DE2442725B2 - Automatische Schweißvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Schweißvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Schweißvorrichtung dieser Art (US-PS 21 91 476) ist die Schweißbrennerhalterung in drei zueinander senkrechten Bewegungsrichtungen bewegbar. Insbesondere bei Werkstücken mit komplizierter dreidimensionaler Gestalt sind jedoch diese Bewegungsmöglichkeiten nicht ausreichend, die Schweißung unter optimaler gegenseitiger Lagezuordnung von Werkstück und Brennerhalterung durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Schweißvorrichtung zu schaffen, mit der sich gesteuert auch bei komplizierter gestalteten Werkstücken Schweißungen in günstiger Relativlage von Werkstück und Brennerhalterung und da mit unter günstigen Schweißbedingungen durchführen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Schweißvorrichtung so ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Um eine Achse drehbare Werkstückhalterungen von Schweißvorrichtungen sind zwar aus den US-PS 29 12 562 und 29 38 997 und drehbare Brennerhalterungen aus der US-PS 29 03 566 bekannt; hieraus ergibt sich jedoch keine Anregung, sowohl eine Drehbarkeit der Werkstückhalterung als auch eine Drehbarkeit der Brennerhalterung um zueinander senkrechte Achsen vorzusehen.

Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung besitzt eine besonders große Anzahl von Bewegungsmöglichkeiten der Werkstückhalterung und der Brennerhalterung, so daß der Schweißvorgang stets in optimaler gegenseitiger Lage von Werkstück und Brenner durchgeführt werden kann. Insbesondere kann immer von oben her geschweißt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 14 angegeben. Von besonderer Bedeutung sind die in Anspruch 7 gekennzeichnete Ausbildung der Steuerung und deren Weiterbildungen. Hierdurch wird eine Steuerung des PTP-Typs (Point-to-Point), der sich generell durch einfache Konstruktion auszeichnet, aber ein Stoppen des Schweißvorgangs an jedem Steuerpunkt nach sich zieht, in Richtung auf eine kontinuierliche Arbeitsweise gemäß dem CP-Typ (Continuos Path) verbessert

Die Erfindung wird im folgenden anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1A eine Perspektivansicht einer automatischen Schweißvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

F i g. 1B eine Perspektivansicht, die zeigt, wie ein Werkstück an der Werkstückhalterung gesichert wird;

F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht des Schweißbrenners und des Arms der Vorrichtung nach F i g. 1;

Fig.3 eine Perspektivansicht einer automatischen Schweißvorrichtung gemäß einem weiteren AusführunesbeisiDiei:

Fig.4 eine Perspektivansicht, die zeigt, wie ein Werkstück an der Werkstückhalterung gesichert wird; F i g. 5 einen Schnitt V- Vnach F i g. 4; F i g. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Brenners zuai 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; F i g. 8 einen Schnitt, der zeigt, wie ein Adapter eines anderen Ausführungsbeispiels 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;

F i g. 11 ein Blockschaltbild, das die Lagesteuervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt;

F i g. 12 ein Zeitdiagramm eines üblichen Systems; F i g. 13 ein Zeitdiagramm des Systems nach F i g. 11; F i g. 14 ein Blockschaltbild einer numerischen Steuereinheit ähnlich der nach F i g. 9, jedoch dieser gegenüber verbessert;

Fig. 15 eine Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, das gegenüber dem nach Fig.3 verbessert ist.

Fig. IA ist eine vollständige Perspektivansicht einer automatischen Schweißvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, während Fig. IB eine Perspektivansicht ist, die zeigt, wie ein Werkstück an der Werkstückhalterung gesichert wird. Die automatische Schweißvorrichtung ist so aufgebaut, daß die Halterung des Werkstücks G sich in der Richtung Vvor und zurück sowie in einer seitlichen Richtung X bewegen kann und sich um eine Horizontalachse H drehen kann und die Halterung für den Brenner TCsich in einer Vertikalrichtung Z bewegen und sich um eine Ver'tikalachse L drehen kann. Ferner ist eine Steuervorrichtung 19 vorgesehen, die zur automatischen Steuerung der Bewegungen und Drehwinkelstellungen des Werkstücks G und des Brenners TCdient.

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 A"-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 Kugelmutier 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 dii. Horizontalachse H drehbar, die in derselben Richtung wie die Y-Richtung verläuft, wie das durch den

b5 Drehwinkel θ 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 wählbar, daß sie in derselben Richtung wie die X-Richtung verläuft

Ein 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 für den Brenner TC, die um die Vertikalachse L in der in der Zeichung mit Φ 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 Obereinstimmung bringbar ist, wie das im einzelnen in F i g. 2 gezeigt ist. Ferner wird der Befestigungswinkel für den Brenner TC nach Maßgabe der Art des durchzuführenden Schweißvorgangs, wie Stumpf-, Hohlkehlschweißen 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 TQ 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 derart vorgenommen wird, daß der Schweißpunkt PT entlang einer Schweißlinie des Werkstücks G liegt, 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 Verükalachse L liegt, bleibt die Lage des Schweißpunktes gegenüber Drehungen der Halterung 18 in Φ-Richtung konstant Daher kann die Stellung des Brenners TCnach Belieben geändert werden, und zwar bezüglich desselben Schweißpunktes 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 ^-Richtung, was einen befriedigenden Betrieb ermöglicht Ferner ergibt sich keine gegenseitig störende Beeinflussung des Rahmenteils 16 mit der Befestigung des Werkstücks Can 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 ίο verändern. Bei jedem der Antriebsmotoren kann es sich um eine Hydraulikeinheit oddgL handeln. Schließlich kann es sich bei dem Brenner TC um einen Brenner für einen M IG-Schweiß Vorgang oder um einen Brenner für einen TIG-SchweiBvorgang 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 FDr dieses Ausführungsbeispiel ist charakteristisch, daß die Brennerhalterung 35 in der Vor- und Zurückrichtung Y, in einer seitlichen Richtung Xund in der Vertikalrichtung Zbewegbar und um die Vertikalachse L drehbar ist Gemäß F i g. 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 Ein Arm 34, der in der seitlichen A"-Richtung bewegbar ist ist vom unteren Ende der Säule 33 getragen und von einem für sich bekannten Motor (nicht gezeigt) getrieben. Die Brennerhalterung 35 ist vom Vorderende des Arms 34 getragen und ist um eine Vertikalachse L in Φ-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 Schweißpunktes des Brenners TC auf der Vertikalachse L lokalisiert werden kann, oder der Befestigungswinkel wird entsprechend dem Aufbau des Werkstücks so geeignet gewählt

Die Werkstückhalterungen 61 und 62 sind einander gegenüberliegend unterhalb der Führung 31 gesichert und in der β-Richtung um die gemeinsame Horizontalachse H drehbar, die in ^Richtung liegt Bei dieser ss Ausführungsfonn sind auf dem Halterungsscheiben 61 und 62 vier langgestreckte Locher 61a bzw. 62a ausgebildet Die Halterung 61 ist fest auf einer Grundplatte 31* 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 31 a gesichert und um die Achse Hdrehbar.

Alternativ können auch die Halterungen 61 und 62 um eine Horhzontalachse drehbar sein, die in X-Richtung verläuft

Eine Einheit 38 ist dazu vorgesehen, das Gewicht der Säule 33 des Anns 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 386 und 38c; die im bewegbaren Teil 32 um die Horizontalachse drehbar angeordnet sind, aus Rollen 3Sd und 38e, die im bewegbaren Teil 32 um die Vertikalachse drehbar angeordnet sind, aus einer Rolle 38/; die im oberen Teil des einen Endes der Führung 31 um die Horizontalachse drehbar angeordnet ist, aus einem Draht 3Sg und einem Gewicht 38Λ. Der Draht 3Sg ist mit seinem einen Ende am anderen Ende der Führung 31 gesichert, d. h. an dem der Rolle 38/entgegengesetzten Ende, und ist um die Rollen 3Sd, 3Sb, 38a, 38c und 38/ geführt und trägt an seinem anderen Ende das Gewicht 38A. Der Wert des Gewichts 38/) ist so bemessen, daß er die Hälfte des Gesamtgewichts der Säule 33, des Arms is 34, der Halterung 35 und des dafür bestimmten Antriebsmotors und des Brenners TCbeträgt.

F i g. 4 ist eine Perspektivansicht, die zeigt, wie das Werkstück G mit der Werkstückhalterung in Eingriff gelangt F i g. 5 ist ein Querschnitt V- V nach F i g. 4. Das Werkstück G hat Schweißlinien W1, W2,... WlO, ...

Die Arbeitsweise wird jetzt unter Bezugnahme auf Fi g. 3 bis 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 TlC wird an der Halterung 35 so gesichert, daß die Lage des Schweißpunkts mit der Vertikalachse L zusammenbringbar ist und der Brenner sich unter einem geeigneten Neigungswinkel befindet.

Die Programmierung wird mittels der Steuervorrichtung 37 durchgeführt, wobei die Lage des Schweißpunktes sich entlang der Schweißlinien Wl,.., W10,... des Werkstücks G bewegen kann unter Einhaltung einer für den Schweißvorgang günstigen Stellung des Werk-Stücks und des Brenners in bezug aufeinander.

Zunächst wird das Werkstück G in einer solchen Stellung geschweißt daß dabei die Schweißlinien Wl, W2 und W3, W4 mit Abwärtsführung geschweißt werdea Dann werden die Halterungen 61 und 62 gemäß « F i g. 5 um 90° nach rechts gedreht, bis die Schweißlinien W5, W6 und WT, Wt mit den in Fig.4 und 5 gezeigten Stellungen der Schweißlinien Wl, 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 90° 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 werdea wahrend die drehwinkelmäßige Stellung des Brenners 7Cgeändert wird.

Da bei dem Ausführungsbeispiel die Lage des Schweißpunktes des Brenners TC auf der Vertikalachse L liegt, ändert sich die Lage des Schweißpunkts nicht so gegenüber Drehungen der Halterungen 35, was zur Folge hat, daß dos Programm vereinfacht wird. Da ferner die Halterung 62 in Richtung der Horizontalachse //verschiebbar und in Θ-Richtung drehbar ist, kann eine durch das Schweißen verursachte Streckung oder Torsion des Werkstücks aufgefangen werden, und die Halterung 61 und deren 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 die selbe Last, wie wenn die Säule 33 nach unten bewegt wird.

Vorstehend wurde der Schweißvorgang unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der F i g. 3 erläutert. Im wesentlichen der gleiche Schweißvorgang wird jedoch auch bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 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 Adapier 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 verlängernden Linie liegt mit den Schweißlinien des zu schweißenden Werkstücks in Übereinstimmung gelangen kann. In diesem Fall wird bei dem in F i g. 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 desselben 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 würde dazu führen, daß das den Schweißpunkt anzeigende Vorderende des Füllmetallstücks oder der Nadel in bezug auf seine Lage verändert 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 Oberwindung 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 tragender elastischen Tragteil und kann vom Vorderende des Brenners entfernt werden.

Vor einer eingehenden Beschreibung eines solchen Adapters wird der zum MIG-Schweißen dienende, in Fi g. 6 gezeigte Brenner, der im Handel erhältlich ist, in seinen Grundzügen erläutert: Der Brennerhohlkörper 110 wird außen von Isolierstoff 111 umgeben. Eine

Hohlspitze 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 Isolierhülle Ul 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 vorn Vordcrcndc des Brenners TC lösbare Adapter wird jetzt unter Bezugnahme auf F i g. 7 und 8 erläutert: Gemäß F' i g. 7 ist der Adapter 120 lösbar am Vorderende der Isolierhülse 111 des Brenner TC gesichert. Ein Gewinde 12Γ 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 Außendurchmesser des Vorderendes 123' des elastischen Tragteils ist so gewählt, daß er gleich dem Außendurchmesser des Vorderendes der Düse ist, und der Abstand zwischen dem Vorderende des elastischen Tragteils 122 und dem Schweißpunkt PTam Vorderende der Nadel 124 ist so gewählt, daß er gleich dem Abstand LH zwischen dem Vorderen' Ie 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 13Γ 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 Pl 'übereinstimmt wenn der Adapter 130 an die Isolier hülse Ul angesetzt ist Das Basisende des elastischen Tragteils 132 ist nicht kompressibel, wobei die Abmessung dieses nichtkompressiblen Teils so gewählt ist, daß sie auf jeden Fail 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 7TC; 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 Trägteils 132 und dem Schweißpunkt PTam 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 12Γ bzw. 13Γ 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

ίο 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 !Compression) 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 Schweißvorganges bei jeder Stellung. In einem solchen Fall muß 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 Mundstück 114, die Düse 115 und das Füllmetallstück 113 werden wieder angebracht, wie in F i g. 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

«o Außendurchmesser der Düse sind, und der Abstand des jeweiligen Vorderendes des elastischen Tragteils 122 bzw. 132 zu dem den Schweißpunkt PT anzeigenden Vorderende der Nadel 124 bzw. 132" ist gleich LH gewählt Wenn daher der Außenrand des Vorderendes

•*5 122' bzw. 132' des elastischen Tragteils während des Programmiervorgangs auf das Werkstück auftrifft ergibt sich in einfacher Weise, daß der Schweißvorgang bei dieser Stellung des Brenners nicht durchführbar ist Bei dem Adapter 130 ist ferner der Außenrand des

so Vorderendes der Halterung 131 abgeschrägt und das Basisende des elastischen Tragteils 132 ist nichtkompressibel 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 eine Biegekraft ausgeübt wird. Der elastische Tragteil 132 gelangt daher ohne weiteres in seinen Ausgangszustand zurück, und die Stellung des Schweißpunktes FTbleibt unverändert Fig.9 ist ein Blockschaltbild einer numerischen Steuervorrichtung, die gemäß einer ersten Ausführungsform als Basis für die Lagesteuervorrichtung dient Die numerische Steuervorrichtung arbeitet mit einem Lochstreifen und hat numerische Eingabeeinheiten 1 und Γ, die numerische Werte erstellen können, die den Zustand der zu steuernden Gegenstände und andere für die Steuerung erforderliche Information darstellen, und

ferner Schieberegister 3 und 3', die zur Speicherung der numerischen Ausgangswerte einer der Eingabeeinheiten 1 und Γ 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 ι ο Schieberegister 3 und 3' geschleusten Werte selektiv einem Steuermechanismus 5 zugeführt Das heißt, die numerischen Ausgangswerte von den Schieberegistern 3 und 3' werden selektiv Informationsauswahlschaltungen Sund S'über angeschlossene Pufferregister Sund B' zugeführt, so daß entweder das Ausgangssignal der numerischen Eingabeeinheiten 1 und Γ oder des Lochstreifenlesers 2 ausgewählt wird. Das Ausgangssignal der Informationsauswahlschaltung 5 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 enthält einen manuell betätigbaren Impulsgenerator la und einen umgekehrten Zähler ib. Die Vorrichtung 1 ist dazu ausgebildet. Signale zum Steuern der Lage 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 erwünschten Weise, etwa einen nach dem anderen für jeden Kanal oder jedesmal eine gegebene Anzahl Impulse oder eine jeweils gewünschte Anzahl Impulse. Der Inhalt des umkehrbaren Zählers \b ist nach Wunsch änderbar, um für jeden Kanal den entsprechenden Ausgangsimpuls bereitzustellen. Der dem Inhalt des umkehrbaren Zählers \b entsprechende numerische Wert wird als Ausgangssignal aus der Vorrichtung 1 abgegeben.

Die numerische Ausgangseinheit Γ enthält eine Gruppe von Schaltern Ic und eine Codiermatrix id. Die Einheit 1' ist dazu ausgebildet, die später beschriebenen, zur Programmierung erforderlichen Steuersignale zu verschlüsseln, und zwar auf andere Weise als die numerischen Ausgangswerte der Einheit 1, nämlich «5 gemäß zwei Kanälen und 12 Bits über die Matrix id durch selektive Betätigung eines Schalters der Schaltergruppe Ic Der codierte numerische Wert wird als Ausgangssignal aus der Einheit 1' entnommen.

Der Loschstreifenleser 2 ist so ausgebildet, daß er die auf dem Lochband Γ befindlichen numerischen Werte liest Bei diesem Ausführungsbeispiel 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 F i g. 1 und 3 in je einer der Richtungen X, Y, Z, θ und Φ zugeordnet Jeder dieser Kanäle weist 12 Bits auf, die also ein Wort bilden. Ein Kanal der restlichen drei Kanäle wird dazu ^Μ 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 Kanäle wird zur Paritätsprüfung für jedes Bit der sechs Kanäle und auch für den Worttakt verwendet

Die Schieberegister 3 und 3' haben bei dieser

Ausführungsform je 12 Bitstellen. Das Schieberegisters speichert die numerischen Ausgangswerte von fünf Kanälen der Einheit 1. Das Schieberegeister 3' speichert die numerischen Ausgangswerte eines Kanals der Einheit 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 Γ eingeschrieben werden.

Die Ausgangssignale der Einheiten 1 und Γ und des Lochstreifenlesers 2 werden in die Informationsauswahlschaltungen 5 bzw. S' eingeführt. Es werden, wenn der Lochbandschreiber 4 eingeschaltet ist, die Ausgangssignale der Einheiten 1 und Γ, und wenn der Lochbandleser 2 eingeschaltet ist, die Ausgangssignale des Lochbandlesers 2 über die Register 3 und 3' und den Puffer Bund B'selektiv von den Schaltungen 5bzw. S' aufgrund des Befehlssignals von einer anderen Befehlseinheit ausgegeben. Das Ausgangssignal der Schaltung S' wird einer Decodiermatrix M zugeführt, um den numerischen Wert zu decodieren, und ein Steuersignal, das von der Gruppe von Schaltern Ic befohlen wurde, wird entnommen.

Die Steuermechanik 5 hat einen Differenzverstärker A, ein Potentiometer P und ein Servosystem SM. Das Ausgangssignal des Potentiometers P ändert sich mit dem Zustand des Servosystems SM, und, bei diesem Ausführungsbeispiel, mit der Lage jedes Teils der automatischen Schweißvorrichtung. Ein Analogwert, der der Ausgangswert des Potentiometers P ist, wird zum Differenzverstärker A zurückgekoppelt Andererseits wird der Analogwert vom D-A-Umsetzer C ebenfalls dem Differenzverstärker A zugeführt Das Servosystem SM wird so gesteuert, daß die Differenz zwischen den beiden Analogwerten, die dem Differenzverstärker A zugeführt wurden, Null ist Die Steuermechanik 5 enthält ferner eine Steuerstufe CO. Die Steuerstufe CO ermöglicht es, daß das Ausgangssignal der Matrix M die Bewegungsgeschwindigkeit und den Schweißstrom des Brenners steuert und eine Zusammenschaltung mit einer internen Vorrichtung, wie etwa einem Taktgeber (nicht gezeigt) bewirkt

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 Gegenstandes. Der Signalweg, der. während des Schreibbetriebs vor der Einheit 1 zu dem zu steuernden Gegenstand geht, verläuft während des Lesebetriebs über das Schieberegister 3, den Puffer B₁ die Schaltung S, den D-A-Umsetzer C, den Differenzverstärker A und das Servosystem SAi in genau der gleichen Weise. Wenn jedoch hierbei irgendeine Verzerrung in dem D-A-Umsetzer Q dem Verstärker A und dem Servosystem SN auftritt, wird genau derselbe Zustand des gesteuerten Gegenstandes auch beim Lesen reproduziert, solange die Verzerrung dieselbe

bleibt

Die Arbeitsweise der Anordnung wird jetzt unter Bezugnahme auf F i g. 9 erläutert Zunächst soll es sich um einen Fall handeln, in dem der Schreiber 4 eingeschaltet wird: Zuererst wird jede Lage des Brenners und des Werkstücks der automatischen Schweißvorrichtung eingestellt, um dem zu erstellenden Programm zu entsprechen. Zu diesem Zweck wird die Einheit la manuell betätigt, und ein Impuls wird für einen bestimmten Kanal erzeugt, wodurch der numerische Wert des reversiblen Zählers \bgeändert wird. Zur selben Zeit wird der numerische Wert über die Schaltung 5 ausgewählt und in den D-A-Umsetzer C eingeführt, wo er in einen Analogwert umgesetzt wird. Der Analogwert wird in den Mechanismus 5 eingeführt, um das Servosystem SN zu steuern. Die Steuerung des Servosystems SM führt eine Auswahl des entsprechenden Kanals durch, z. B wird die Lage der Brennerhalterung in Z-Richtung gesteuert Die Einheit la wird von Hand betätigt, um die gewünschte Lage z. B. für den genannten Kanal zu erzielen. In ähnlicher Weise führt eine einzeln für die entsprechenden Kanäle durchgeführte Betätigung der Einheit la dazu, daB in bezug auf die Lagen in den Richtungen X, Y, θ und Φ die Vorrichtung schließlich in den gewünschten Zustand gebracht wird. Durch selektives Betätigen eines Schalters der Schaltergruppe Ic 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 Ausgangswerte der Einrichtung Γ 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 Paritätsprüfung durchgeführt wird. Auf diese Weise wird das Schreiben der 12 Bits an dem bestimmten Punkt vollendet, und dann werden am folgenden Punkt in derselben Weise erneut 12 Bits geschrieben. Durch Einschalten eines Schalters der Schaltergruppe Ic ist es möglich, Befehle zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit und des Schweißstroms des Brenners zu schreiben. Bei Wiederholung dieser Operationen werden die Einheiten 1 und Γ wiederholt in der oben erläuterten Weise betätigt, um die Information auf dem Band T aufeinanderfolgend aufzuschreiben, während der zu steuernde Gegenstand der automatischen Schweißvorrichtung entlang dem gewünschten Weg bewegt wird.

Es wird jetzt die Tätigkeit des Lesers 2 erläutert: Der in der obigen Weise vom Schreiber 4 hergestellte Lochstreifen wird in den Leser 2 gebracht Zunächst liest der Lochstreifenleser 2 die in den Lochstreifen Γ 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-A-Umsetzer C bzw. zur Matrix M. Der numerische Wert der den D-A-Umsetzer C erreicht hat, wird in den Verstärker A eingeführt, um das Servosystem SM auf eine diesem numerischen Wert entsprechende Lage zu steuern. Ferner steuert der numerische Wert, der die Steuerstufe CO erreicht hat, die Antriebseinrichtung DR und die anderen erforderlichen Einrichtungen. Das Servosystem SM wird daher von den vom Leser 2 ausgelesenen Werten in sequentieller Weise gesteuert, während das Band T vorrückt Auf diese Weise erfolgt bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die automatische Steuerung der Schweißvorrichtung.

F i g. 10 ist ein Blockschaltbild, das eine Momentanzeit-Lagesteuervorrichtung zeigt, die als Basis für die Lagesteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform

ίο 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 Momentanzeit-Lagesteuervor- s richtung ist mit einem Schieberegister R zum Speichern der digitalen Information, einem Auf-Ab-Zähler {/zum Voreinstellen der Information im Schieberegister R, einem D-A-Umsetzer D zum Umsetzen der Information des Zählers Lf 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 W gesetzt und vom Ausgangssignal einer für anfängliche Löschung vorgesehenen Löschstufe RE rückgesetzt wird. Die Information des Zählers U ist steuerbar durch den invertierten Ausgang des Flipflops F, und dessen Ausgangssignal kann ferner als Entsperr signal 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 F i g. 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 ßrenncrhaJterung der automatischen Schweiß- vorrichtung 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 R 2 zur Reihenausgebe der Information.

Das analoge Servosystem S hat einen Servoverstärker A und einen zu steuernden Gegenstand Cl, 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 zunächst dem Servoverstärkcr A zugeführt Das Ausgangssignal eines Potentiometers, dessen Drehwin kel durch die Auf-/Abwärts- Lage des gesteuerten Gegenstandes Ci, nämlich der Brennerhalterung, bestimmt ist, wird ebenfalls dem Verstärker A zugeführt Diese Art eines analogen Servosystems ist für sich bekannt

Der Nulldetektor N ist so ausgebildet, daß er das Signal Null am Ausgang des Verstärkers A erfaßt Der Nulldetektor N erzeugt nämlich dann ein Ausgangssignal, wenn die Lage des gesteuerten Gegenstandes 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 dem Einsam; Fl des FliDfloDS F

verbunden, um das Flipflop F 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 Fl wird an das nachgeschaltete UND- Glied AN 1 angelegt Ferner s wird der Ausgang F4 des Flipflops F entsprechend dem Eingang Fl an das UND-Glied AN 2 angelegt

Ferner werden Impulse vom Impulsgenerator PG dem UND-Glied ANi zugeführt Dementsprechend wird das UND-Glied ANi durch den umgekehrten Ausgang F3 geöffnet und führt die Impulse vom Impulsgenerator PG zu dem Zähler LJ. Dieses Eingangssignal in den Zähler U vom UND-Glied ANi bewirkt eine Addition zu der digitalen Information des Zählers t/sowie eine Subtraktion von derselben. is

Das Ausgangssignal FA kann zum Erzeugen eines Entsperrsignals zum Aufheben der Sperrung der Steuerstufe (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Auf-/Abwärts-Lagen des gesteuerten Gegenstandes CI zu steuern. Um jedoch bei dieser Ausführungsforni gleichzeitig die entsprechenden Sperrungen zu lösen, die z. B. die Steuerstufe für die Vor-/Zurück-Lage Ydes gesteuerten Gegenstandes Cl entsprechend der Einrichtung 20, die Steuerstufe für die LinkS'/Rechts-Lage X des gesteuerten Gegenstandes Cl entsprechend der Einrichtung 3G, die Steuerstufe für die Drehwinkelstellung Φ des gesteuerten Gegenstandes Cl entsprechend der Einrichtung 40 und die Steuerstufe für die Drehwinkelstellung θ des gesteuerten Gegenstandes C1 entsprechend der Einrichtung 50 aufweisen, wird ein Ausgangssignal vom UND-Glied AN 2 entnommen, das als Eingangssignal die Ausgänge der Einrichtungen 10, nämlich von F4,20,30,40 und SO empfängt, ι . 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 erläutert Es sei angenommen, daß die Stromversorgung für die Einrichtungen 10, 20, .10, 40 <o 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 Ausgangssigna] des Flipflops F bei F3, und die Impulse so vom Generator PG werden in den Zähler U über das UND-Glied ANi aufeinanderfolgend eingeführt Der numerische Wert im Zähler (/wird aufeinanderfolgend geändert Das Ausgangssignal des Zählers U wird dem D-A-Umsetzer DD aufeinanderfolgend zugeführt und in einen Analogwert umgesetzt Der Analogwert wird dem Servoverstarker A zugeführt Der Analogwert, der den Momentanzeit-Lagen des gesteuerten Gegenstandes Cl in Auf -/Abwärtsrichtung entspricht, wird dem Verstärker A zugeführt, und von der Stufe N wird ein w Ausgangssignal nur dann abgegeben, wenn die Differenz zwischen beiden Werten Null ist. Wenn ein vom D-A-Umsetzer D zum Verstärker A geführter Eingangswert gleich geworden ist dem Analogwert, der der Momentanzeit-Lage des gesteuerten Gegenstandes Cl es entspricht, nämlich durch Änderung des numerischen Werts im Zähler U, und das Ausgangssignal des Verstärkers 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 ANi kein Impuls mehr zum Zähler U übertragen, und der numerische Wert im Zähler U bleibt konstant Da die Ausgangssignale von den Einrichtungen 10 (nämlich von FA), 20,30,40 und 50 zusammen auftreten, wird die Entsperrung der Steuerschaltung der automatischen Schweißvorrichtung durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes AN 2 bewirkt Der numerische Wert im Register R wird gleich dem numerischen Wert im Zähler U, und die Momentanzeit-Lageinformation des gesteuerten Gegenstands Cl in bezug auf die Auf/Abwärtsrichtung wird eingestellt Darauf beginnt die automatische Schweißvorrichtung mit der folgenden Operation aufgrund der sequentiellen Information von der Eingangsklemme R1. Das Signal an der Ausgangsklemme R 2 wird dazu verwendet, das Programm 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 F i g. 11 basiert auf der Ausführungsform 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 Servoverstärkers A Null geworden ist, um ein Signal zu erzeugen, den Wert des Schieberegisters 3 im Pufferregister B zu speichern, die Zeitschaltung Π zwecks Weiterrückens der Ausgangseinheit z. B. des Lesers 2, zu betätigen und das Ausgangssignal in das Schieberegister 3 einzuführen. Die Nulldetektorstufe Ni ist mit dem Ausgang des Servoverstärkers 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 Wert des Registers 3 wird in den Puffer B mittels des Impulssignals gespeichert und ferner wird die Zeitschaltung Ti 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.

F i g. 12 ist ein Zeitdiagramm für die Ausführungsform von Fig.9. Fig. 12(1) zeigt ein Impulssignal, das aufgrund eines Signals vom Nulldeiektor auftritt Ein Lesestartsignal gemäß F i g. 12(2) der nächsten Information wird von diesem Signal erzeugt, und die nächste Information wird durch dieses Signal geladen. Eine Signalperiode 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. F i g. 12(5) zeigt einen Zustand, in dem eine mechanische Operation durchgeführt wird, die auf einem solchen eben beschriebenen Signal beruht Gemäß Fig. 12(5) zeigt die Periode hohen Wertes an, daß die Maschine tatsächlich betätigt wird. Demgemäß bleibt die Maschine während der Periode, in der die nächste Information geladen wird; unbetätigt Men erkennt, deß die Tätigkeit

der Maschine bei der Anordnung gemäß F i g. 9 nicht kontinuierlich ist

F ί g. 13 ist ein Zeitdiagramm für die Ausführungsform von Fig. 11. Dabei entspricht Fig. 13(1), (2), (3), (4) und (5) den entsprechenden Impulszügen von F i g. 12. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß, sobald die Durchführung (kl) der Information des vorherigen Punkts aufgrund eines Signals h z.B. vom Nulldetektor begonnen wird, ein Startsignal (i) zum Laden der nächsten Information zugeführt wird. Eine der nächsten Maschinenbetätigung kl entsprechende Information wird während einer Informationsladeperiode j geladen. Da die nächste Information schon während der Periode geladen wird während der die Maschinenoperation durchgeführt wird stoppt die Maschinenoperation nicht wie in Fig. 12, während die Information geladen wird Fig. 13(4) zeigt ein Ladevollendu.igssignal, das jedoch nur in einem besonderen Fall erforderlich ist

Fig. 14 ist ein Blockschaltbild einer numerischen Steuervorrichtung ähnlich der nach F i g. 9, jedoch mit Verbesserungen. Die Vorrichtung von F i g. 9 soll zwar dazu dienen, durch eine einfache Playback-Operation ein Programm in einen Lochstreifen einzuschreiben, ohne daß eine einen Lochvorgang durchführende Person erforderlich ist, in dem die Vorteile eines Lochstreifens ausgenutzt werden; trotzdem ist es schwierig, beim Schreiben Fehler zu vermeiden, die beim Einschreiben während der Playback-Operation von der Bedienungsperson unabsichtlich gemacht werden. Wenn ein Fehler gefunden worden ist dadurch, daß zu Testzwecken die Steueroperation der gesteuerten Objekte reproduziert worden ist durch Durchführung der fehlerhaft geschriebenen Information, muß der Lehrvorgang von neuem wiederholt werden, um die erwähnten 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 während des Lehrvorgangs, der den Schreibvorgang enthält, wird in durchgezogenen Linien gezeigt; ein Signalfluß während des Testmodus ist in einmal gepunkteten Linien gezeigt; ein Signalfluß während des Korrigieren beim Testmodus ist in zweimal gepunkteten Linien gezeigt; ein Signalfluß während des automatischen Steuermodus wird in Strichlinien gezeigt. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die numerische Ausgangseinheit 1 und der Puffer B von Fig.9 in Fig. 14 ersetzt worden sind durch einen voreinstellbaren Aufwärts-/ 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. Während des Lehrmodus und der Korrektur während des Testmodus erfolgt jedoch die Verbindung so , daß der Ausgang des Zählers PC dem Schieberegister 3 als Eingangssignal zugeführt wird. Während des Schreibmodus wird das Ausgangssignal des Schieberegisters von der Vorrichtung W in den Lochstreifen TL eingeschrieben. Ein Schalter 5Wl ist mit einem Oszillator O verbunden, so daß die Betätigung des Schalters 5Wl zur Folge hat, daß das Ausgangssignal des Oszillators in den Zähler PC eingeführt wird, wodurch dessen Zählstand geändert wird. Ferner ist eine Korrekturdrucktaste BTi dem Drucktaste BTi gedrückt, um den Schalter einzuschalten, so daß ein Ausgangssignal vom Oszillator O die Zählstände des Zählers PC ändert, wobei diese Zählstände der Einrichtung 4, bevorzugt vor einem s Ausgangssignal von der Einrichtung 2, zugeführt werden. Ein Ausgangssignal vom Zähler PC wrd dem Umsetzer Czugeführt, wie noch erläuter wird

Ein Servosystem SB hat einen Differenzverstärker A, eine Antriebseinheit M und ein Potentiometer P. Die

ίο Antriebseinheit M dient zum Verschieben jedes gesteuerten Gegenstandes in bezug auf eine von fünf Achsrichtungen und ist so ausgebildet, daß sie bei der erwähnten Verschiebung des gesteuerten Gegenstandes entweder im Hinblick auf hohe oder im Hinblick auf niedrige Geschwindigkeit auswählbar ist Das Servosystem SB, das Schieberegister 3, der Zähler PQ der Oszillator O und der Umsetzer C sind für jede Achsrichtung X, Y, Z, θ und Φ einzeln vorgesehen, d h. es sind fünf Sätze, 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 F i g. 14 gezeigt ist

Eine Anzeigelampe L und ein Verriegelungsschalter / sind mit dem Ausgang des Puffers B' verbunden. Die Anzeigelampe L ist als Gruppe von Anzeigelampen ausgebildet zur Anzeige der Bewegungsgeschwindigkeit »hoch« oder »niedrig« für jede der fünf Achsri:htungen der gesteuerten Gegenstände, zur Anzeige von vier Bereichen des Schweißstroms des Brenners und von »Ein« oder »Aus« des Verriegelungsschalters. Auf das Schließen des Verriegelungsschalters / hin wird eine Zeitschaltung (nicht gezeigt) eingeschaltet. Ein Signal vom Puffer B' während der automatischen Operation wird der Steuerstufe WE zugeführt.

Die Steuerstufe WE dient zur Steuerung der Schweißvorrichtung einschließlich des Brenners TC, nämlich zum Steuern des Schweißstroms des Brenners in vier Bereichen. Mit dem Schieberegister 3' sind vier Schalter 5W2 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 Bewegungsgeschwindigkeit gemeinsam für die X-, Y- und Z-Achsen der gesteuerten Gegenstände sowie »hoch« oder »niedrig« für die Drehgeschwindigkeit um die Θ-Achse auszuwählen, während die restlichen beiden Schalter aus einem Drehschalter zur Auswahl der vier Bereiche des Schweißstroms des Brenners und aus einem Schalter zur

so Auswahl von »Ein« oder »Aus« des Verriegelungsschalters bestehen. Die Korrekturdrucktaste BTI ist über eine Zeitschaltung TV mit dem Schieberegister 3' verbunden, entsprechend jedem der vier Schalter SW2. Nach Einschalten der Schalter 5W2 während des Schreibens und Korrigieren wird ein ausgewähltes Signal über das Schieberegister 3' der Einrichtung 4 zugeführt Während des Testens und der automatischen Operation werden Signale von der Einrichtung 2, die »hoch« oder »niedrig« in bezug auf die Bewegungsge schwindigkeit der gesteuerten Gegenstände, die vier Bereiche des Schweißstroms des Brenners und »Ein« oder »Aus« für den Verriegelungsschalter bezeichnen, durch das Schieberegister 3' zur Einrichtung 4 und durch den Puffer B' zur Lampe L, dem Schalter / und der Einrichtung WF geführt. Nach Betätigung der Taste BT2 während des Korrigieren wird der Schalter 5W2 eingeschaltet, und ein von diesem ausgehendes Signal

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signal der Einrichtung 2, zugeführt

Eine numerische Ausgabeeinrichtung DO, die zur Ausgabe irgendwelcher numerischen Wörter aus einer Vielzahl von Wörtern, die zur Steuerung erforderlich sind, dient, enthält den Oszillator O, den Zähler PQ die Schalter SWi und SW2 und die Drucktasten BTi und BTX Ein Steuermechanismus CO zum Steuern der gesteuerten Gegenstände enthält die Lampe L, den Schalter /, das System SB und die Einrichtung WE

Es wird jetzt der Betrieb der Ausführungsform nach Fig. 14 erläutert Während des Lehrmndus wird ein Lochband Π in die Einrichtung 4 eingebracht Ein Wechselschalter (nicht gezeigt) wird in die Stellung »Lehren« gebracht so daß die in Fig. 14 in Volumen gezeigten Verbindungen hergestellt werden. Eine geeignete Betätigung des Schalters SWl aktiviert den Oszillator O, so daß der Zähler PC numerische Werte in fünf Kanälen erzeugt zum Steuern der I age und der Stellung des Brenners 7Ound 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 Ende 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 numerischen Werte der fünf Kanäle, die im Zähler ff erzeugt wurden, in den Lochstreifen Ti über das Register 3 mittels der Einrichtung 4 eingestanzt, und die auf dem Schalter SW2 beruhenden Befehlsinhalte werden in den Lochstreifen Ti mittels der Einrichtung 4 über das Register 3' eingestanzt.

Dann wird der Schweißpunkt am Ende des Brenners zu einem Punkt auf dem Werkstück gebracht, an dem das Schweißen erfolgen soll, und zwar in derselben Weise, wie bereits erläutert durch eine geeignete Betätigung des Schalters A Wi. Zur gleichen Zeit wird unter Verwendung des Schalters SW2 eine Auswahl daraufhin durchgeführt ob die Bewegung zu dem erwähnten Punkt mit hoher oder niedriger Geschwindigkeit erfolgen solL Üblicherweise wird die Bewegung von einem Punkt zu einem anderen unter Durchführung eines Schweißvorgangs mit niedriger Geschwindigkeit durchgeführt, und eine solche Bewegung ohne einen Schweißvorgang wird mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt Die Größe des Schweißstroms des Brenners wird vom Schalter SW2 ausgewählt Wieder wird die Starttaste gedrückt und, wie bereits erläutert wurde, der Inhalt des Zählers PCm den Lochstreifen Ti 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 7*1 eingeschriebea

In gleicher Weise werden dann Punkt für Punkt die Befehle oder Instruktionen in das Lochband mittels der Einrichtung 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 7*1 dadurch eingestanzt, daß der diesem Befehl entsprechende Sichalter SW2 eingeschaltet wird.

Das Lehren aller Daten bezüglich der Bewegung des gesamten Schweißens des Werkstückes G und der TYennbewegürig des Brennen» TC wird somii beendet.

und es wird ein Lochstreifen 7*1 erhalten, der das genannte Programm enthält

Als nächstes wird der Lochstreifen Ti in die Einrichtung 2 eingesetzt mittels des Lochstreifens T2, und ein Wechselschalter (nicht gezeigt) wird in die Stellung »Test« gebracht so daß die in einmal gepunkteten Linien in Fi g. 14 dargestellten Verbindungen gebildet werden. Nach jedem Eindrücken der Starttaste liest nun die

ίο Einrichtung 2 den Streifen Tl Wort auf Wort d.h. 12 Bits auf 12 Bits, um diese in die Schieberegister 3 und 3' zu laden, und die Einrichtung 4 schreibt in den Lochstreifen 7*1 die im Schieberegister 3 und 3' gespeicherten Inhalte ein. Von den so ausgeiesenen numerischen Werten werden diejenigen, die den fünf Kanälen zur Lagesteuerung entsprechen, über das Schieberegister 3 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 Brenners zu steuern. Genauer gesagt wird nach Eindrücken der Starttaste 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, über das Schieberegister 3' und den Puffer B' zur Lampe L, dem Schalter / und der Vorrichtung M übertragen. Somit wird die Steuerung auf die Anfangslage, wie oben erläutert mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt.

Wenn kein Fehler bei der Überprüfung des erwähnten einen Anfangswortes gefunden wird, wird die Starttaste wieder gedrückt, so daß die Einrichtung 2 das nächste Wort ausliest und die erwähnten fehlerfrei en numerischen Werte werden in den Lochstreifen 7*1 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 B1 gedrückt, und

w der Schalter SWl wird eingeschaltet, um den Inhalt im Zähler PC zu korrigieren, so daß die Lage des Werkstückes Gund des Brenners FCkorrigiert werden. Wenn ein Fehler hinsichtlich anderer Befehle auftritt, wird dieser von der Lampe L angezeigt, und die Taste

BT2 wird gedruckt, und der Schalter SW2 wird

eingeschaltet, um den Inhalt im Schieberegister 3' zu korrigieren, 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' geh'den, und zur selben Zeit werden die ursprünglichen numerischen Werte oder die korrigierten Werte, die in den Schieberegistern 3 und 3' gespeichert wurden, in den Lochstreifen 7*1 mittels der Einrichtung 4 eingeschrieben. Bei der Durchführung der Korrektur ergibt die Einschaltung der Schalter SWi und SW2 ohne ein Eindrücken der Tasten 57"I und 57*2 keine Operation,

ω wodurch sichergestellt wird, daß eine irrtümliche Betätigung der Schalter SWi 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 <nden Lochstreifen 7"Il eingestanzt.

Um das ordnungsgemäß in den Streifen Ti

eingestanzte Programm durchzufuhren, wird es mittels

des Streifens Tl 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 das Band T2 liest, und zwar eine 12-Bit-Gruppe nach der anderen, und das Lagesteuersignal wird über das Schieberegister 3, den Zähler PQ den Umsetzer C und das Servosystem SB übertragen, um die Lage der gesteuerten Gegenstände zu steuern. Das andere Steuersignal gelangt über das Schieberegister 3' und den Puffer ß'zur Lampe L, dem Schalter /, der Einrichtung WE und der Einheit M. Zu jeder Zeit wird je einer der aus 12 Bits bestehenden Befehle durchgeführt und beendet; die Vorrichtung wird mittels Folgesteuerung unmittelbar getrieben, oder wenn die Zeitschaltung betätigt wird, wird die Vorrichtung DR entsprechend der eingestellten Zeitverzögerung betrieben, so daß die Inhalte des Streifens T2 automatisch nacheinander zur Durchführung gelangen. Dabei ist die Einrichtung 4 nicht eingeschaltet.

Bei 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 Lehrstellung gebracht Wenn es erwünscht ist, daß bestimmte Instruktionen gelöscht werden, wird die Einschaltung der Einrichtung 2s 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 Fig. 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 grundsätzlichen Merkmale sind für den Fachmann aufgrund der in Verbindung mit F i g. 3 gegebenen Erläuterung und bei gleichzeitiger Bezugnahme auf Fig. 15 ohne weiteres verständlich. Im folgenden wird daher nur auf die strukturellen und arbeitsmäßigen Merkmale eingegangen, die nur bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 15 zur Anwendung kommen.

Die Werkstückhalterung 61 ist in Fig. 15 in einem U-Tragteil 303 untergebracht und um die Θ-Achse drehbar. Der Tragteil 303 ist an einem U-Rahmen 300 gesichert und um eine Φ-Achse drehbar, die sich in X-Richtung erstreckt Neben einer Seite des U-Trageteils 303 ist ein fächerartiges Zahnradteil 301 angeordnet, das mit einem Antriebszahnrad 302 in Eingriff steht zum Antrieb des fächerartigen Zahnradteils 301 im Sinne einer Drehung um die Φ-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 90°, d. h. in die Z-Richtung, änderbar ist Das Antriebszahnrad kann so ausgebildet sein, daß sein Drehwinkel von Hand einstellbar ist Vorzugsweise ist jedoch das in Verbindung mit F i g. 9, 10, 11 und 14 erläuterte Steuersystem mit einem zusätzlichen Kanal zur Steuerung des Drehwinkels Φ des Antriebszahnrads 302 und somit der Werkstückhalterung 61 ausgebildet Eine solche Ausbildung mit einem zusätzlichen Kanal für die Umdrehung der Halterung 61 um die Φ-Achse ist für den Fachmann aufgrund der Erläuterung der Fig.9, 10, 11 und 14 ohne weiteres durchführbar.

Es wird jetzt ein wesentlicher Vorteil der Ausführungsform nach Fi g. 15 erläutert Ohne eine Drehungsmöglichkeit der Werkstückhalterung 61 um di< Φ-Achse, d. h. ohne eine Steuerung des Neigungswin kels der Halterung 61, kann diese nur um die Y-Achs< gedreht werden. Es kann nun geschehen, daß eine Ecke die zwischen zwei Metallplatten gebildet ist, di rechtwinklig miteinander in Berührung stehen, ζ. Β nicht so orientiert werden kann, daß die Ecke nacl unten gerichtet ist Wenn unter diesen Bedingungen dei Schweißvorgang an Metallplatten durchgeführt wird die relativ dick sind, neigt das Füllmetall dazu, it wesentlich geringerem Maß mit den Metallplatten zi verschmelzen, weil das geschmolzene Füllmetall dazi tendiert, in unerwünschter Weise zu fließen, so daß siel eine schlechte Schweißung ergibt Die Ausführungsforn nach Fig. 15 ermöglicht jedoch jede erwünscht· Orientierung der Werkstückhalterung bezüglich de Horizontalrichtung und vermeidet daher den erwähnter Nachteil, der bei den Ausführungsformen nach Fig.' und 3 auftreten kann.

Die automatische Schweißvorrichtung kann mit eine Programmeinrichtung zur Ausgabe einer Befehlsinfor mation ausgebildet sein, die Pendelbedingungen bein haltet, die einem rechtwinkligen Koordinatensystem de: Brenners und/oder des zu schweißenden Werkstück zugeordnet sind, und mit einer Pendelwiederholungs Steuerung zum ständigen Durchführen des Pendelvor gangs entsprechend der Befehlsinformation. Ferne kann ein Mittel zum Eingeben der Pendelbedingungei zwischen der Programmeinrichtung und der Pendel Wiederholungssteuerung angeordnet sein. Auf diese Weise wird die automatische Schweißvorrichtung mi einer Pendelsteuereinrichtung versehen.

Einige Merkmale der erläuterten Ausführungsformel der Erfindung werden nachstehend nochmals zusam mengefaßt

1) Da die Werkstückhalterung so ausgebildet ist daß sie um die Horizontalachse //drehbar ist kann die Schweißlinie des Werkstücks immer auf det Oberseite liegen, so daß der Schweißvorgang ir einer günstigen Stellung des Brenners, etwa in Sinne einer Schweißung mit Abwärtsführung durchführbar ist

2) Da die Freiheitsgrade der Bewegung zwischen dei Werkstückhalterung und der Brennerhalterung aufgeteilt sind, ist die Konstruktion bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfacher im Ver gleich mit einer Vorrichtung, bei der alle Freiheits grade der Bewegung einer der Halterungen zugeordnet sind.

3) Verglichen mit einer Vorrichtung zum Steuern der räumlichen Lage nach üblichen zylindrischer Koordinaten oder Polarkoordinaten zur Durchfuhr rung des automatischen Schweißens kann die Schweißlinie des Werkstücks bei der Erfindung sich allgemein in drei Richtungen, nämlich vor unc zurück, seitlich und vertikal erstrecken. Dement sprechend ist die Programmierung der automata sehen Schweißung einfacher. Auch sind bei dei Steuervorrichtung nicht immer so komplizierte Einrichtungen wie eine Interpolationseinrichtung erforderlich.

4) Da die Werkstückhalterung in einfacher Weise um die Horizontalachse drehbar ist, kann das Werk stück beträchtlich größere Abmessungen haben.

5) Obwohl die Steuerung vom PTP-Typ ist, kann die Lage des gesteuerten Gegenstandes, also etwa des Brenners, kontinuierlich gesteuert werden, was eine beträchtliche erhöhte Schweißgüte zur Folge hat.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Automatische Schweißvorrichtung mit einer Halterung für ein Werkstück, einer Halterung für einen Schweißbrenner und einer beweglichen Lagerung für mindestens eine der genannten Halterungen, die Einstellbewegungen der Werkstückhalterung und der Brennerhalterung relativ zueinander in drei zueinander senkrechten Richtungen ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, <o daß die Werkstückhalterung (15) um eine Achse (Θ) drehbar ist, die sich in einer ersten (Y) der genannten drei Richtungen (X, Y, Z) erstreckt, daß die Brennerhalterung (18) um eine Achse (Φ) drehbar getragen wird, die sich in einer zweiten (Z) der >³ genannten drei Richtungen (X, Y, Z) erstreckt, wobei ■n an sich bekannter Weise der auf einer axialen Verlängerungslinie des Brenners befindliche Schweißpunkt mit der vorgenannten Achse (Φ) ausgerichtet ist, und daß Steuermittel zum Steuern der Drehungen der Werkstückhalterung (15) und der Brennerhaltung (18) und der genannten Einstellbewegungen vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Lagerung eine Führung (31), die in der ersten Richtung ^V^verläuft, bei der es sich um eine Horizontalrichtung handelt, einen Gleitteil (32), der entlang der Führung (31) in der ersten Richtung (V?gleitend bewegbar ist, eine Säule (33), die sich in der zweiten Richtung (Z) erstreckt, w bei der es sich um eine Vertikalrichtung handelt und die auf dem Gleitteil in der zweiten Richtung (Z) gleitend bewegbar angeordnet ist, und einen Arm (34) umfaßt, der an dem einen Ende der Säule (33) in der dritten Richtung (X), bei der es sich um eine J5 Horizontalrichtung handelt, gleitend bewegbar gesichert ist und die Brennerhalterung (35) trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgleichsmittel (38) zum Ausgleichen des Gewichts der Säule (33) vorgesehen sind. ίο

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Lagerung ein Glied (14), welches in der ersten Richtung (Y) und in der dritten Richtung (X) bewegbar ist, und einen Arm (17) aufweist, der in der zweiten Richtung (Z) bewegbar ist, daß die Werkstückhalterung (15) von dem bewegbaren Glied (14) um eine in der ersten Richtung (Y) sich erstreckende Achse (Θ) drehbar getragen wird, und daß die Schweißbrennerhalterung (18) von dem Arm (17) um eine in der zweiten Richtung (Z) verlaufende Achse (Φ) drehbar getragen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (14) auf einem Schlitten in der ersten Richtung (Y) gleitend bewegbar angeord- μ net ist, der in der dritten Richtung (X) gleitend bewegbar ist.

6. Schweißvorrichiung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Adapter (120; 130) lösbar an dem Ende des Brenners &o (TC) 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.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Steuermittel aufweisen: Speichermittel zum Speichern der für die Steuerung erforderlichen Information, ein Schieberegister (3) zum Speichern der aus den Speichermitteln ausgelesenen Informationen und einen Steuermechanismus (5), der aufgrund des Ausgangssignals des Schieberegisters (3) die Drehungen und Einstellbewegungen steuert

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichsrmittel einen Lochstreifen (T) und einen Lochstreifenleser (2) aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Informationserzeugungsmittel (1) zur Erzeugung von für die Steuerung notwendigen Informationssignalen vorgesehen sind, daß das Schieberegister (3) selektiv Informationen entweder aus den Speichermitteln (T, 2) oder aus den Informationserzeugungsmitteln (1) aufnimmt, und daß eine Schreibeinrichtung (4) zum Einschreiben von aus dem Schieberegister (3) ausgegebener Information in einen in den Speichermitteln verwendbaren Lochstreifen (T) vorgesehen ist, wodurch eine Erstellung und Einschreibung der für die gewünschten Bewegungs- und Drehvorgänge erforderlichen Informationsdaten ermöglicht ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß Korrekturmittel (BTi; BTT) vorgesehen sind zum Korrigieren von irrtümlich in den Lochstreifen (Tl) eingeschriebener Information und so ausgebildet sind, daß während eines Testmodus die Information vom Lochstreifenleser (2) über das Schieberegister (3) zur Schreibeinrichtung (4) und zum Steuermechanismus (SB) geführt wird und bei Betätigung der Korrekturmittel (STl; BT2) die Information von den Informationsbereitstellungsmitteln (SWl, O;SW2), bevorzugt vorder Information vom Lochstreifenleser (2), über das Schieberegister (3) zur Schreibeinrichtung (4) und zum Steuermechanismus (SB) geführt wird.

11. Schweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 — 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermechanismus ein Servosystem (5) enthält das einen Servoverstärker (A) hat der aufgrund der Information vom Schieberegister (3) arbeitet und daß der Steuermechanismus ferner einen Nulldetektor (N X) hat zum Erzeugen eines Nullsignals bei Ansprechen darauf, daß der Ausgang des Servoverstärkers (A) in der Nähe von Null liegt wobei das Nullsignal eine Fortschaltung der Informationsspeichermittel (T, 2) zum Laden eines Ausgangssignais derselben in das Schieberegister (3) auslöst.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermechanismus ein Servosystem (5) mit einem auf die Information von dem Schieberegister (R) ansprechenden Servoverstärker (A) und einen Nulldetektor (N) aufweist der auf ein nahe bei Null liegendes Ausgangssignal des Servoverstärkers (A) anspricht, daß ein Aufwärts-/ Abwärts-Zähler (U) mit dem Schieberegister (R) zum Voreinstellen von dessen Information zusammenarbeitet und daß ein Digital-Analog-Umsetzer (D) zum Umsetzen der Information ein Aufwärts-/ Abwärts-Zähler (U) in ein dem Servoverstärker (A) zugeführtes Analogsignal, eine Löschstufe (RE) zum Erzeugen eines Löschsignals zum Löschen der Information im Aufwärts-/Abwärts-Zähler und ein Flip-Flop (F) vorgesehen sind, das durch das Nullsignal des Nullsignalgenerators (Λ/^gesetzt wird und durch das Löschsignal von der Löschstufe (RE) rückgesetzt wird.

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Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (301, 302) zum Steuern des Neigungswinkels der Werkstückhalterung (61) vorgesehen ist. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel auch die Einrichtung (301, 302) zum Steuern des Neigungswinkels der Werkstückhalterung (61) steuern.