißt,
daß dabei die Schweißlinien W1, W2 und W3, W4 mit Abwärtsführung geschweißt werden.
Dann werden die Halterungen 61 und 62 gemäß Fig. 5 um 900 nach rechts gedreht, bis
die Schweißlinien W5, W6 und W7, W8 mit den in Fig. 4 und 5 gezeigten Stellungen
der Schweißlinien W1, W2 und W3, W4 übereinstimmen. Daraufhin wird ein Schweißvorgang
durchgeführt, wobei die Schweißlinien W5, ..., W8 ebenso wie vorher im Sinne einer
Schweißung mit Abwärtsführung positioniert sind. Ebenso werden die Schweißlinien
W9, ..., W12 geschweißt, wonach dann die Schweißlinien W13, ..., W16 im Sinne einer
Abwärtsführung positioniert werden, wobei die Halterungen 61 und 62 jedesmal um
900 nach rechts gedreht werden. Um dann die entlang einem Kreisbogen angeordneten
Schweißlinien W17, ..., W20 zu schweißen, kann die Schweißung mit Abwärtsführung
nur dann durchgeführt werden, wenn die Halterungen 61 und 62 gedreht werden, während
die drehwinkelmäßige Stellung des Brenners TC geändert wird.
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Da bei dem Ausführungsbeispiel die Lage des Schweißpunkts des Brenners
TC auf der Vertikalachse L liegt, ändert sich die Lage des Schweißpunkts nicht gegenüber
Drehungen der Halterung 35, was zur Folge hat, daß das Programm vereinfacht wird.
Da ferner die Halterung 62 in Richtung der Horizontalachse H verschiebbar und in
@-Richtung drehbar ist, kann eine durch das Schweißen verursachte Streckung
oder Torsion des Werkstücks aufgefangen werden,und die Halterung 61 und dren Antrieb
ist daher nicht in ungünstiger Weise beeinflußbar. Da ferner die Säule 33 durch
die Ausgleichseinheit 38 ausgeglichen ist, wird auf den Antrieb der Säule 33 keine
große Belastung ausgeübt, auch wenn diese nach oben bewegt wird, d h. auf dem Antrieb
der Säule 33 ruht dabei dieselbe Last, wie wenn die Säule 33 nach unten bewegt wird.
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Vorstehend wurde der Schweißvorgang unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel
der Fig. 3 erläutert. Im wesentlichen der gleiche Schweißvorgang wird jedoch auch
bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durchgeführt, und zwar im wesentlichen mit
dem gleichen Ergebnis, wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist.
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Fig. 6 ist ein im Handel erhältlicher Brenner zum MIG-Schweißen. Fig.
7 ist ein Querschnitt, der zeigt, wie ein Adapter gemäß einer ersten Ausführungsform
an das Brennervorderende angesetzt wird. Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die
zeigt, wie ein Adapter gemäß einer zweiten Ausführungsform an das Brennervorderende
angesetzt wird.
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Bei der hier erläuterten automatischen Schweißvorrichtung wird die
Programmierung so durchgeführt, daß der Schweißpunkt PT, der auf einer die Mittenlinie
des Brenners TC verlangernden Linie liegt, mit den Schweißlinien des zu schweißenden
Werkstücks in utbereinstimmung gelangen kann. In diesem Fall wird bei dem in Fig.
6 gezeigten Brenner zum MIG-Schweißen ein Füllmetallstück 113 aus dem Brenner in
eine Stellung vorgeschoben, in der sein Vorderende den Schweißpunkt PT anzeigt.
Im Fall des Brenners zum TIG-Schweißen wird z. B. eine Nadel, deren Vorderende auf
den Schweißpunkt weist, mit dem Brennervorderende in Eingriff gebracht. In beiden
Fällen ist es notwendig, daß das Vorderende des Füllmetallstücks oder der Nadel,
d. h. der Schweißpunkt, entlang der Schweißlinie des Werkstücks liegt, wobei die
Brennerlage durch manuelle Betätigung der Steuerschalter der Steuervorrichtung entsprechend
eingestellt wird; bei diesen Steuerschaltern zum Einstellen der Lage des Brenners
handelt es sich z. B. um Schalter zum Steuern der Lage in Vor- und Zurückrichtung,
in Seitenrichtung, in Vertikalrichtung, in Drehrichtung usw. Bei Durchführung des
Schweißvorgangs kann es sich jedoch ergeben, daß der Brenner fälschlicherweise in
eine
nicht vorgesehene Lage bewegt wird, wie etwa durch das falsche Eindrücken eines
der Steuerschalter oder durch ein zu langes Eindrücken dedselben usw. Das Füllmetallstück
oder die Nadel oder der Brenner selbst können das Werkstück berühren, wobei das
Füllmetallstück oder die Nadel verbogen oder beschädigt werden, und der Brenner
selbst kann seine Lage ändern oder beschädigt werden. Dies wurde dazu führen, daß
das den Schweißpunkt anzeigende Vorderende des Füllmetallstücks oder der Nadel in
bezug auf seine Lage verdndert wird oder die Information über diese Lage verlorengeht,
so daß es sinnlos wird, den Betrieb fortzusetzen. In einer solchen Situation ist
es erforderlich, das Programm von vorn zu beginnen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten
ist gemäß Fig. 7 und 8 der Brenner TC mit einem Adapter versehen.
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Der Adapter besteht aus einer Nadel, deren Vorderende den Schweißpunkt
PT anzeigt, und aus einem die Nadel tragenden elastischen Tragteil und kann vom
Vorderende des Brenners entfernt werden. Vor einer eingehenden Beschreibung eines
solchen Adapters wird der zum MIG-Schweißen dienende in Fig.
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6 gezeigte Brenner, der im Handel erhältlich ist, in seinen Grundzügen
erläutert. Der Brennerhohlköiper 110 wird außen von Isolierstoff 111 umgeben. Eine
ohlspitze 112 ist konzentrisch mit dem Vorderende des Hohlkörpers 110 und von diesem
lösbar. Das Füllmetallstück 113 ist in das Innere des Hohlkörpers 110 und in das
Innere der Hohlspitze 112 eingesetzt. Ein Mundstück 114 ist lösbar an das Vorderende
des Hohlkörpers 110 und an dessen Außenfläche angesetzt. Eine zylindrische Düse
115 ist so ausgebildet, daß sie vom Vorderende der Isolierhülse 111 gelöst werden
kann, und umgibt die Hohlspitze 112 und das Mundstück 114.
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Der Schweißpunkt PT auf der die Mittenlinie des Brenners TC fortsetzenden
Linie befindet sich in einer bestimmten Lage am Vorderende des Füllmetallstücks
113, nämlich in einem Abstand
LH vom Vorderende der Düse 115.
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Der vom Vorderende des Brenners TC lösbare Adapter wird jetzt unter
Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 erläutert. Gemäß Fig. 7 ist der Adapter 120 lösbar am
Vorderende der Isolierhülse 111 des Brenners TC gesichert. Ein Gewinde 121' gestattet
eine lösbare Sicherung der Halterung 121 am Vorderende der Isolierhülse 111. Ein
elastischer Tragteil 122, der vorzugsweise aus einem Gummischlauchstück besteht,
ist mit seinem Basisende außen an das Vorderende der Halterung 121 mit einem Haltering
123 angesetzt. Eine Nadel 124 ist innerhalb des Vorderendes des elastischen Tragteils
122 von einem Haltering 125 gehalten. Der Adapter 120 ist so ausgebildet, daß er
mit dem Schweißpunkt PT dann zusammenfällt, wenn er sich in Eingriff mit der Isolierhülse
111 befindet.
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Der elastische Tragteil 122 kann, da er nur das Gewicht der Nadel
124 zu tragen hat, unabhängig von der Lage des Brenners nicht verbogen oder beschädigt
werden. Der Außendurchrnesser des Vorderendes 123' des elastischen Tragteils ist
so gewillt, daß er gleich dem Außendurchmesser des Vorderendes der Düse ist, und
der Abstand zwischen dem Vorderende des elastischen Tragteils 122 und dem Schweißpunkt
PT am Vorderende der Nadel 124 ist so gewählt, daß er gleich dem Abstand LH zwischen
dem Vorderende der Düse 115 und dem Schweißpunkt PT am Vorderende des Füllmetallstücks
113 ist.
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Gemäß Fig. 8 ist der Adapter 130 lösbar am Vorderende der Isolierhülse
111 des Brenners TC gesichert. Ein Gewinde 131' gestattet es, die Halterung 131
vom Vorderende der Isolierhülse 111 zu lösen. Der elastische Tragteil 132, der bei
dieser Ausführungsform aus einer Spiralfeder besteht, ist mit seinem Basisende an
die Außenfläche des Vorderendes der Halterung 131 angesetzt. Eine Nadel 132" ist
als Fortsatz
des elastischen Tragteils 132 ausgebildet. Das Vorderende
der Nadel 132" ist so angeordnet, daß es mit dem Schweißpunkt PT übereinstimmt,
wenn der Adapter 130 an die Isolierhülse 111 angesetzt ist. Das Basisende des elastischen
Tragteils 132 ist nicht kompressibel, wobei die Abmessung dieses nichtkompressiblen
Teils so gewählt ist, daß sie auf jeden Fall größer als die Abmessung des an der
Halterung 131 anhaftenden Teils ist.
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Der elastische Tragteil 132 kann aufgrund seines Eigengewichts nicht
verbogen werden, unabhängig von der Lage des Brenners TC, wie das analog bei dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 7 erörtert wurde. Der Außendurchmesser des Vorderendes
132' der Spiralfeder ist so gewählt, daß er gleich dem Außendurchmesser des Vorderendes
115 der Düse ist. Der Abstand zwischen dem Vorderende des elastischen Tragteils
i32 und dem Schweißpunkt PT am Vorderende der Nadel 132 ist gleich dem Abstand LH
gewählt.
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Beim Programmieren für ein bestimmtes in der erläuterten Anordnung
zu schweißendes Werkstück werden zunächst das Füllmetallstück 113, die Düse 115,
das Mundstück 114 und die Spitze 112 entfernt, und der Adapter 120 oder 130 wird
mit der Isolierhülse 111 durch das Gewinde 121' bzw. 131' in Fig. 7 bzw. 8 in Eingriff
gebracht. Dann muß das den Schweißpunkt PT anzeigende Vorderende der Nadel 124 oder
132 mit der Schweißlinie des Werkstücks übereinstimmen und entlang dieser liegen
bei der gewählten Stellung des Brenners TC in bezug auf das Werkstück, wenn die
Steuerschalter der Steuervorrichtung (nicht gezeigt) manuell betätigt werden.
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Dabei können die Nadel 124 oder 132 oder der elastische Tragteil 122
oder 132 aufgrund ihrer Elastizität (Biegung und Kompression) nicht bleibend verbogen
oder beschädigt werden, auch wenn der Außenrand des Vorderendes 122' oder
132'
der Nadel 124 bzw. 132" oder der elastische Tragteil 122 bzw. 132 auf das Werkstück
in unerwünschter Weise auftrifft. ein Auftreffen des Außenrandes des Vorderendes
122' oder 132' des elastischen Tragteils auf das Werkstück bedeutet auch dann, wenn
die Stellung des Brenners TC optimalen Schweißbedingungen entspricht, die Unmöglichkeit
eines Schweißvorgangs bei jeder Stellung. In einem solchen Fall lilU.'3 lediglich
die Stellung des Brenners geändert werden, wenn die Schweißbedingungen sich etwas
verschlechtern. Wenn das Programm in dieser Weise beendet worden ist, wird der Adapter
120 oder 130 von der Isolierhülse 111 entfernt, und die Spitze 112, das i4undstück
114, die Düse 115 und das F'dllmetallstück 113 werden wieder angebracht, wie in
Fig. 6 gezeigt ist. Dann bewirkt der Betrieb der Steuervorrichtung, daß der Brenner
wiederholt gemäß dem Programm gesteuert wird, wie noch erläutert wird.
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Bei den hier beschriebenen Adaptern 120 und 130 sind die Außendurchmesser
des Vorderendes 122' und 132' des elastischen Tragteils so gewählt, daß sie gleich
dem Außendurchmesser der Düse sind, und der Abstand des jeweiligen Vorderendes des
elastischen Tragteils 122 bzw. 132 zu dem den Schweißnunkt PT anzeigenden Vorderende
der Nadel 124 bzw.
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132" ist gleich LH gewählt. Wenn daher der Außenrand des Vorderendes
122' bzw. 132' des elastischen Tragteils während des Programmiervorgangs auf das
Werkstück auftrifft, ergibt sich so in einfacher Weise, daß der Schweißvorgang bei
dieser Stellung des Brenners nicht durchführbar ist. Bei dem Adapter 130 ist ferner
der Außenrand des Vorderendes der Halterung 131 abgeschrägt, und das Basisende des
elastischen Tragteils 132 ist nicht~kompressibel ausgebildet. Die Abmessung dieses
nichtkompressiblen Teils ist so gewählt, daß sie auf jeden Fall größer als die Abmessung
des an der Halterung 131 anliegenden Teils ist. Dementsprechend schabt der
elastische
Teil 132 nicht am Vorderende der Halterung 131, wenn auf den elastischen Tragteil
132 eine Biegekraft ausgeübt wird. Der elastische Tragteil 132 gelangt daher ohne
weiteres in seinen Ausgangszustand zurück, und die Stellung des Schweißpunkts PT
bleibt unverändert.
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Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer numerischen Steuervorrichtung,
die gemäß einer ersten Ausführungsfona als Basis für die Lagesteuervorrichtung dient.
Die numerische Steuervorrichtung arbeitet mit einem Lochstreifen und hat numerische
Eingabeeinheiten 1 und 1', die numerische Werte erstellen können, die den Zustand
der zu steuernden Gegenstande und andere für die Steuerung erforderliche Information
darstellen, und ferner Schieberegister 3 und 3?, die zur Speicherung der numerischen
Ausgangswerte einer der Bingabeeinheiten 1 und 1' dienen, einen Lochstreifenleser
2 und einen Lochstreifenschreiber 4, der so geschaltet ist, daß mit seiner Hilfe
die numerischen Ausgangswerte der Schieberegister 3 und 3' auf das Lochband geschrieben
werden können.
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Während des Schreibens der Werte auf das Lochband T und während des
Lesens vom Lochband T werden die numerischen Ausgangswerte von den Eingabeeinheiten
1 und 1' bzw. die durch die Schieberegister 3 und D' geschleusten Werte selektiv
einem Steuermechanismus 5 zugeführt. Das heißt, die numerischen Ausgangswerte von
den Schieberegistern 3 und 5' werden selektiv Informationsauswahlschaltungen S und
S' über angeschlossene Pufferregister B und B' zugeführt, so daß entweder das Ausgangssignal
der numerischen Eingabeeinheiten 1 und 1' oder des Lochstreifenlesers 2 ausgewählt
wird. Das Ausgangssignal der Informationsauswahlschaitung S wird von einem Digital-Analog-Umsetzer
C, der nachfolgend D-A-Umsetzer genannt wird, in einen Analogwert umgesetzt und
der Steuermechanik 5 zugeführt.
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Die numerische Ausgangseinheit 1 enthalt einen manuell betstigbaren
Impulsgenerator la und einen umkehrbaren Zähler lb. Die Vorrichtung 1 ist dazu ausgebildet,
Signale zum Steuern der ae des Brenners und des Werkstücks der automatischen Schweißvorrichtung
bereitzustellen, und zwar als numerische Werte, die als 12 Bits in fünf Kanälen
codiert sind. Der Generator la erzeugt Impulse in irgendeiner errkinsch-ten Weise,
etwa einen nach dem anderen für jeden Kanal oder jedesmal eine gegebene Anzahl Impulse
oder eine jeweils gew;inschte Anzahl Impulse. Der Inhalt des umkehrbaren Zählers
lb ist nach Wunsch änderbar, um für jeden Kanal den entsorechenden Ausgangsimpuls
bereitzustellen. Der dem Inhalt des umkehrbaren Zählers lb entsprechende numerische
Wert wird als Ausgangssignal aus der Vorrichtung 1 abgegeben.
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Die numerische Ausgangseinheit 1' enthält eine Gruppe von Schaltern
lc und eine Codieratrix ld. Die Einheit 1' ist dazu ausgebildet, die später beschriebenen
zur Programmierung erforderlichen euersignale zu verschlüsseln, und zwar auf andere
Weise als die numerischen Ausgangswerte der Einheit 1, nämlich gemaß zwei Kanälen
und 12 Bits über die Matrix ld durch selektive Betätigung eines Schalters der Schaltergruppe
lc. Der codierte numerische Wert wird als Ausgangssigual aus der Einheit 1' entnornmen.
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Der Lochstreifenleser 2 ist so ausgebildet, daß er die auf dein Lochband
T befindlichen numerischen Werte liest. Bei diesem Ausfahrungsbeispiel ist das Lochband
T ein 2,41 cm breites Lochband mit acht Löchern in jeder Zeile, d. h. mit acht Kanälen.
Von diesen acht Kanälen sind fünf je einem Signal zur Steuerung der Lage der Brenner-
und der Werkstückhalterungen der automatischen Schweißvorrichtung von Fig. 1 und
3 in je einer der Richtungen X, Y, Z, 8 und zugeordnet.
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Jeder dieser kanäle weist 12 Bits auf, die also ein Wort bilden.
Ein
Kanal der restlichen drei Kanäle wird dazu verwendet, die Geschwindigkeit der oben
erwähnten Lagesteuerung, die Größe des Schweißstroms des Brenners und den Zustand
des Sperrschalters zu bestimmen, so daß dieser eine Kanal ebenfalls 12 Bits aufweist.
Ein anderer der restlichen anle wird zur Paritätsprtifung für jedes Bit der sechs
Kanäle und auch für den Worttakt verwendet.
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Die Schieberegister 5 und 3' haben bei dieser Ausführungsform je 12
Bitstellen. Das Schieberegister 3 speichert die numerischen Ausgangswerte von fünf
Kanälen der Einheit 1. Das Schieberegister 3' speichert die nwnerischen Ausgangswerte
eines Kanals der Linheit 1'. Die in den Schieberegistern 3 und 3' gespeicherten
numerischen Werte werden von einer niedrigen Stelle aus nacheinander ausgegeben.
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Der Lochbandschreiber 4 wird durch ein Befehlssignal von einer anderen
Befehlseinrichtung (nicht gezeigt) betätigt, und die in den Schieberegistern 3 und
3' gespeicherten numerischen Werte werden nacheinander in das Lochband T eingeschrieben.
Dabei werden, wie bereits erläutert wurde, die numerischen Werte des Schieberegisters
3 in fünf der acht Kanäle des Bandes T aufgrund des Ausgangssignals der Einheit
1 eingeschrieben, während die numerischen Werte des Schieberegisters 3' in einen
Kanal aufgrund des Ausgangssignals der Einheit 1' eingeschrieben werden.
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Die Ausgangssignale der Einheiten 1 und 1' und des Lochstreifenlesers
2 werden in die Informationsauswahlschaltungen S bzw. S' eingeführt. Es werden,
wenn der Lochbandschreiber 4 eingeschaltet ist, die Ausgangssignale der Einheiten
1 und 1', und wenn der Lochbandleser 2 eingeschaltet ist, die Ausgangssignale des
ßochbandlesers 2 über die Register 3 und 3' und den Puffer B und Bt selektiv von
den Schaltungen 5 bzw.
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S' aufgrund des Befehlssignals von einer anderen Befehiseinheit
ausgegeben.
Das Ausgangssignal der Schaltung S' wird einer Decodiermatrix M zugeführt, um den
numerischen Wert zu decouieren, und ein Steuersignal, das von der Gruppe von Schaltern
lc befohlen wurde, wird entnommen.
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Die Steuermechanik 5 hat einen Differenzverstrker A, ein Potentiometer
P und ein Servosystem SM. Das Ausgangssignal des Potentiometers P ändert sich mit
dem Zustand des Servosystems Slbl, und bei diesem Ausführungsbeispiel, mit der Lage
jedes Teils der automatischen Schweißvorrichtung. Ein Analogwert, der der Ausgangswert
des Potentiometers P ist, wird zum Differenzverstjrker A zurückgekoppelt. Andererseits
wird der Analogwert vom D-A-Umsetzer C ebenfalls dem Differenzverstärker A zugeführt.
Das Servosystem SM wird so gesteuert, da3 die Differenz zwischen den beiden Analogwerten,
die dem Differenzverstärker A zugeführt wurden, Null ist. Die Steuermechanik 5 enthalt
ferner eine Steuerstufe GO. Die Steuerstufe Co ermöglicht es, daß das Ausgangssignal
der matrix 1l die Bewegungsgeschwindigkeit und den Schweißstrom des Brenners steuert
und eine Zusammenschaltung mit einer internen Vorrichtung, wie etwa einem Taktgeber
(nicht gezeigt) zu bewirken.
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Der D-A-Umsetzer C braucht nicht sehr genau zu sein, wenn die Mechanik
5 in der gezeigten Weise ausgebildet ist, weil der Digitalwert des Eingangssignals
und der Analogwert des Ausgangssignals nicht immer proportional sein müssen. Eine
Bedienungsperson betätigt die Einheit 1 unter Beobachtung der Tätigkeit des zu steuernden
Gegenstands. Der Signalweg, der während des Schreibbetriebs von der Einheit 1 zu
dem zu steuernden Gegenstand geht, verläuft während des Lesebeiziebs über das Schieberegister
3, den Puffer B, die Schaltung S, den D-A-Umsetzer C, den Differenzverstärker A
und das Servosystem SN in genau der gleichen Weise. Wenn jedoch hierbei
irgendeine
Verzerrung in dem D-A-Umsetzer C, dem Verstärker A und dem Servosysteìn SM auftritt,
wird genau derselbe Zustand des gesteuerten Gegenstands auch beim Lesen reproduziert,
solange die Verzerrung dieselbe bleibt.
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Die Arbeitsweise der Anordnung wird jetzt unter bezugnahme auf Fig.
9 erläutert. Zunächst soll es sich um einen Fall handeln, in dem der Schreiber 4
eingeschaltet wird. Zuerst wird jede Lage des Brenners und des Werkstücks der automatischen
Schweißvorrichtung eingestellt, um den zu erstellenden Programm zu entsprechen.
Zu diesem Zweck wird die Einheit la manuell betätigt, und ein Impuls wird fsir einen
bestininten Kanal erzeugt, wodurch der numerische Wert des reversiblon Zählers lb
geändert wird. Zur selben Zeit wird der numerische Wert über die Schaltung S ausgewählt
und in den D-A-Umsetzer C eingeführt, wo er in einen Analogwert umgesetzt wird.
Der Analogwert wird in den Nechanismus 5 eingeführt, um das Servosystem 54 zu steuern.
Die Steuerung des Servosystems So führt eine Auswahl des entsprechenden Kanals durch.
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wird die Lage der Brennerhalterung in Z-kichtung gesteuert.
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Die einheit la wird von Hand betätigt, um die gewünschte Lage z. B.
für den genannten Kanal zu erzielen. In ähnlicher Teise führt eine einzeln für die
entsprechenden Kanäle durchgeführte Betätigung der Einheit la dazu, daß in bezug
auf die Lagen in den Richtungen X, Y, @ und # die Vorrichtung schlief)-lich
in den gewünschten Zustand gebracht wird. Durch selektimes Betätigen eines Schalters
der Schaltergruppe lc wird ferner z. B. ein Signal zum Sperren des Taktgebers erstellt,
das eine Haltezeit für den gewünschten Zustand der automatischen Schweißvorrichtung
bestimmt, und zu diesem Zweck wird eine Zeitschaltung (nicht gezeigt) gesteuert.
Nach Beendigung dieser Operationen wird der Schreiber 4 von der Befehlseinrichtung
(nicht gezeigt) eingeschaltet. Die numerischen Ausgangswerte der Einrichtung 1 und
die numerischen Ausgang
werte der Einrichtung 1' werden aufeinanderfolgend
von der niedrigsten Stelle in jeden Kanal des Lochbands T mittels Stanzens eingeschrieben,
und zwar über das Register 3 bzw.
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3?, während eine Faritätsprüfung durchgeführt wird. Auf diese Weise
wird das Schreiben der 12 Bits an dem bestimmten Punkt vollendet, und dann werden
am fölgenden Punkt in derselben Weise erneut 12 Bits geschrieben. Durch Einschalten
eines Schalters der Schaltergruppe lc ist es möglich, Befehlte zur Steuerung der
Bewegungsgeschwindigkeit und des Schweißstroms des Brenners zu schreiben. Bei Wiederholung
dieser Operationen werden die iinheiten 1 und 1' wiederholt in der oben efläuterten
Weise betätigt, um die Information auf den Band T aufeinanderfolgend aufzuschreiben,
während der zu steuernde Gegenstand der automatischen Schweißvorrichtung entlang
deiq gewünschten Weg bewegt wird.
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ns wird jetzt die Tätigkeit des Lesers 2 erläutert. Der in der obigen
Weise vom Schreiber 4 hergestellte Lochstreifen wird in den Test gebracht. Zunächst
liest der Lochstreifenleser 3 die in den Lochstreifen T eingeschriebenen numerischen
Werte. Die aus den fünf Kanälen ausgelesenen Daten werden in das Register 3 eingegeben,
während die aus dem restlichen einen Kanal ausgelesenen Daten in das Register 3'
eingegeben werden. Ferner gelangen sie über die Puffer B und B' und die Schaltungen
S und S' zu dem D-h-Umsetzer C bzw.
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zur iviatrix üt. Der numerische Wert, der den D-A-Umsetzer C erreicht
hat, wird in den Verstärker A eingeföhrt, um das Jervosysteitt 311 auf eine diesem
numerischen Wert entsprechende Dage zu steuern. Ferner steuert der numerische Wert,
der die Steuerstufe CO erreicht hat, die Antriebseinrichtung DR und die anderen
erforderlichen Einrichtungen. Das Servosystem S wird daher von den vom Leser 2 ausgelesenen
Werten in sequentieller Weise gesteuert, wahrend das Band T vorrückt.
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Auf diese Weise erfolgt bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die
automatische Steuerung der Schweißvorrichtung.
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Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das eine Momentanzeit-Lagesteuervorrichtung
zeigt; die als Basis für die Lagesteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dient.
Diese Momentanzeit-Lagesteuervorrichtung stellt die digitale Momentanzeit-Lageinformation
in der automatischen Steuervorrichtung ein, die ein analoges Servosystem hat, das
durch ein analoges Rückkopplungssignal arbeitet. Die Pilomentanzeit-Lagesteervorrichtung
ist mit einem Schieberegister R zum Speichern der digitalen Information, einem Auf-Ab-Zähler
U zum Voreinstellen der Information im Schieberegister R, einem D-A-Umsetzer D zum
Umsetzen der Information des Zählers U in Analogform, einem analogen Servosystem
S, das vom Ausgangssignal des D-A-Umsetzers D gesteuert wird, einem Nulldetektor
N, der mit dem Ausgangssignal des Servoverstärkers A des analogen Servosystems 5
verbunden ist, und einem Flipflop F versehen, das vom Ausgangssignal des Nulldetektors
N gesetzt und vom Ausgangssignal einer für anfängliche Löschung vorgesehenen Löschstufe
RE rckgesetzt wird. Die Information des Zählers U ist steuerbar durch den invertierten
Ausgang des Flipflops F, und dessen Ausgangssignal kann ferner als Entsperrsignal
entnommen werden.
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In Fig. 10 ist der Fall veranschaulicht, daß die automatische Schweißvorrichtung
fünf Freiheitsgrade hat. Von den Bezugszeichen 10, 20, 30, 40 und 50 zeigt jedes
eine Einrichtung, die je einem Freiheitsgrad der automatischen Schweißvorrichtung
nach Fig. 1 und 3 entspricht, wobei der Aufbau jeder Einrichtung derselbe ist. Die
Ausbildung der Einrichtung 10, die der in der Z-Richtung erfolgenden Auf- und Abwärts-Lagesteuerung
der Brennerhalterung der automatischen Schweißvorrichtung zugeordnet ist, wird im
folgenden im einzelnen erläutert.
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Das Schieberegister R ist mit einer Eingangsklemme R1 für die digitale
Information von einer Programmeinrichtung (nicht gezeigt) ausgebildet zum Steuern
der Lagen der Brennerhalterung in Z-Richtung, und hat eine Ausgangsklemme R2 zur
keihenausgabe der Information.
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Das analoge Servosystem S hat einen Servoverstärker A und einen zu
steuernden Gegenstand C1, z. B. einen Antrieb für die Brennerhalterung in Z-Richtung.
Das Servosystem S wird vom analogen Ausgangssignal des Umsetzers D gesteuert. Dieses
analoge Signal wird zundchst dem Servoverstärker A zugeführt.
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Das Ausgangssignal eines Potentiometers, dessen Drehwinkel durch die
Auf-/Abwärts-Lage des gesteuerten Gegenstands C1, nimlich der zrennerhalterung,
bestimmt ist, wird ebenfalls den VerstAr;er 1l zugeführt. Diese Art eines analogen
Servosystems ist für sich bekannt.
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Der Ilulldetektor N ist so ausgebildet, daß er das Signal Null z Ausgang
des Verstärkers A erfaßt. Der Nulldetektor N erzeugt nämlich dann ein Ausgangssignal,
wenn die Lage des gesteuerten Gegenstands C1 mit der von der Eingangsklemme R1 kommenden
Steuerinformation übereinstimmt. Die Stufe RE zum anfänglichen Rücksetzen ist mit
dem Zähler U verbunden, um dessen digitale Information zu löschen, und ist ferner
mit den Lingang Fl des Flipflops F verbunden, um das Flipflop rückzusetzen. Der
Ausgang des Nulldetektors N ist mit dem eingang F2 des Flipflops F verbunden. Ein
invertierter Ausgang F3 des Flipflops F entsprechend dem Eingang F1 wird an das
nachgeschaltete UND-GLied AN1 angelegt. Ferner wird der Ausgang F4 des Flipflops
F entsprechend dem Eingang F2 an das UND-Glied AI2 angelegt.
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Ferner werden Impulse vom Impulsgenerator PG dem UND-Glied AN1 zugeführt.
Dementsprechend wird das UND-Glied AN1 durch den umgekehrten Ausgang F3 geöffnet
und führt die Impulse vom Impulsgenerator PG zu dem Zähler U. Dieses Lingangssignal
in den Zähler U vom UND-Glied ANl bewirkt eine Addition zu der digitalen Information
des Zählers U sowie eine Subtraktion von derselben.
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Das Ausgangssignal F4 kann zum Erzeugen eines Entsperrsignals zum
Aufheben der Sperrung der Steuerstufe (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Auf-/Abwärts-Lagen
des gesteuerten Gegenstands C1 zu steuern. Um jedoch bei dieser Ausführungsform
gleichzeitig die entsprechenden Sperrungen zu lösen, die z. B. die Steuerstufe für
die Vor-/Zurück-Lage Y des gesteuerten Gegenstands C1 entsprechend der Einrichtung
20, die Steuerstufe für die Links-/kechts-Lage X des gesteuerten Gegenstands C1
entsprechend der Einrichtung 30, die Steuerstufe für die Drehwinkelstellung # des
gesteuerten Gegenstands C1 entsprechend der Einrichtung 40 und die Steuerstufe für
die Drehwinkelstellung @ des gesteuerten Gegenstands C1 entsprechend der
Einrichtung 50 aufweisen, wird ein Ausgangssigual vom UNü)-Glied AN2 entnommen,
das als Eingangssignal die Ausgang der Einrichtungen 10, nämlich von F4, 20, 30,
40 und 50 empfängt, und dieses Ausgangssignal wird als Entsperrsignal zum Aufheben
der Sperrung der Steuerstufen (nicht gezeigt) der gesamten automatischen Schweißvorrichtung
verwendet.
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Die Betriebsweise wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 10 ererläutert.
Es sei angenommen, daß die Stromversorgung für die Linrichtungen 10, 20, 30, 40
und 50 und die Steuerstufe für die automatische Schweißvorrichtung einmal abgeschaltet
und wieder eingeschaltet worden ist. Es sei angenommen, daß zu dieser Zeit die Steuerstufe
durch für sich bekannte Mittel,
die nicht näher gezeigt sind, gesperrt
worden ist. Dementsprechend wird die automatische Schweißvorrichtung von dieser
Steuerstufe nicht betätigt.
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Zunächst wird die Stufe RE eingeschaltet, um den Zähler U zu löschen.
Zur selben Zeit erscheint das Ausgangssignal des Flipflops F bei FD, und die Impulse
vom Generator PG werden in den Zähler U über das UND-Glied AN1 aufeinanderfolgend
eingefährt. Der numerische Wert im Zähler U wird aufeinanderfolgend geändert. Das
Ausgangssignal des Zählers U wird dem D-A-Umsetzer D aufeinanderfolgend zugeführt
und in einen Analogwert umgesetzt. Der Analogwert wird dem Servoverstärler A zugeführt.
Der Analogwert, der den Momentanzeit-Lagen des gesteuerten Gegenstands C1 in Auf-/Abwärtsrichtung
entspricht, wird dem Verstärker A zugeführt, und von der Stufe N wird ein Ausgangssignal
nur dann abgegeben , wenn die Differenz zwischen beiden Werten Null ist. Wenn ein
vom D-A-Umsetzer D zum Verstvirker A geführter Eingangswert gleich geworden ist
dem Analogwert, der der Momentanzeit-Lage des gesteuerten Gegenstands C1 entspricht,
nämlich durch Änderung des numerischen Werts in Zähler U, und das Ausgangssignal
des Verstarkers A Null geworden ist, erzeugt der Nulldetektor N ein Ausgangssignal,
und das Ausgangssignal des Verstärkers A wird nach F4 übertragen. Dementsprechend
wird vom UND-Glied AN1 kein Impuls mehr zum Zahler U übertragen, und der numerische
Wert im Zahler U bleibt konstant. Da die Ausgangssignale von den Einrichtungen 10
(nämlich von F4), 20, 30, 40 und 50 zusammen auftreten, wird die Entsperrung der
Steuerschaltung der automatischen Schweißvorrichtung durch das Ausgangssignal des
ULID-Glieds AN2 bewirkt. Der numerische liegt im Register R wird gleich dem numerischen
Wert im Zähler U, und die Momentanzeit-Lageinformation des gesteuerten Gegenstands
C1 in bezug auf die Auf-/Abwärtsrichtung wird eingestellt. Darauf beginnt die automatische
Schweißvorrichtung mit der folgenden
Operation aufgrund der sequentiellen
Infaniatlon von der Eingangsklemme ftl. Das Signal an der Ausgangsklemme k2 W wird
dazu verwendet, das Itogranim zu machen, indem zunächst die von der automatischen
Schweißvorrichtung gesteuerten Gegenstände nacheinander in eine gewünschte Lage
gebracht werden und jeder Punkt auf dem Lochstreifen aufgezeichnet wird.
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Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform der
Lagesteuervorrichtung zeigt. Der größte Teil der Anordnung von Fig. 11 basiert auf
der Ausföhrungsform von Fig. 9. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie bereits beschrieben wurde, ist die gezeigte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet,
daß ermittelt wird, ob der Ausgang des Servoversturkers A Null geworden ist, um
ein Signal zu erzeugen, den Wert des Schieberegisters 3 im Pufferregister B zu speichern,
die Zeitschaltung T1 zwecks Weiterrückens der Ausgangseinheit, z. B. des Lesers
2, zu betätigen und das Ausgangssignal in das Schieberegister 3 einzuführen. Die
Nulldetektorstufe N1 ist mit dem Ausgang des Servoverstrkers A zu diesem Zweck verbunden.
Das Nulldetektor-Ausgangssignal wird einer Steuerstufe CO zugeführt.
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Diese erzeugt Impulse entweder unmittelbar auf Befehl von der Vorrichtung
2 oder nach einem Zeitintervall. Der i^, er-t des Registers 3 wird in den Puffer
B mittels des Irnpulssignals gespeichert, und ferner wird die Zeitschaltung T1 betätigt,
um die Antriebseinrichtung DR um ein Wort weiterzuschalten, wodurch das folgende
Lagebefehlssignal an den Puffer B ausgegeben wird. Wenn der gesteuerte Gegenstand
eine Befehlslage erreicht hat, wird das nächste Lagebefehlssignal sofort in den
Puffer B eingegeben. Man erkennt also, daß der gesteuerte Gegenstand sich so bewegt,
daß seine Lage kontinuierlich gesteuert wird.
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Fig. 12 ist ein Zeitdiagramm für die Ausführungsform von zeigt 3.
Fig. 12(1) zeigt ein Impulssignal, das aufgrund eines Signals von Nulidetektor auftritt.
Ein LesestartsignaL gemäß Fig. 12(2) der nächsten Information wird von diesem signal
erzeugt, und die nächste Information wird durch dieses Signal geladen. Eine Signalperlode
hohen Wertes gemäß Fig. 12(3) zeigt, daß die Information geladen wird. nach Beendigung
des Ladevorgangs wird ein Ladevollendungssignal gemäß Fig. 12(4) ausgegeben. Die
Durchführung der Information erfolgt aufgrund des Ladevollendungssignals.
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Fig. 12(5) zeigt einen Zustand, in dem eine mechanische operation
durchgeführt wird, die auf einem solchen ebenen beschriebenen Signal beruht. Gemäß
Fig. 12(5) zeigt die Periode hohen Wertes an, da3 die Maschine tatsächlich betätigt
wird. Demgemäß bleibt die maschine während der Periode, in der die nächste Information
geladen- wird, unbetätigt. Man erkennt, daß dei T@tigkeit der Naschine bei der Anordnung
gemäß Fig.
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9 nicht kontinuierlich ist.
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Fig. 13 ist ein Zeitdiagramm für die Ausführungsform von Hig. 11.
Dabei entspricht Fig. 13(1), (2), (3), (4) und (5) den entsprechenden Impulszügen
von Fig. 12. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß, sobald die Durchführung (kl)
der Information des vorherigen Punkts aufgrund eines Signals h z. B. vom Nuildetektor
begonnen wird, ein Startsignal (i) zum Laden der nächsten Information zugeführt
wird. Eine der nächste Maschinenbetätigung k2 entsprechende Information wird wihrend
einer Informationsladeperiode j geladen. Da die nächste Information schon während
der Periode geladen wird, während der die ltaschinenoperation durchgeführt wird,
stoppt die Maschinenoperation nicht wie in Fig. 12, während die Information geladen
wird. Fig. 13(4) zeigt ein Ladevollendungssignal, das jedoch nur in einem besonderen
Fall-erforderlich ist.
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Fig. 14 ist ein Blockschaltbild einer numerischen 5 teuervorrichtung
ähnlich der nach Fig. 9, jedoch rílit Verbesserungen. Die Vorrichtung von Fig. 9
soll zwar dazu dienen, durcn eine einfache Playback-Operation ein Programm in einen
Lochstreifen einzuschreiben, ohne daß eine einen Lochvorgang durchführende Person
erforderlich ist, indem die Vorteile eines Lochstreifens ausgenutzt werden; trotzdem
ist es schwierig, beim Schreiben Fehler zu vermeiden, die beim Linschreiben während
der Playback-Operation von der Bedienunüsperson unabsichtlich gemacht werden. Wenn
ein Fehler gefunden worden ist dadurch, da zu Testzwecken die Steueroperat i on
der gesteuerten Objekte reproduziert worden ist durch Durchführung der fehlerhaft
geschriebenen Infornation,inuß der Lehrvorgang von neuem wiederholt werden, um die
erwihnten Fehler im Lochstreifen zu korrigieren. Die Vorrichtung nach Fig. 14 ist
daher mit dem Ziel verbessert worden, irgendwelche beim Test gefundenen Fehler leicht
und genau korrigieren zu können.
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In Fig. 14 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet
wie in Fig. 9; ein Signalfluß whrend des Lehrvorgangs, der den Schreibvorgang enthält,
wird in durchgezogenen Linien gezeigt; ein Signalfluß während des Testmodus ist
in einmal gepunkteten Linien gezeigt; ein Signalfluß wahrend des Korrigierens beim
Testmodus ist in zweimal gepunkteten Linien gezeigt; ein Signalflul während des
automatischen Steuermodus wird in Strichlinien gezeigt. Ferner ist darauf hinzuweisen,
daß die numerische Ausgangs einheit 1 und der Puffer B von Fig. 9 in Fig. 14 ersetzt
worden sind durch einen voreinstellbaren Aufwrts-/Abwärts-Zähler PC.
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In den Moden Test und automatische Operation wird das Schieberegister
3 so verbunden, daß jeweils einer der fünf Kanäle des ausgelesenen Werts angeschlossen
ist, die die befohlenen
Lagen in den oben erwähnten fünf Achsrichtungen
angeben.
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Wührend des Lehrinodus und der Korrektur während des Test-!nu(llls
erfolgt jedoch die Verbindung so, daß der Ausgang des Zählers PC de n Schieberegister
3 als Eingangssignal zugeführt wird. während des Schreibmodus wird das Ausgangssignal
des Schieberegisters von der Vorrichtung W in den Lochstreifen T1 eingeschrieben.
Ein Schalter SW1 ist mit einem Oszillator 0 verbunden, so daß die Betätigung des
Schalters soll zur Folge hat, das; das Ausgangssignal des Oszillators in den Zähler
PO eingeführt wird, wodurch dessen Zählstand geändert wird. Ferner ist eine Korrekturdrucktaste
BTI dem Osillator O zugeordnet. Beim Korrigieren wird die Drucktaste BT1 gedrückt,
um den Schalter SW1 einzuschalten, so da Cjfl Ausgangssignal vom Oszillator 0 die
Zählstande des Zählers PC ändert, wobei diese Zählstände der Einrichtung 4, bevorzugt
vor einem Ausgangssignal von der Einrichtung 2, zugefitllrt werden. in Ausgangssignal
vom Zähler PC wird dem Ilmsetzer C zugeführt, wie noch erläutert wird.
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Ein Servosystem Sß hat einen Differenzverstärker A, eine Antriebseinheit
14 und ein Potentiometer P. Die Antriebseinheit lt dient zum Verschieben jedes gesteuerten
Gegenstands Ln bezug auf eine von fünf Achsrichtungen und ist so ausgebildet, daß
sie bei der erwähnten Verschiebung des gesteuerten Gegenstands entweder im hinblick
auf hohe oder im Hinblick auf niedrige Geschwindigkeit auswählbar ist. Das Servosystem
SB, das Schieberegister 3, der Zähler PC, der Oszillator 0 und der Umsetzer C sind
für jede Achsrichtung X, Y, Z, O und # einzeln vorgesehen, d. h. es sind fünf atze,
jeweils bestehend aus einem Servosystem SB, einem Register 3 usw., für jede der
fünf Achsen vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen, daß nur ein solcher Satz in
Fig. 14 gezeigt ist.
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imine Anzeigelampe L und ein Verriegelungsschalter I sind mit dem
Ausgang des Puffers B' verbunden. Die Anzeigelampe L ist als Gruppe von Anzelgelalilpen
ausgebildet zur Anzeige der Bewegungsgeschwindigke it "hoch" oder "niedrig" für
jede der fünf Achsrichtungen der gesteuerten Gegenstände, zur Anzeige von vier Bereichen
des Schweißstroms des Brenners und von "Ein" oder "Aus" des Verriegelungsschalters.
Auf das Schließen des Verriegelungsschalters l hin wird eine Zeitschaltung (nicht
gezeigt) eingeschaltet. Ein Signal vom Puffer B' während der autolnatischen Operation
wird der Steuerstufe !ij zugeführt. Die Steuerstufe l dient zur Steuerung der Schweil3vorrichtung
einschließlich des Brenners TC, nämlich zum Steuern des Schweißstroms des Brenners
in vier Bereichen.
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hit dem Schieberegister 3' sind vier Schalter SW2 verbunden, deren
jeder drei Bits von insgesamt zwölf Bits zugeordnet ist.
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In Fig. 14 ist nur ein Schalter gezeigt, der auch die anderen darstellen
soll. Zwei dieser vier Schalter dienen dazu, die Bewegungs~geschwindigkeit gemeinsam
für die X-, Y- und Z-Achsen der gesteuerten Gegenstände sowie "hoch" oder "niedrig"
fir die Drehgeschwindigkeit um die @-Achse auszuwählen, wenn rend die restlichen
beiden Schalter aus einem Drehschalter zur Auswahl der vier Bereiche des Schwei.ßstroms
des Brenners und aus einem Schalter zur Auswahl von "Ein" oder "Aus" des Verriegelungssctlalters
bestehen. Die Korrekturdrucktaste BT2 ist iiber eine Zeitschaltung TI' mit dem Schieberegister
3' verbunden, entsprechend jedem der vier Schalter SW2. Nach Linschalten der Schalter
SW2 während des Schreibens und Korrigierens wird ein ausgewähltes Signal über das
Schieberegister 3' der Einrichtung 4 zugeführt. Während des Testens und der automatischen
Operation werden Signale von der Leinrichtung 2, die "hoch" oder "niedrig" in bezug
auf die Bewegungsgeschwindigkeit der gesteuerten Gegenstände, die vier
Bereiche
des Schweißstroms des Breners und "Ein" oder "Aus" für den Verriegelungsschalter
bezeichnen, durch das Schiebereglster 3' zur l.inrichtung 4 und durch den Puffer
B' zur @a@pe L, dem Schalter 1 und der Einrichtung WE geführt. Nach Bet@tigung der
Taste BT2 während des Korrigierens wird der Schalter SW2 eingeschaltet,und ein von
diesem ausgehendes Signal wird der Einrichtung 4, bevorzugt vor einen Ausgangss@gnal
der Einrichtung 2, zugeführt.
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@ne nunerische Ausgabeeinrichtung DO, die zur Ausgabe irgendwelcher
numerischen Wörter aus einer Vielzahl von Wörtern, die zur Steuerung erforderlich
sind, dient, enthält den @szillator O, den Zähler t , die Schalter SW1 und SW2 und
die Drucktasten BT1 und BT2. Ein Steuermechanismus CO zum Steuern der gesteuerten
Gegenstände enthält die Lampe L, den Schalter 1, das System SB und die Einrichtung
rz.
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is wird jetzt der Getrieb der Ausführungsform nach Fig. 14 erläutert.
während des Lehrmodus wird ein Lochband T1 in die @inrichtung 4 eingebracht. Ein
Wechselschalter (nicht gezeigt) wird in die Stellung "Lehren" gebracht, so daß die
in Fig. 14 in Vollinien gezeigten Verbindungen hergestellt werden. Eine geeignete
Betätigung des Schalters SWl aktiviert den Oszillator , so daß der Zähler PC numerische
Werte in fünf Kanälen erzeugt zum Steuern der Lage und der Stellung des Brenners
TO und des Werkstücks WO. Die so erzeugten numerischen Werte werden über den Umsetzer
C dem System SB zugeführt, so daß die Bewegung in den fünf Freiheitsgraden des Brenners
und des Werkstücks G gesteuert wird und dadurch der Schweißpunkt am sunde des Brenners
TC zu einem Punkt auf dem Werkstück G gebracht wird, an dem das Schweißen begonnen
werden soll. Dann wird der Schalter SW2 eingeschaltet, um eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit
einzuschalten.
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Nach Eindrücken einer Starttaste (nicht gezeigt) werden die numcrischen
Werte der fünf @@näle, die im Zähler PC erzeugt wurden, in den Lochstreifen T1 über
das Register 3 mittels der Linrichtung 4 eingestanzt, und die auf dem Schalter SW2
beruhenden Befehlsinhalte werden in den Lochstreifen T1 mittels der Einrichtung
4 über das @egister 3' eingestanzt.
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Dann wird der Schweißpunkt am Lnde des Brenners zu einem Punkt auf
dem Werkstück gevracht, an dem das Schweißen erfolgen soll, und zwar in derselben
Weise wie bereits erläutext, durch eine geeignete Betätigung des Schalters .Ü.
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Zur gleichen Zeit wird unter Verwendung des Schalters SW2 eine Auswahl
daraufhin durchgeführt, ob die Sewegung zu de!.
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erwähnten Punkt mit hoher oder niedriger Geschwindigkeit erfolgen
soll. üblicherweise wird die bewegung von eine@ Punkt zu einem anderen unter Durchführung
eines Schweißvergangs mit niedriger Geschwindigkeit durchgeführt, und eine solche
Bewegung ohne einen Schweißvorgang wird mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt.
Die Größe des Schweißstroms des trenners wird von Schalter SW2 ausgew@hlt. Wieder
wird die Starttaste gedrttckt und, wie bereits erl@utert wurde, der Inhalt des Zählers
PC in den Lochstreifen T1 mittels der Einrichtung 4 über das Register 3 eingeschrieben,
und die Befehlsinformation wird mittels der Einrichtung 4 über das Register 3' ebenfalls
in den Lochstreifen Ti eingeschrieben.
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In gleicher Weise werden dann Punkt fiir Punkt die Befehle oder Instruktionen
in das Lochband mittels der Linrichtung 4 eingestanzt. Wenn es erwünscht ist, im
Lauf der beschriebenen Bewegung von Punkt zu Punkt eine Pause unter Verwendung einer
Zeitschaltung (nicht gezeigt) vorzusehen, wird der Verriegelungsbefehl in den Lochstreifen
T1 dadurch eingestanzt, daß der diesem Befehl entsprechende Schalter SW2 eingeschaltet
wird.
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Das Lehren aller Daten bezüglich der bewegung des gesamten ohwe tßens
des lSerkstücks G und der Trennbewegung des rentiers TC wird somit beendet, und
es wird ein Lochstreifen T1 erhalten, der das genannte ProgramIn enthält.
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hls nächstes wird der Lochstreifen T1 in die Linrichtung 2 eingesetzt
tllittels des Lochstreifens T2, und ein Wechselschalter (nicht gezeigt) wird in
die Stellung "Test" gebracht, so daß in einmal gepunkteten Linien in Fig. 14 dargestellten
Verbindungen gebildet werden.
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Nach jedem Eindrücken der Starttaste liest nun die Einrichtung 2 den
Streifen T2 Wort auf ort, d. h. 12 Bits auf 12 @ts, um diese in die Schieberegister
3 und 3' zu laden, und die Einrichtung 4 schreibt in den Lochstreifen T1 die im
Schieberegister 3 und 3' gespeicherten Inhalte ein. Von den so ausgelesenen numerischen
Werten werden diejenigen, die den fünf Kanälen zur Lagesteuerung entsprechen, über
das Schieberegister g und den Zähler PC zum Umsetzer C geführt, wo sie in Analogsignale
umgesetzt werden, die in das System SB eingeführt werden, um die Lage des Werkstücks
und des trenners zu steuern. Genauer gesagt wird nach Eindrücken der otarttaste
der Schweißpunkt am Ende des Brenners TC in eine Lage gebracht, in der das Schweißen
des Werkstücks beginnen soll. Von den so ausgelesenen numerischen Werten wird derjenige,
der dem einen Kanal zur Bereitstellung anderer Befehle entspricht, silber das Schieberegister
3' und den Puffer t' zur Lampe L, dem Schalter 1 und der Vorrichtung M übertragen.
Somit wird die Steuerung auf die Anfangslage, wie oben erläutert, mit hoher Geschwindigkeit
durchgeführt. Wenn @ein Fehler bei der Überprüfung des erwähnten einen Anfangswortes
gefunden wird, wird die Starttaste wieder gedrückt, so da.3 die Einrichtung 2 das
nächste Wort ausliest und die erwanten
fehlerfreien numerischen
Werte werden in den Lochstreifen T1 mittels der einrichtung 4 eingeschrieben. Es
werden dann durch das erläuterte Lesen die folgenden Instruktionen überprüft. Falls
ein Fehler bei der Lagesteuerung auftritt, wird die Taste 131 gedrückt, und der
Schalter SWl wird eingeschaltet, um den Inhalt im Zähler PG zu korrigieren, so daß
die Lage des Werkstücks G und des brenners TC korrigiert werden. Wenn ein Fehler
hinsichtlich anderer Befehle auftritt, wird dieser von der Lampe 13 angezeigt, und
die Taste BT2 wird gedrückt, und der SchaLter SW2 wird eingeschaltet, um den Inhalt
im Schieberegister 3' zu icorrigieren, so daß der genannte Fehler in den Instruktionen
korrigiert wird. Danach liest nach Eindrücken der Starttaste (nicht gezeigt) die
Einrichtung 2 das nächste Wort im Lochstreifen T2, und das erhaltene Ausgangssignal
wird in die Schieberegister 3 und 3' geladen, und zur selben Zelt werden die ursprünglichen
numerischen Werte oder die korrigierten Werte, die in den Schieberegistern 3 und
3' gespeichert wurden, in den @ochstreifen T1 mittels der Einrichtung 4 eingeschrieben.
Bei der Durchfihrung der Korrektur ergibt die Binschaltung der Schalter S1 und SW2
ohne ein Eindrücken der Tasten BT1 und BT2 keine Operation, wodurch sichergestellt
wird, daß eine irrtümliche BettLgung. der Schalter 'JW1 und SW2, die eine Korrektur
erforderlich machen würde, den Inhalt im Zähler PC und im Schieberegister 3' nicht
ändert. So werden die Prüfung und die Korrektur Wort für Wort durchgeführt, und
das richtige Programm wird in der gewünschten Weise in den Lochstreifen Tl eingestanzt.
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Um das ordnungsgemäß in den Streifen Tl eingestanzte Programm durchzuführen,
wird es mittels des Streifens T2 in die Einrichtung 2 eingegeben, der Wechselschalter
wird in die Stellung "automatische Operation gebracht, und die oben erwähnte
Starttaste
wird eingedrückt, so daß die Einrichtung 2 daß Sand 22 1 liest, und zwar eine 12-Sit-Gruppe
nach der anderen, und das @agesteuersignal wird über das Schieberegister j, den
@@hler PC, den Umsetzer C und das Servosystem S@ übertragen, um die Lage der gesteuerten
Gegenstände zu steuern. Das andere Steuersignal gelangt über das Schieberegister
3' und den Puffer B' zur Lampe L, dem Schalter 1, der inrichtung WE und der Einheit
M. Zu jeder Zeit wird je einer der aus 12 Bits bestehenden Befehle durchgef;illrt
und beendet; die Vorrichtung wird mittels Folgesteuerung unmittelbar getrieben,
oder wenn die Zeitschaltung Bet@tigt wird, wird die Vorrichtung DR entsprechend
der eingestellten Zeitverzögerung betrieben, so daß die Inhalte des S streifens
T2 automatisch nacheinander zur Durchführung gelangen. Dabei ist die Einrichtung
4 nicht eingeschaltet.
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i Durchführung von Korrekturen zur Zeit des Tests kann es erwünscht
sein, andere Befehle oder Instruktionen einzufügen.
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Zu diesem Zweck wird der Wechselschalter vorübergehend in die Lchrstellung
gebracht. Wenn es erwünscht ist, da3 bestimitite instruktionen gelöscht werden,
wird die Einschaltung der Einrichtung 4 vorübergehend gestoppt. Es kommen viele
andere Abwandlungen der Verwendung der Vorrichtung in Betracht.
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Fig. 15 zeigt eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform,
die gegenüber derjenigen nach Fig. 3 verbessert ist. Im einzelnen unterscheidet
sich zwar die Struktur von üig. 15 von der von Fig. 3; jedoch sind die grundsätzlichen
Merkmale in beiden Fällen die gleichen. Die Struktur und die Arbeitsweise der Ausführungsform
nach Fig. 15 in bezug auf die grundsitzlichen kerkmaie sind für den Fachmann aufgrund
der in Verbindung mit Fig. 3 gegebenen Erläuterung und bei gleichzeitiger Bezugnahme
auf Fig. 15 ohne weiteres verständlich. lm folgenden wird daher nur auf die strukturellen
und
arbeitsmäßigen Merkmale eingegangen, die nur bei dem Ausführungsbeispiel
nach Flg. 15 zur Anwendung kommen.
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Die Werkstückhalterung 61 ist in Fig. 15 in einem U-Tragtil 303 untergebracht
und um die #-Achse drehbar. Der Tragteil 303 ist an einem U-Rahmen 300 gesichert
und um eine #-Achse drehbar, de sich in X-Richtung erstreckt. Neben einer Seite
des U-Tragteils 303 ist ein fächerartiges Zahnradteil 301 angeordnet, das mit einem
Antriebszahnrad 302 in @ingriff steht zum Antrieb des f@cherartigen Zahnradteils
361 im Sinne einer Drehung um die #-Achse. Die Drehung des U-Tragteils 303 und somit
der Werkstückhalterung 61 wird vom Antriebszahnrad 302 gesteuert, so daß der Neigungswinkel
der Werkstückhalterung 61 von 0°, d. h. von der Y-Richtung, auf 900, d. h. in die
Z-Rlchtung, Wnderbar ist. Das Antriebszahnrad kann so ausgebildet sein, da3 sein
Drehwinkel von Hand einstellbar ist. Vorzugswetse ist jedoch das in Verbindung mit
Fig. 9, 10, 11 und 14 erläuterte Steuersysten mit einem zusätzlichen Kanal zur Steuerung
des Drehwinkels # des Antriebszahnrads 302 und somit der Werkstückhalterug 61 @usgebildet.
Eine solche Ausbildung mit einem zus tzlichen Kanal für die Umdrehung der Halterung
61 um die #-Achse ist für den Fachmann aufgrund der Brliuteruno der Fig. , 10, 11
und 14 ohne weiteres durchfiihrbar.
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Es wird jetzt ein wesentlicher Vorteil der Ausführungsform nach Fig.
15 erläutert. Ohne eine Drehungsnöglichkeit der Werkstückhalterung 61 um die #-Achse,
d. h. ohne eine Steuerung des Neigungswinkels der Halterung ól, kann diese nur um
die Y-Achse gedreht werden. Es kann nun geschehen, daß eine Ecke, die zwischen zwei
Metallplatten gebildet ist, die rechtwinklig miteinander in Berührung stehen, z.
B. nicht so orientiert werden kann, daß die Ecke nach unten gerichtet it.
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@enn unter diesen Bedingungen der Schweißvorgang an Metallblatten
durchgeführt wird, die relativ dick sind, neigt das Füllmetall dazu, in wesentlich
geringerem Maß mit den @etallplatten zu verschmelzen, weil das geschmolzene Füllmetall
dazu tendiert, in unerwünschter Weise zu fließen, so d-3 sich eine schlechte Schweißung
ergibt. Die Ausführungs-Somm nach big. 15 ermöglicht jedoch jede erwünschte Orientierung
der Werkstäckhalterung bezüglich der Horizontalrichtung und vermeidet daher den
erwähnten Nachteil, der bei den liusf @ hrungsformen nach Fig. 1 und 3 auftreten
kann.
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Die automatsche Schweißvorrichtug kann mit einer Programmeinrichtung
zur Ausgabe einer Befehlsinformation ausgebildet sein, die Jebbedingungen beinhaltet,
die einem rechtwinkliseit . pordinatensystem des Brenners und/oder des zu schwei-@enden
Werkst@cks zugeordnet sind, und mit einer Webwiederholungsste @erung zum ständigen
Durchführen des Webvorgangs @ntsprechend del @efehlsinformation. Ferner kann ein
Mittel zum @ingeben der Webbedingungen zwischen der Programmeinrichtung und der
Webwiederholungssteuerung angeordnet sein.
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Auf diese Welse wird die automatische Schweißvorrichtung @it einer
Websteuereinrichtung versehe @inige Merkmale der erläuterten Ausführungsformen der
Erfindung werden nachstehend nochmals zusammengefaßt.
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1) Da die Werkstückhalterung so ausgebildet ist, daß sie um die kiortzontalachse
H drehbar ist, kann die Schweißlinie des Werkstücks immer auf der Oberseite liegen,
so daß der Schweißvorgang in einer günstigen Stellung des Brenners, etwa im Sinne
einer Schweißung mit Abwärtsführung, durchf @hrbar ist.
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2) Da die Frciheitsgrade der Bewegung zwischen der Werkstückhalterung
und der Brennerhalterung aufgeteilt sind, ist die Konstruktion bei der erfindungs
genlaijen Vorrichtung einfacher im Vergleich mit einer Vorrichtung, bei der alle
Freiheitsgrade der Bewegung einer der Halterungen zugeordnet sind.
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3) Verglichen mit einer Vorrichtung zum Steuern der räumlichen Lage
nach üblichen zylindrischen Koordinaten oder Polarkoordinaten zur Durchführung des
automatischen Schweibeins kann die Schweißlinie des Werkstücks bei der Erfindung
sich allgemein in drei Richtungen, nämlich vor und zurìclL, seitlich und vertikal
erstrecken. Dementsprechend ist die Programmierung der automatischen Schweißung
einfacher. Auch sind bei der Steuervorrichtung nicht immer so komplizierte' Einrichtungen
wie eine Interpolationseinrichtung erforderlich.
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4) Da die T.,erkstückhalterung in einfacher Weise um die Horizontalachse
drehbar ist, kann das Werkstück betrüchtlich großere Abmessungen haben.
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5) Obwohl die Steuerung vom PTP-Typ ist, kann die Lage des gesteuerten
Gegenstands, also etwa des Brenners, kontinuierlich gesteuert werden, was eine betrachtlich
erhöhte Schweißgüte zur Folge hat.
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Patentansprüche: