DE2442725A1

DE2442725A1 - Automatische schweissvorrichtung

Info

Publication number: DE2442725A1
Application number: DE2442725A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Hozumi; Yukio Iwasaki; Hiroya Kano; Hideo Koyama; Shigeo Maruyama; Takashi Matsubara; Tatsuharu Oda
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1974-05-14
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE2442725B2

Description

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.
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.
2) Die mechanische Struktur, die für diejenige Halterung erforderlich ist, der alle notwendigen Freiheitsgrade zugeordnet worden sind, wird äußerst kompliziert.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Schweißvorrichtung wird im folgenden eingehend erläutert.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Alternativ können auch die Halterungen 61 und 62 um eine Horizontalachse drehbar sein, die in X-Richtung verläuft.
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.
Fig. 4 ist eine Perspektivansicht, die zeigt, wie das Werkstück G mit der Werkstückhalterung in Eingriff gelangt. Fig.
5 ist ein Querschnitt V-V nach Fig. 4. Das Werkstück G hat Schweißlinien Wi, W2, ... W10, ...
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
wird die Lage der Brennerhalterung in Z-kichtung gesteuert.
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.
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.
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.
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.
Auf diese Weise erfolgt bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die automatische Steuerung der Schweißvorrichtung.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
9 nicht kontinuierlich ist.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
hit dem Schieberegister 3' sind vier Schalter SW2 verbunden, deren jeder drei Bits von insgesamt zwölf Bits zugeordnet ist.
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.
@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.
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.
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.
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.
Zur gleichen Zeit wird unter Verwendung des Schalters SW2 eine Auswahl daraufhin durchgeführt, ob die Sewegung zu de!.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
i Durchführung von Korrekturen zur Zeit des Tests kann es erwünscht sein, andere Befehle oder Instruktionen einzufügen.
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.
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.
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.
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.
@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.
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.
Auf diese Welse wird die automatische Schweißvorrichtung @it einer Websteuereinrichtung versehe @inige Merkmale der erläuterten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend nochmals zusammengefaßt.
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.
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.
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.
4) Da die T.,erkstückhalterung in einfacher Weise um die Horizontalachse drehbar ist, kann das Werkstück betrüchtlich großere Abmessungen haben.
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.
Patentansprüche:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Automatische Schweißvorrichtung, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine um eine Achse () drehbare Halterung (15) für ein Yerkstück (G), eine drehbar angeordnete Halterung (18) für einen Schweißbrenner (TC), e.ine bewegliche Lagerung für mindestens eine der genannten halterungen (15, 18) derart, daß eine Einstellung der gegenseitigen Relativstellungen der Werkstückhalterung (15) und der Brennerhalterung (13) in bezug auf die drei Raumdimensionen möglich ist, und Steuermittel zum Steuern der Drehungen der Werkstückhalterung (15) und der Brennerhalterung (18) und der Einstellung der Relativstellungen in der beweglichen Lagerung.
2. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c Ii n e t , daß die bewegliche Lagerung eine bewegliche Einheit aufweist, die zur Bewegung in einer ersten Richtung (Y), einer zweiten Richtung (X), die zur ersten Richtung senkrecht verläuft, und einer dritten Richtung (Z), die zur ersten und zweiten Richtung senkrecht verläuft, ausgebildet ist, daß die Brennerhalterung (35) von der beweglichen Einheit um eine Achse () drehbar getragen wird, die sich in der dritten Richtung (Z) erstreckt, und daß die Werkstückhalterung (61) um eine Achse () drehbar ist, die sich in der ersten Richtung (Y) erstreckt.
3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , daß die bewegliche Einheit eine Fukirung (31), die in der ersten Richtung (Y) verläuft, bei der es sich um eine I-.orizontalrichtung hc.ndelt, einen Gleitteil (32), der entlang der Führung (31) Ln der ersten Richtung (Y) gleitend bewegbar ist, eine Sauie (,), die auf dem gleitenden Teil angeordnet ist und sich in der dritten Richtung (z) erstreckt und in dieser gleitend bewegbar ist, wobei die dritte Richtung eine Ver-tikalrichtung ist, und einen Arm (34) aufweist, der an dein einen Ende der Säule (33) in der zweiten Richtung (a) senkrecht zur ersten Richtung (Y) gleitend bewegbar gesichert ist, wobei die zweite Richtung eine Horizontalrichtung ist.
4. Schweißvorrichtung nach Anspruch 3, d. a d u r c h g e k e n n z e i c h n e -t , daß Ausgleichsmittel (38) zum Ausgleichen des Gewichts der Säule (33) vorgesehen sind.
5. Schweißvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Brenner (arc) so angeordnet ist, daß der Schweißpunkt auf einer axialen Verlängerungslinle des Brenners mit der Vertikalachse (#) ausgerichtet ist.
6. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lagerung eine bewegliche Einheit, die Bewegungen in einer ersten Richtung (Y) und in einer zweiten Richtung (£<), die senkrecht zur ersten Richtung verläuft, ausfähren kann, und einen Arm (17) aufweist; der in einer dritten Richtung (Z) bewegbar ist, die senkrecht zur ersten (Y) und zweiten (X) Richtung verläuft, daß die Werkstückhalterung (15) von der beweglichen Einheit um eine in der ersten Richtung (Y) sich erstreckende Achse () drehbar getragen ist, und daß die Schweißbrennerhalterung (18) von dem Arm (17) um eine in der dritten Richtung (z) verlaufende Achse ) drehbar getragen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die bewegliche Einheit enden schlitten (13), der in der zweiten Richtung (x) gleitend bewegbar ist, und einen Teil (14) aufweist, der auf dem Schlitten in der ersten Richtung (Y) gleitend bewegbar gesichert ist.
c3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Brenner (TC) so eingeordnet ist, daß der Schweißpunkt auf einer axialen Verlngerung des Brenners (TC) mit der Achse () ausgerichtet ist, die in der dritten Richtung (Z) verläuft.
9. Schweißvorriciltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Adapter (120; 130) lösbar an dem Ende des Brenners (tut) angeordnet ist und eine Nadel (124; 132"), die an ihrem spitzen Ende den Schweißpunkt (PT) anzeigt, und einen elastischen Verbindungsteil (122; 132) zum Tragen der Nadel aufweist.
1G. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die genannten Steuernittel aufweisen: Speichermittel zum Speichern der für die Steuerung erforderlichen Information, ein Schieberegister (3) zum Speichern der von den Speichermitteln ausgelesenen Information und einen Steuermechanismus (5), der aufgrund des Ausgangssignals des Schieberegisters (3) die Drehungen und Einstellungen steuert.
11. Schweißvorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Speichermittel einen ;chstreifen (T) und einen Lochstreifenleser (,) aufweisen.
12. Schweißvorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Mittel zur bereitstellung von für die Steuerung notwendiger Information vorgesehen sind, daß das Schieberegister ()) selektiv Inform:ition aus den Speichermitteln oder aus den Informationsbereitstellungsitiitteln aufnimtnt, und daß eine Schreibeinrichtung zum Einschreiben von aus dem Schieberegister ausgegebener Information in einen in den Speichermitteln verwendbaren Lochstreifen vorgesehen ist und das Einschreiben von für die Steuerung und Überprüfung der Operationen erforderlichen Informationen mittels einer Playback-Operation ermöglicht.
13. Schweißvorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Korrekturmittel vorgesehen sind zum Korrigieren von irrtümlich in den -fochstreifen eingeschriebener Information und so ausgebildet sind, daß während eines Testmodus die Information vom Lochstreifenleser über das Schieberegister zur Schreibeinrichtung und zum Steuermechanismus geführt wird und bei Ansprechen auf die Tätigkeit der Korrekturmittel die Information von den Informationsbereitstellungsntitteln, bevorzugt vor der Information vom Lochstreifenleser, über das Schieberegister zur Schreibeinrichtung und zum Steuermechanismus geführt wird.
14. Schweißvorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Steuermechanismus ein Servosystem enthält, das einen Servoverst@rker hat, der aufgrund der Information vom Schieberegister arbeitet, und daß der Steuermechanismus ferner einen Nulldetektor hat zum Lrzeugen eines Nullsignals bei Ansprechen darauf, da;3 der Ausgang des Servoverst$rkers in der Nähe von Null liegt, wobei das Nullsignal eine Fortschaltung der Informationsbereitstellungsmittel zum Laden eines Ausgangssignals derselben in das Schieberegister auslöst.
15. Schweißvorrichtung nach Anspruch 14, g e k e n n -z e i c ii n e t d u r c h einen Aufwärts-/Abwärts-Zähler, der mit dem Schieberegister zum Voreinstellen von dessen information zusammenarbeitet, einen Digital-Analog-Umsetzer zum Umsetzen der Information im ufwärts-/Abwärts-Zä'hler in eine analoge Form, eine Löschstufe zum Erzeugen eines Lo"schsignais zuitt schen der Information im Aufwärts-/ Abwärts-Zähler, und ein Flipflop, das durch das Nullsignal des Mullsignalgenerators gesetzt wird und durch das Löschsignal von der LBschstuSe rückgesetzt wird.
iö. chweißvorrlchtung nach Anspruch 1, d a durch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zum steuern des Neigungswinkels der Werkstückhalterung vorgesehen ist.
17. Schweißvorrichtug nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuermittel auch die Einrichtung zum Steuern des Neigungswinkels der Werkstückhalterung steuern.

L e e r s e i t e