DE3208435C2

DE3208435C2 - Steuerungsvorrichtung zum Führen eines Lichtbogenschweißautomaten

Info

Publication number: DE3208435C2
Application number: DE3208435A
Authority: DE
Inventors: Shunji Nagoya Aichi Mori
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1986-04-24
Also published as: SE8201383L; DE3208435A1; US4445022A

Abstract

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für einen Lichtbogen-Schweißautomaten speichert eine Steuerkonsole (10) die Schweißbedingungen bei Beendigung eines Schweißvorgangs. Wenn während der Durchführung des Schweißvorgangs eine Einstellung oder Unterbrechung desselben angewiesen wird, erfolgt das Schweißen unter den gespeicherten Schweißbedingungen, wobei ein Schweißautomat (16) an einem Unterbrechungspunkt angehalten wird. Die Steuerkonsole (10) enthält weiterhin zwei Speicher (34, 36) zur Speicherung der Position bzw. des Orts des Unterbrechungspunkts sowie einer augenblicklichen und der nächsten Position des Schweißautomaten (16) mit Koeffizienten für eine lineare Interpolation. Bei Wiederaufnahme des Schweißvorgangs nach einer Verschiebung des Schweißautomaten (16) vom Unterbrechungspunkt zu einem anderen Punkt wird ein Schweißkopf bzw. Schweißbrenner (18) automatisch längs einer Linie, die durch die beiden Punkte sowie durch mittels Berechnungen der Inhalte der Speicher (34, 36) interpolierte Punkte verläuft, zum Unterbrechungspunkt zurückgeführt. Der Schweißkopf (18) wird dabei über Vorgabepunkte (taught points) und ähnlich interpolierte Punkte bewegt.

Description

zelheiten oder Inhalte der Speicher nach Fig. 1,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Bewegungsbahn der Schweißkopfspitze bei Steuerung durch die Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5, 6 und 7 Diagramme zur Veranschaulichung der Einzelheiten bzw. Inhalte einiger Speicher bei der Anordnung nach Fig. 4,

Fig. 8 ein dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem zur Bestellung von Position (Ort) und Neigung des Arbeitsautomat-Hauptteils mit dem Schweißkopf bei der Anordnung nach Fig. 4, und

Fig. 9 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist eine bekannte Schweißautomat-Steuervorrichtung dargestellt. Diese Anordnung umfaßt eine Steuerkonsole 10 und einen Eingabe- bzw. Vorgabekasten 12 mit einer Anzahl von Richtungs(angabe)-Drucktasten 12 α. von denen bei der dargestellten Ausfuhrungsform zehn Drucktasten vorgesehen sinci, die äi zwei mit Plus- und Minuszeichen bezeichneten Zeilen sowie fünf mit den Buchstaben X, Y, Z, α bzw.ß bezeichneten Spalten zu je zwei Drucktasten angeordnet sind. Über der mit X bezeichneten Richtungs-Drucktaste 12 α ist eine Registrier- bzw. Aufzeichnungs-Drucktaste 12 b angeordnet.

Neben den Schaltern 24 α und 24 b enthält die Steuerkonsole 10 ein Tastenfeld 26 und eine Anzeigeeinheit 28, die in Fig. 1 mit CRTfw Kathodenstrahlröhre bezeichnet ist. Das Tastenfeld 26 enthält eine Anzahl ve η Tasten zur Einstellung der Schweißbedingungen für den jeweiligen Schweißvorgang. Die Steuerkonsole 10 umfaßt weiterhin eine Zentraleinheit 30, einen Steuerprogramm-Speicher 32, in dem ein Steuerprogramm gespeichert ist, einen ersten Speicher 34 zur Speicherung der Koordinaten der Positionen bzw. Orte einer Vielzahl von durch den Vorgabekasten 12 bestimmten Punkten sow^f-; einen zweiten Speicher 36 zur Speicherung der Schweißbedingungen an jedem der Punkte, an denen der jeweilige Lichtpunktschweißvorgang durchgefühn werden soll und weiterhin einen mit dem Vorgabekasten 12, den Schaltern 24 α und 24 b, dem Tastenfeld 26 und der Anzeigeeinheit 28 verbundenen Eingabe/Ausgabeanschluß 38.

Die Steuerkonsole 10 enthält weiterhin eine Sammelschiene 10 α, über welche die Zentraleinheit 30 veranlaßt werden kann, Signale zu und von den Speichern 32, 34 und 36 sowie zum und vom Eingabe/Ausgabeanschluß 38 zu liefern bzw. abzunehmen. Die Sammelschiene 10 c ist sowohl mit einem Lagenregler 40 als auch mit einem Schweißstromquellenregler 42 verbunden. Der Lagenregler 40 ist seinerseits an eine Arbeitsautomat-Ansteuereinheit 44 angeschlossen, die ihrerseits mit dem Hauptteil 16 des Arbeitsautomaten verbunden ist, während der Schweißstromquellen-Regler 42 mit der Schweißstromquelle 14 verbunden ist, die ihrerseits mit dem Schweißkopf 18 und dem Werkstück 26 verbunden ist.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 1 ist im folgenden anhand von Fig. 2, welche die Speicherinhalte von erstem und zweitem Speicher 34 bzw. 36 darstellt, sowie Fig. 3 erläutert, die eine Bewegungsbahn des Endes des Schweißkopfes 18 über dem Werkstück 26 darstellt. Die Richtungs(angabe)-Drucktaste 12 a des Vorgabekastens 12 wird e rtsprechend gedrückt, so daß der Schweißkopf 18 über den Eingabe/Ausgabeanschluß 32, die Sammelschiene 10 α, den Lagenregler 40 und die Ansteuereinheit 44 veranlaßt wird, sich zu einem ersten Punkt P₁ neben dem Werkstück 22 zu bewegen (vgl. Fig. 3). Sodann wird die Aufzeichnungs-Drucktaste 12 b gedrückt, um im ersten Speicher 34 drei 5 orthogonale Koordinaten X, Y und Z sowie die Lage α,β und γ des Schweißkopfes relativ zu den drei orthogonalen Achsen des betreffenden dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystems (nicht dargestellt) an dieser Stelle über den Eingabe/Ausgabeanschluß 34 und die Sammelschiene 10 α zu speichern. Dieser Vorgang wird für die folgenden Punkte am Werkstück 22 wiederholt, so daß im zweiten Speicher aufeinanderfolgend die Koordinaten der Positionen sowie der Lagen des Schweißkopfes an diesen Punkten gespeichert werden.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Schweißkopf 18 mittels des Vorgabekastens 12 auf die Positionen und Lagen an vier Punkten Ρ_γ bis <FJ programmiert, wobei der Speicher 34 mehrere Abschnitte 34-1, 34-2,... M-N, d. h. jeweils einen für jeden von N Punkten, aufweist

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden in jedem der vier Abschnitte 34-1 bis 34-4 die entsprechenden Koordinaten X_h Y₁ und Z₁ der Position sowie die Neigungen aj,ß, und y, (mit / = 1,2,3 oder 4) des Schweißkopfes an den PunLien P₁, P₂, I\ bzw. i$ gespeichert. Die restlichen Speicherabschnitte, die mit einem Speicherabschnitt IS-N enden, sind unbelegt, weil nur vier Punkte P₁ bis Ρ_Λ vorgegeben sind.

Anschließend werden am Tastenfeld 26 durch entsprechende Betätigung die Schweißbedingungen an jedem Punkt zur Durchführung des betreffenden Lichtbogenschweißvorgangs eingestellt, und über den Eingabe/Ausgabeanschluß 38 und die Sammelschiene 10 a im zweiten Speicher 36 abgespeichert. Mittels des Tasienfeldes 26 wird zunächst der Punkt P₁ als Schweiß-Ausgangspunkt festgelegt, wobei auf noch zu beschreibende Weise ein Befehl zur Einleitung eines Schweißvorgangs in einer passenden Position des zweiten Speichers 36 abgespeichert wird. Gemäß Fig. 2 ist der zwei'e Speicher 38 in mehrere Abschnitte 36-1, 36-2, ... 36-yV unterteilt, von denen jeder einem von N Punkten, wie im Fall des ersten Speichers 34, entspricht. Beim zweiten Speicher 36 ist jedoch der dem Schweiß-Ausgangspunkt zugeordnete erste Abschnitt 36-1 in zwei Unterabschnitte unterteilt. Der erste Unterabschnitt enthält eine erste Position 36 a, die dem ersten bzw. Schweiß-Ausgangspunkt P₁ zugewiesen ist, eine zweite Position 36 b, in welcher der Befehl zur Einleitung des Schweißvorgangs gespeichert ist, sowie drei weitere Positionen S6c bis 36*. Der zweite Unterabschnitt enthält vier Positionen, in denen die Schweißbedingungen am Punkt P₁ gespeichert sind, wobei seine erste Position mit 36/ bezeichnet ist.
Hierauf werden durch entsprechende Betätigung des Tastenfelds 26 die Schweißbedingungen, wie tichweißspannung, Schweißstrom, Schweißgeschwindigkeit usw., für einen zwischen den Punkten P₁ und /$ durchzuführenden Schweiii"organg im zweiten Unterabschnitt, ausgehend von der Position 36/, abgespeichert. Der zweite Unterabschnitt enthält weiterhin eine letzte Position, in welcher die durch einen nicht dargestellten Schweißeinleit-Zeitgeber gesetzte Schweißeinleitzeit Ten von 2 s gesetzt ist. Wie noch näher erläutert werden wird, beginnt diese ZA*, Ten mit dem Abschluß der Bestätigung aller programmierten Punkte. Im Anschluß hieran wird der beschriebene Vorgang für die Punkte P₁, /5,... wiederholt, an denen sich die Schweißbedingungen ändern sollen oder können; hierbei werden die

jeweiligen Schweißbedingungen in den Abschnitten 36-2,36-3,... des zweiten Speichers 36 gespeichert, bis der Endpunkt, an welchem der Schweißvorgang abgeschlossen ist, erreicht ist. Beim dargestellten Beispiel ist der Schweißvorgang am Punkt Ρ_Λ beendet. Aus diesem Grund sind in dem dem Punkt /J zugewiesenen Abschnitt 36-4 des zweiten Speichers 36 eine vorbestimmte, durch einen nicht dargestellten Schweißabschluß-Zeitgeber vorgegebene Schweißabschlußzeit sowie ein Befehl für die Beendigung des Schweißvorgangs zusätzlich zu den zwischen den Punkten /5 und /J erforderlichen Schweißbedingungen gespeichert. Die genannte Zeit beträgt gemäß Fig. 2 1,0 s.

Auf die beschriebene Weise wird eine Reihe von Schweißbedingungen zwischen Einleitung und Beendigung eines Schweißvorganges gesetzt und im zweiten Speicher 36 abgespeichert.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 erfolgt die Wiedergabe in der Automatikbetriebsart unter der Steuerung der Zentraleinheit 30. Genauer gesagt: Bei Ausgabe des Befehls zur Einleitung des Schweißvorgangs vom zweiten Speicher 36 bei Betätigung der Schweißeinleit-Drucktaste 24 α wird das Ende des Schweißkopfes 18 zum Anfang einer Schweißlinie mit den Punkten fj bis P_A geführt. Sodann bewegt sich der Schweißkopf 18 fortlaufend über die Schweißlinie, und zwar in der Reihenfolge der im ersten Speicher 34 gespeicherten Positionskoordinaten für diese Punkte und unter Einhaltung der im zweiten Speicher 36 gespeicherten Schweißbedingungen an den betreffenden Punkten nach Maßgabe der beiden Regler 40 und 42. Wenn der Schweißkopf 18 schließlich den Punkt /J erreicht, wird vom zweiten Speicher 36 ein Befehl zum Abschluß des Schweißvorgangs ausgegeben, so daß der Schweißkopf am Punkt P₄ angehalten wird.

Während dieses Schwcißvofgangs kann es sich aus irgendeinem Grund als erforderlich erweisen, den Schweißunterbrechungsschalter 24 ή zu betätigen. Für diesen Zweck enthält der erste Abschnitt 36-1 des zweiten Speichers 36 die sich an die Position 36 b anschließenden Positionen 36 c, 36 dund 36 e, wobei der Befehl für Einleitung des Schweißvorgangs im ersten Unterabschnitt der Position 36 b gespeichert ist. In den Positionen 36 c bis 36 e sind die Schweißbedingungen kurz vor dem Befehl zur Beendigung des Schweißvorgangs zusätzlich zu den Bedingungen am genannten Punkt gespeichert. Nach dargestelltem Beispiel ist in der Position 36 c eine Spannung von 20 Volt am Punkt P₄ gespeichert, während für die anderen Punkte P₁ bis P₁ Spannungen von 50,45 bzw. 40 Volt vorgegeben sind; in der Position 36 b ist eine Stromstärke von 10 A gespeichert, während die anderen Stromstärken 200,150 bzw. 100 A betragen. In der Position 36 c ist die durch einen Schweißabschluß-Zeitgeber (nicht dargestellt) vorgegebene Schweißzeit von 1,0 s gespeichert.

In Abhängigkeit von der Betätigung des Schalters 24 b liest die Zentraleinheit 30 die Bedingungen zur Vermeidung von Endkratern aus dem zweiten Speicher 36 aus, um ein entsprechendes Signal zum Schweißstromquellen-Regler 42 für die Ansteuerung der Schweißstromquelle 14 zu liefern, die ihrerseits sodann den Schweißvorgang unter den vorgegebenen Bedingungen zur Vermeidung von Endkratern durchführt. Gleichzeitig liefert die Zentraleinheit 30 ein Unterbrechungssignai zum Lagenregler 40, um den Hauptteil 16 des Arbeitsautomaten und damit den Schweißkopf 18 zur Unterbrechung des Schweißvorgangs abzuschalten.

Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß bei Betätigung des Unterbrechungs-Schalters 24 b die Entstehung von Schweißfehlern am Werkstück verhindert und dadurch das Unbrauchbarwerden teurer Werkstücke vermieden werden.

Jn Fig. 4, in welcher den Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind, ist die Erfindung dargestellt, die sich von der bekannten Vorrichtung nach F i g. 1 dadurch unterscheidet, daß gemäß Fig. 4 ein dritter Speicher 46 und ein vierter Speicher 48 zusätzlich über die Sammelschiene 10 α an die Zentraleinheit 30 angeschlossen sind, um dieser Signale zuzuführen bzw. Signale von ihr abzunehmen, während das Tastenfeld 26 und die Anzeigeeinheit 28 lediglich aus Vereinfachungsgründen weggelassen sind.
Der erste Speicher 24 enthält gemäß Fiß. 5 (N + 2)

Abschnitte 24-1 24-2, 2A-(N + L) und 24-(yV+ 2),

die den betreffenden Abschnitten des Speichers 24 gemäß Fig. 2 entsprechen, nur mit dem Unterschied, daß die Luge oder Neigung des Schweißkopfes durch a οηάβ ausgedrückt ist. Der vorher angegebene Parameter y ist weggelassen, weil α, β und y eine bestimmte Beziehung (zueinander) besitzen. Mittels des Eingabe- oder Vergabekastens 12 ist somit der Snhweißkopf 18 auf (/V + 2) *>u"kte am Werkstück 22 eingestellt worden.

Der dritte Speicher 46 umgaßt gemäß Fig. 6 einen einzigen Abschnitt, in welchem Koordinaten X, Y, Z, a undjS für eine Position eines Unterbrechungspunkts auf dieselbe Weise wie in jedem Abschnitt des zweiten Speichers 34 gemäß Fig. 5 gespeichert sind.

Der vierte Speicher 48 speichert Koeffizienten Tür eine dreidimensionale lineare Interpolation sowie für die derzeitige und die nächsten, folgenden Positionen des Schweißkopfes 18. Gemäß Fig. 7 hat dieser Speicher 48 einen Abschnitt 50, in welchem Koeffizienten A_x, Ay, A₂, A_a und A_ß für die dreidimensionale, lineare Interpolation gespeichert sind, einen Abschnitt 52, in welchem Koordinaten X_curn Y_curn Z_cu,„ a_curr undA„„ Tür die jeweilige Position des Schweißkopfes 18 gespeichert sind, sowie einen Abschnitt 54, welcher Koordinaten XfiXT, >W. Z,v._vr, ^ffM/ und./?**/· für die jeweils nächste Position gespeichert enthält. Der am Hauptteil 16 des Arbeitsautomaten angebrachte Schweißkopf 18 weist ein Ende bzw. eine Spitze auf, dessen bzw. deren Position durch drei Koordinaten X, Y und Z eines dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystems der Art gemäß Fig. 8 ausgedrückt ist, während seine bzw. ihre Lage oder Neigung durch Winkel α und j8 relativ z^ den Koordinatsnachsen X, Y und Z ausgedrückt ist. Der Hauptteil 16 weist außerdem ein Gelenksystem aus Gelenken J₁, J₂, J₃, J₄ und J₅ mit den jeweiligen Winkeln 0,, 0₂, 0₃, 0₄ bzw. 0₅ gemäß Fig. 8 auf.

Die Position des Schweißkopfendes und die Lage bzw. Neigung des Schweißkopfes sind somit durch die Koordinaten des orthogonalen Koordinatensystems ausgedrückt, das im folgenden als Ortsvektor P (X, Y, Z, a,ß) bezeichnet ist, während die Koordinaten des Gelenksystems im folgenden als Differenzen-Vektor H (θ,, 0₂, 0₃, 0₄, 0₅) bezeichnet sind. In diesem Fall gelten die Beziehungen

65 und

M H

M¹P

zwischen den Vektoren P und H, wobei M eine Matrix für Koordinatentransformation und M ' eine Matrix für

- Λ/

'curr ·

ιο

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inverse Koordinatentransformation bezeichnen.

Im folgenden ist der Lagenregler40 beschrieben. Dieser besteht aus einem digitalen Servomechanismus. Im einzelnen überträgt die Zentraleinheit 30 Winkelverschicbungen Δ Θ,, Δ Θ₂, Δ Θι, Δ Θ₄ und Δ Θ$ für die zu iindernden Punkte J₁ bis Λ in einer äußerst kurzen Zeitspanne j. T über die Sammelschiene 10 α zum Lagenregler 40. Bei Eingang der Winkelverschiebungen Δ Θ\ bis Δ Θ? liefert der Lagenregler 40 eine Befehlsgeschwindigkeit zur Arbeitsautomat-Ansteuereinheit 44 /weeks Steuerung der Positionierung des Arbeitsautomaten-Hauptteils 16 in der Weise, daß die Winkelverschiebungen Null betragende Fehler relativ zu Positionen besitzen, die von einem nicht dargestellten Positionsmelder mittels langsamer Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeit des Arbeitsautomat-Hauptteils bzw. des Schweißkopfes rückgekoppelt werden.

Die uiciunftcMSiufiaic lineare interpolation Wird WiC

folgt durchgeführt: Wie erwähnt, sind im ersten Speicher 34 die Positions- bzw. Ortsdaten gespeichert, die durch den Vorgabekasten 12 mittels der Vorgabekoordinaten für die Positionen der Punkte bezüglich des dreidimensionalen orthogonalen Koordinatensystems gemäß Fig. 5 vorgegeben wurden, wie dies in den Abschnitten 34-1 34-/V, 34-(N + 1) und 34-(W+ 2) des

ersten Speichers 34 dargestellt ist. Beispielsweise entsprechen die in den Abschnitten 34-N, 34-(N+ 1) und 34-(N + 2) dargestellten Ortsdaten den Punkten P_n, P_n+ , und P_n+2 gemäß Fig. 9.

Es se, nunmehr angenommen, daß eine dreidimensionale lineare Interpolation zwischen dem Punkt P_n, dessen Koordinaten durch einen Vektor P_n (X_n, Y_n, Z_n, a_N, ßv) in bezug auf das orthogonale Koordinatensystem ausgedrückt sind, und dem Punkt P_n+I, dessen Koordinaten auf ähnliche Weise durch einen Vektor /Jy₊₁ (X_n+ ;, Y_n+ ,, Z_n+ i, a_N+ ;,ß_Ni ;) ausgedrückt sind, vorgenommen wird. Unter den vorausgesetzten Bedingungen besitzt ein zwischen den Punkten P_n und P_N+\ verlaufender Abschnitt einer geraden Linie P_nP_n+ \ eine durch einen Richtungsvektor A_n (A_x, A_y, A₂, A_n, Ag) ausgedrückte Richtung.

Sodann werden die Koordinaten des jeweiligen bzw. augenblicklichen Punktes P_n zu einem Orthogonal-Untcrabschnitt 52 α im Abschnitt 52 des vierten Speichers 48 übertragen. Diese übertragenen Koordinaten bilden einen augenblicklichen Vektor P_curr Der Punkt P_n wird durch Berechnung der Gelenk- bzw. Verbindungskoordinaten nach Gleichung (2) und Berechnung eines augenblicklichen Vektors //„„entsprechend folgender Gleichung erreicht:

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50

Der genannte, auf diese Weise berechnete Vektor H_111n wird zu einem Gelenk- bzw. Verbindungsunterabschnitt 52 b im Abschnitt 52 des vierten Speichers 48 übertragen und darin gespeichert.

Wenn beispielsweise die orthogonalen Koordinaten nach dem kleinen bzw._Minuten-Zeitintervall Λ Τ als nächstfolgender Vektor J^_{1 r} bezeichnet werden, werden der Richtungsvektor A_n sowie eine Bewegungsgeschwindigkeit F des Schweißkopfes zur Berechnung des nächstfolgenden Vektors

P_m +A_n-F-AT

herangezogen. Der so berechnete nächste Vektor P_NXT wird zum Orthogonal-Unterabschnitt54 α im Abschnitt 54 des vierten Speichers 48 übertragen und in diesem gespeichert. Sodann wird der folgende nächste Vektor H_NXT auf ähnliche Weise wie in Verbindung mit dem augenblicklichen Vektor H_cu„ berechnet. Für den nächsten folgenden Vektor H_NXT gilt:

ΗNXT ⁼ Λ/ ' Ρ_Νχτ ■

Dieser Vektor H_NXT wird zu einem Verbindungs-Unterabschnitt 54 b im Abschnitt 54 des vierten Speichers 48 übertragen und darin abgespeichert.

Ein Differenzenvektor Δ Η zwischen dem augenblicklichen Vektor H_cun und dem nächstfolgenden Vektor H_NXT läßt sich somit ausdrücken zu:

AH = H_NXT - H_cu„.

Dieser Diffcrcnzcnvcktcr Δ H gibt die Winkelverschiebungen an, um welche die betreffenden Gelenke oder Verbindungen während des genannten Zeitintervalls A T verschoben werden sollen, und diese Differenz wird zum Lagenregler 40 übertragen.

Die beschriebenen Regelungen oder Steuerungen erfolgen in den genannten Zeitintervallen Δ Τ, so daß die Schweißkopfspitze mit der Bewegungsgeschwindigkeit F auf dem Abschnitt der geraden Linie P_nP_n+I in den kleinen bzw. Minuten-Zeitintervallen A T laufen kann. Auch wenn die Geschwindigkeit F zu den Zeitintervallen A T variiert wird, ist ein Nachfolgebetrieb möglich.

Während die Schweißkopfspitze die gerade Linie P_nP_n+ ι abläuft, kann der Schweißvorgang aus irgendeinem Grund unterbrochen bzw. eingestellt werden. Im vorliegenden Fall sei angenommen, daß der Unterbrechungs-Schalter 24 b betätigt wird, wenn die Schweißkopfspitze einen Punkt P_s (vgl. Fig. 9) zwischen den Punkten P_n und P_n+ι erreicht hat, um dadurch die Unterbrechung des laufenden Schweißvorgangs anzuweisen. Unter den angenommenen Bedingungen wird eine Befehlsvektorwinkelverschiebung Δ Η zum Lagenregler 40 übertragen, während diese Winkelverschiebung Δ H zum Zeitintervall A T nach der Betätigung der Unterbrechungs-Drucktaste 24 6 bis zum Anhalten des Schweißkopfes in einer Stellung, in welcher seine Spitze einem Punkt PJ auf der Linie P_nP_n <, gemäß Fig. 9 zugewandt ist, zu Null reduziert wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß zu diesem Zeitpunkt der Schweißvorgang in einer eine Kraterbildung verhindernden Weise in Abhängigkeit von den in Verbindung mit Fig. 1 bis 3 beschriebenen Bedingungen durchgeführt wird. Wie im Fall der Vorrichtung gemäß Fig. 1 wird somit ein einwandfreies Schweißergebnis erzielt.

Nach dem Anhalten der Schweißkopfspitze am Punkt PJ werden Komponenten des augenblicklichen Vektors P_mrr zum dritten Speicher 46, d. h. zum Abschnitt 46-1 übertragen und darin als Koordinaten eines Einstelloder Unterbrechungspunktes gespeichert. Es sei angenommen, daß nach der Speicherung der Koordinaten des Unterbrechungspunkts im Speicher 46 der Schweißkopf von Hand zu einem Punkt P_R bewegt wird, der gemäß Fig. 9 gegenüber der geraden Linie P_nP_n+ ι versetzt ist, und der Schweißzustand am Punkt PJ untersucht wird, worauf der Schweißeinleit-Schalter 24 α gedrückt wird.

Unter den vorausgesetzten Bedingungen wird ein Richtungsvektor A_R eines Abschnitts einer geraden Linie zwischen dem Punkt/fc und dem Unterbrechungspunkt PJ berechnet Sodann erfolgt die Steuerung

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oder Regelung auf ähnliche Weise, wie vorher beschrieben, so daß die Schweißkopfspitze zum Unterbrechungspunkt /Y bewegt und der Schweißkopf an dieser Stelle angehalten wird. Anschließend erfolgen die beschriebenen Regel- bzw. Steuervorgänge in der Weise, daß der Schweißvorgang längs eines Stücks einer geraden Linie /Y P_n+ ι fortgeführt wird, bis die Wiederaufnahme des Schweißvorgangs am Punkt P_n+ , abgeschlossen ist.

Hierauf erfolgt der Schweißvorgang längs eines Ab-Schnitts einer geraden Linie zwischen den Punkten P_n+ , und P_n+2 nach Maßgabe der Inhalte von erstem und zweitem Speicher 34 bzw. 36, bis der Schweißvorgang am Punkt P_n+2 abgeschlossen ist.

Obgleich die Ausführungsform nach Fig. 4 nicht in Verbindung mit den Schweißbedingungen beschrieben worden ist, ist daraufhinzuweisen, daß durch Speicherung der Schweißbedingungen bei einer Schweißunterbrechung im ersten Speicher 36 auf die in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Weise die betreffenden Schweißbedingungen bei Wiederaufnahme des Schweißvorgangs wiederhergestellt werden können.

Da bei der Anordnung nach Fig. 4 die Position bzw. der Ort eines Unterbrechungspunkts gespeichert wird, erfolgt der Sch weiß Vorgang längs der durch den Vorgabekasten vorgegebenen Schweißlinie, auch wenn der betreffende Schweißvorgang unterbrochen und wieder aufgenommen wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Steuerungsvorrichtung zum Führen eines Lichtbogen-Schweißautomaten längs einer Werkstückfuge von Punkt zu Punkt, bestehend aus einer Antriebseinheit mit Lageregeleinheit, einer Regeleinheit für eine Schweißstromquelle, einem ersten Speicher für die Koordinaten einer Vielzahl von Punkten, einem zweiten Speicher zur Speicherung von den vorgegebenen Punkten mittels einer ersten Eingabeeinheit zuzuordnenden Schweißbedingungen, einer zweiten Eingabeeinheit zur Aufnahme und zur willkürlichen Unterbrechung des Schweißprogramms und einer Zentraleinheit, die bei will- kürlicher Unterbrechung Speicherinhalte entsprechend dem Zustand der Steuerungsvorrichtung nach Abschluß des Schweißprogrammes ausliest und die einsprechenden Signale der Regeleinheit und der Lsgeregeleinheit zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Speicher (46) vorgesehen ist, der bei willkürlicher Unterbrechung die Koordinaten des auf dem Werkstück gelegenen Unterbrechungspunktes speichert, ein vierter Speicher (48) vorgesehen ist, der bei willkürlicher Unterbrechung Interpolationskoeffiuenten, Koordinaten eines augenblicklich vom Schweißautomaten erreichten Punktes im Raum sowie Koordinaten eines nächstfolgenden vom Schweißautomaten zu erreichender Punktes auf dem Werkstück speichert, und daß die Zentraleinheit (30) bei Wiederaufnahme des ,Schweißvovganges. die Koordinaten des Unterbrechungspunktes aus dem dritten Speicher (46) ausliest und die ausgelesen η Koordinaten mit den aus dem vierten Speicher (48) ausgelesenen Koordinaten für den augenblicklich vom Schweißautomaten erreichten Punkt im Raum vergleicht und ein Signal an die Lageregeleinheit (40) liefert.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im vierten Speicher (48) gespeicherten Interpolationskoeffizienten zur Durchführung einer dreidimensionalen linearen Interpolation heranziehbar sind.

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Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zum Führen eines Lichtbogen-Schweißautomaten längs einer Werkstückfuge von Punkt zu Punkt, bestehend aus einer Antriebseinheit mit Lageregeleinheit, einer Regelcinheit für eine Schweißstromquelle, einem ersten Speicher für die Koordinaten einer Vielzahl von Punkten, einem zweiten Speicher zur Speicherung von den vorgegebenen Punkten mittels einer ersten Eingabeeinheit zuzuordnenden Schweißbedingungen, einer zweiten Eingabeeinheit zur Aufnahme und zur willkürlichen Unterbrechung des Schweißprogramms und einer Zentraleinheit, die bei willkürlicher Unterbrechung Speicherinhalte entsprechend dem Zustand der Steuerungsvorrichtung nach Abschluß des Schweißprogrammes ausliest und die entsprechenden Signale der Regeleinheit und der Lageregeleinheit zuführt.

Eine derartige Steuerungsvorrichtung zum Führen eines Lichtbogenschweißautomaten längs einer Werkstücksfugc von Punkt zu Punkt ist aus der US-PS 79 602 bekannt. Bei dieser bekannten Steuervorrichtung wird eine Lagesteuerung eines Schweißarmes relativ zu einem Werkstück in einer voreingestellten relativen Geschwindigkeit innerhalb eines Koordinatensystems mit drei senkrecht zueinander verlaufenden Achsen durchgeführt. Die bekannte Steuerungsvorrichtung enthält auch eine Datenverarbeitungseinheit, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, der dazu dient, aufeinanderfolgende Interpolations-Positione« zwischen zwei voreingestellten Punkten zu berechnen, wobei dann die Ergebnisse dieser Berechnung als Positions-Instmktionen an das Gerät geliefert werden.

Jedoch ergeben sich bei dieser bekannten Steuerungsvorrichtung dann Schwierigkeiten, wenn das Schweißprogramm aus irgendwelchen Gründen unterbrochen werden muß.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Steuerungsvorrichtung zum Führen eines Lichtbogen-Schweißautomaten längs einer Werkstückfuge von Punkt zu Punkt derart zu verbessern, daß das Schweißprogramm an jeder beliebigen Stelle problemlos unterbrochen werden kann und nach einer Unterbrechung und Wiederaufnahme des Schweißprogramms unmittelbar das Schweißprogramm an der Unterbrechungsstelle fortgesetzt werden kann.

Ausgehend von der Steuerungsvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein dritterSpeicher vorgesehen ist, der bei willkürlicher Unterbrechung die Koordinaten des auf dem Werkstück gelegenen Unterbrechungspunktes speichert, ein vierter Speicher vorgesehen ist, der bei willkürlicher Unterbrechung Interpolationskoeffizienten, Koordinaten eines augenblicklichen vom Schweißautomaten erreichten Punktes im Raum sowie Koordinaten eines nächstfolgenden vom Schweißautomaten zu erreichenden Punktes auf dem Werkstück speichert, und daß die Zentraleinheit bei Wiederaufnahme des Schweißvorganges die Koordinaten des Unterbrechungspunktes aus dem drtten Speicher ausliest und die ausgelesenen Koordinaten mit den aus dem vierten Speicher ausgelesenen Koordinaten für den augenblicklich vom Schweißautomaten erreichten Punkt im Raum vergleicht und ein Signal an die Lageregeleinheit liefert.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist beispielsweise im dritten Speicher die Position eines Unterbrechungspunkies speicherbar, so daß bei Einspeisung eines die Wiederaufnahme des Schweißvorganges befehlenden Signals der Schweißautomat automatisch in die im dritten Speicher aufgezeichnete Position fährt und anschließend das Lichtbogenschweißen wieder aufnimmt.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung erlaubt somit bei Einspeisung eines die Wiederaufnahme des Schweißvorganges befehlenden Signals die automatische Rückkehr des Schweißautomaten zum Unterbrechungspunkt, selbst wenn dieser Schweißautomat während der Unterbrechung des Schweißvorganges in irgendeine andere beliebige Position gefahren ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein teilweise in Seitenansicht gehaltenes Blockschaltbild einer bekannten Schweißautomat-Steuervorrichtung,

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der F.in-