DE2533999A1 - Automatische fuehrungsanordnung fuer das positionieren eines folgenden geraetes - Google Patents

Description

Cecil Equipment Company, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Ohio, 6186, Norwalk Road, Medina, Ohio, 44256, V. St. A.

Automatische Führungsanordnung für das Positionieren eines folgenden Gerätes

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Führungsanordnung für das Positionieren eines folgenden Gerätes, beispielsweise eines Schweißgerätes, im Verlauf einer definierten erhabenen Bewegungsbahn, mit einem die Bahn ertastenden und dieser folgenden Fühler.

Die Bewegungsbahn ist durch Oberflächen definiert, die vertikale und horizontale Komponenten besitzen.

Bei einer für das Positionieren eines Schweißgerätes benutzten Führungsanordnung wird die Bewegungsbahn beispielsweise durch die Fuge zwischen zwei oder mehreren Materialstücken gebildet, die miteinander verschweißt oder verbunden werden sollen, entweder überlappend, stumpf aneinanderliegend oder im Bereich einer Nut o. dgl. Solche Führungsanordnungen besitzen

KG/ei 0-09810/0258

häufig einen Fühler zum Ertasten der zu schweißenden . Nahtstelle, welcher direkt auf dem Schweißkopf oder Brenner montiert ist, so daß dieser dem Fühler direkt nachfolgt.

Bei einer bekannten Führungsanordnung werden beispielsweise die zu verschweißenden Materialstücke in der gewünschten Relativposition abgelegt und dann am Schweißgerät vorbeibewegt. Während der Werkstückbewegung gleitet der Fühler beispielsweise innerhalb einer Nut entlang, in der die Schweißung durchgeführt wird, wobei der Fühler Änderungen in der Hauptrichtung der Nut oder Nutoberflächenabweichungen ertastet und entsprechende Signale an zugeordnete Apparaturen übermittelt, die den Weg des Schweißkopfes und des Fühlers selbst, sofern er auf einem separaten Schlitten angebracht ist, korrigieren.

Bekannte Fühler besitzen gewöhnlich einen länglichen Draht, Stift oder Bolzen, der im wesentlichen koaxial in einem Gehäuse oder Fühlerkörper angeordnet ist. Die äußere freiliegende Spitze des Drahtes oder Bolzens verfolgt die Schweißfuge, in deren Bereich die Schweißung durchgeführt werden soll. Das entgegengesetzte Ende des Drahtes oder Bolzens befindet sich innerhalb des Fühlergehäuses und schließt oder öffnet dort einen Stromkreis für einen Positioniermotor in Übereinstimmung mit den Bewegungen der Fühlerspitze, während diese in der Nut oder Schweißnaht entlangläuft,

Dabei wird der FUhlerstift axial, vertikal und/oder horizontal verlagert, wenn er mit den Wänden der Nut oder Schweißnaht in Berührung kommt, und das' entgegengesetzte Ende berührt dabei entsprechende Schaltkontakte oder verläßt diese wieder, wenn der Fühler in der Bewegungs-

•-0M1Q/Q268

richtung verspannt wird, und auf diese Weise wird der entsprechende Positioniermotor für den Schweißbrenner nachgesteuert.

Bei der bekannten Führungsanordnung sind also die Positioniermotoren entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet, und die entsprechenden Kreuzschlitten laufen entweder mit einer festen Geschwindigkeit oder sie stehen, ohne Rücksicht auf Größe oder Grad der Abweichung oder von der Wegänderung der Naht (und damit des Fühlers) relativ zu einer Grund-Vorschubrichtung des Fühlers, horizontal und vertikal.

Alternativ dazu ist gemäß US-Patentanmeldung Nr. 874 vom 5. November 1969 das ferne des Fühlstiftes so positioniert, daß es zwei Schalter betätigt, welche die Bewegung des Positioniermotors in einer Richtung steuern. In diesem Falle führt eine kleine Abweichung in der Horizontal- oder Vertikal-Komponente zur Betätigung des$ einen Schalters, welcher dem Motor eine niedrige Spannung zuführt, so daß eine langsame Korrektur erfolgt. Falls die Spitze des Fühlstiftes um einen größeren Betrag auswandert, dann betätigt das entgegengesetzte Ende des Fühlstiftes den zweiten Schalter, welcher dem Positioniermotor eine größere Korrekturspannung zuführt, so daß der Kreuzschlitten auch mit höherer Geschwindigkeit nachgeführt wird. Dies ist also eine zweistufige Korrektureinrichtung.

Bei einer anderen, aus US-PS 3 594 540 bekannten Führungsanordnung befindet sich im Oberteil des Fühlers ein rotierender Schalter, welcher die dem Positioniermotor zugeführte Spannung durch Veränderung der Position des Schalters in Abhängigkeit vom Betrag der Änderung oder

609810/0258

Abweichung verändert.

Diese und andere bekannte Führungsanordnungen erreichten die gewünschten Schweißresultate nicht, weil die zum Positionieren des Schweißkopfes und des Fühlers benutzte Apparatur eine erhebliche Masse aufweist. Diese Masse wirkt sich als Verzögerung bei der Einleitung von Korrekturen und bei der negativen Beschleunigung der Korrekturbewegungen aus, d.h. es erfolgt ein Überlaufen der, gewünschten Korrekturpunkte.

In Bezug auf das zuletzt angesprochene Problem fehlte einigen bekannten Führungsanordnungen eine positive Bremseinrichtung, und keine einzige hatte Einrichtungen zum Abbremsen der Korrekturbewegung proportional zum Grad und/oder zur Geschwindigkeit der Korrektur und in Übereinstimmung mit der Größe des Korrekturverhaltens.

Zwar hat man beim Stand der Technik bereits das Problem der Koordinierung der Korrekturgeschwindigkeit mit dem Betrag der Abweichung bzw. notwendigen Korrektur erkannt, aber keine bekannte Führungsanordnung beinhaltete eine Lösung, mit der man die zu verfolgende Naht sowohl aufsuchen als auch verfolgen und Abweichungen ohne Rücksicht auf ihre Richtung gegenüber der Nominal-Grundrichtung der Führungsoberflächen und der Bewegungsrichtung des Fühlers und des Schweißkopfes korrigieren konnte. Das Problem wird dann noch größer,.wenn es sich um große Abweichungen handelt, insbesondere quer zur Grundbewegungsbahn, weil der Schweißbrenner gewöhnlich in Längsrichtung an der Abweichungsstelie vorbeiläuft, bevor er sich seitwärts bewegt und dieser Abweichung auch folgen kann.

Und schließlich hat sich keine der bekannten Führungsanordnungen als fachteehnisch und wirtschaftlich

6Ö9810/0258

zufriedenstellend erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor aufgeführten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Führungsanordnung der genannten Art zu schaffen, die eine in vertikalen und/oder horizontalen Richtungen variable Bewegungsbahn automatisch verfolgt und dabei in allen Richtungen festgestellte Abweichungen mit Geschwindigkeiten, die dem Richtungsänderungsbetrag proportional sind, auskompensiert und dabei ohne überzuschwingen stoßfrei arbeitet, einen zuverlässigen und effektiven Betrieb ermöglicht, sich auch für den Fall eignet, daß Fühler und Arbeitskopf des Gerätes separate Positioniereinrichtungen besitzen, deren elektrische Bauteile vom Fühler elektrisch isoliert aufgebaut sind, und die einen leichten Umbau vorhandener Führungsanordnungen im Sinne der Erfindung ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil der anliegenden Ansprüche 1 oder 12 gelöst.

Die in den restlichen Schutzansprüchen aufgeführten Merkmale stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Führungsanordnung zum Suchen, Verfolgen und Nachführen der Position eines Gerätes bezüglich einer Bewegungsbahn, insbesondere eines Schweißgerätes unter Bezug auf eine Schweißnaht oder eine herzustellende Verbindung. Dabei werden Änderungen von Oberflächen, die nachfolgend als Referenzflächen bezeichnet sind, an oder nahe der Schweißnaht bzw. Bewegungsbahn abgetastet. Zu der Führungsanordnung gehört ein Fühler zum Erfassen und Verfolgen der Referenzflache(n)

6Ö9810/0258

2S33999

und zur Erfassung von Änderungen und Abweichungen der vertikalen und/oder horizontalen Komponenten dieser Flächen. Der Schweißbrenner des Gerätes befindet sich auf einem sowohl horizontal wie vertikal beweglichen motorgetriebenen Kreuzschlitten, und der Fühler ist entweder an dem Schweißbrenner oder auf einem eigenen Schlitten montiert, der wiederum am Schweißbrenner oder separat angeordnet sein kann.

Innerhalb des Fühlers befindet sich zwei veränderliche Widerstände, deren Widerstandswert jeweils durch horizontale bzw. vertikale Verlagerung eines Fühlstiftes verändert wird, welcher die Referenzflächen abtastet und daran entlangläuft. Diese Referenzflächen haben horizontale und vertikale Komponenten (wie beispielsweise in einer V-Naht) oder eine vertikale und eine horizontale Oberfläche, wie beim Überlapptschweißen.

Eine auf jeden dieser variablen Widerstände aufgebrachte Spannung wird abgetastet und über einen Verstärker einem Triggerimpulsgenerator zugeführt, dessen Impulse einem SCR-Gleichrichternetzwerk zugeführt werden, welches die Stromversorgung eines entsprechenden Schlittenpositioniermotors übernimmt. Widerstandsänderungen an den jeweils im Fühlergehäuse untergebrachten Widerständen verändern die Dauer der erzeugten Impulse bezüglich einer Referenzphase der angelegten Spannung, so daß der Positioniermotor jeweils mit einer Spannung versorgt wird, die in Größe und Polarität der Abweichung oder Richtungsänderung der vom Fühler und Schweißgerät verfolgten Bahn proportional ist. Die Motoren sind dabei so ausgelegt, daß¹sie gemeinsam die Position des Fühlers und Schweißkopfes sowohl für vertikale und/oder horizontale Abweichungen und Änderungen gleichzeitig durchführen, wobei die Änderungsgeschwindigkeiten den jeweils auftretenden Bahnänderungsbeträgen proportional

0 9810/0258

sind, und zwar gegebenenfalls horizontal und/oder vertikal Außerdem erfolgt nach jeder Korrektur in jeder Richtung ein notwendiger Bremsprozess, proportional zur Korrekturgeschwindigkeit.

Zur Erfindung gehört auch eine Schaltung zur Motorabschaltung (durch Deaktivierung, Abtrennung oder Ausschaltung) für den Fall, daß die jeweiligen Kreuzschlitten ihre Bewegungsbahngrenzen erreichen. Der Betrieb dieser Abschaltungs-Schaltung wird nicht beeinflußt durch Elektromagnetische Störstrahlung, Transients und andere Impulse aus der Gesamtschaltungsanordnung. Die Abschalt-Schaltung enthält durch optische Dioden gesteuerte optische Transistoren in Verbindung mit normalerweise geschlossenen Grenzschaltern. Das Öffnen eines Grenzschalters am jeweiligen Bahnende jedes Kreuzschlittens gestattet einen Stromfluß durch die optische Diode, die daraufhin den Transistor aktiviert, welcher wiederum die Schaltung außer Betrieb setzt und den entsprechenden Positioniermotor abbremst.

Die Vorteile der Erfindung erstrecken sich im wesentlichen auf die vollständige Erfüllung der gestellten, bisher nicht gelösten Aufgabe.

Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines mit einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen automatischen Führungssystems ausgestattetes Schweißgerät;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Fühler

der Führungsanordnung von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

609810/0258

Fig. 3 eine Ansicht aus Richtung 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4

und 4A ein zum Fühler gehöriges Potentiometer-Joch

in einer Seiten- und Draufsicht;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines

Kreuzschlittens für die Führungsanordnung;

Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild für die Führungsanordnung von Fig. 1;

Fig. 7 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für einen Positioniermotor aus der Führungsanordnung;

Fig. 8 eine abgebrochene, Fig. 3 ähnliche Dar

stellung mit einem abgewandelten Fühlermechanismus ;

Fig. 9 eine Draufsicht auf den Fühler von Fig. 8,

und

Fig. 10

und 11 ein zum Fühler von Fig. 8 gehöriges Joch

in einer Draufsicht und einer Seitenansicht.

Es sei vorausgemerkt, daß gleiche Bezugszahl en in den verschiedenen Figuren gleiche Einzelheiten kennzeichnen. Verschiedene der dargestellten Einzelheiten sind zum Zwecke einer besseren Übersicht größenmäßig übertrieben dargestellt.worden.

Kurz gesagt betrifft die Erfindung eine automatische Führungsanordnung zum Nachführen eines folgenden Gerätes im Verlauf einer vorbestimmten Bahn mit vertikalen und horizontalen Oberflächenkomponenten. Zur Führungsanordnung gehört ein Fühler zum Ertasten und Verfolgen der Bahn, der Einrichtungen zur Darstellung eines kontinuierlichen

609810/0258

elektrischen Zustands, von dem die Richtung und das Änderungsverhältnis der Bahn ableitbar ist, besitzt. Ferner gehören zur Anordnung von diesem kontinuierlichen elektrischen Zustand gesteuerte Einrichtungen zum Positionieren des Fühlers und des nachfolgenden Gerätes· Die Geschwindigkeit und die Richtung, mit bzw. in der der Fühler und das folgende Gerät durch die Positioniermittel positioniert werden, wird durch den kontinuierlichen elektrischen Zustand bestimmt und ist proportional der ertasteten Änderungs- bzw. Abweichungsgröße.

Zur Erfindung gehört ferner ein Fühler zur Ertastung der Richtung und des Änderungsverhältnisses einer Erhöhung auf oder einer Änderung in einer Oberfläche, die eine Relativbewegung zu dem Fühler durchführt. Zum Fühler gehört ein innerhalb eines Fühlerkörpers oder Gehäuses angeordneter Fühlstift mit einem Oberflächen-Kontakt abschnitt oder -finger, und dieser Fühlstift ist unter dem Einfluß einer auf den Kontaktabschnitt wirkenden Kraft um einen innerhalb des Körpers liegenden Punkt verdrehbar. Ferner gehören zur Erfindung Einrichtungen zur Erstellung eines kontinuierlich variablen elektrischen Widerstandssignals, beispielsweise mittels eines linearen Drahtpotentiometers, welches durch die Positionsänderung des Fühlstiftes beeinflußt wird und damit abhängig wird von der Richtung bzw. dem Richtungsänderungsverhältnis der vom Fühler abgetasteten Oberflächen oder Oberflächenkomponenten.

Ferner gehört zur Erfindung eine elektrische Schaltung einschließlich einer Abschalt-Schaltung für die Steuerung eines Positioniermotors; zur der Abschalt-Schaltung gehört ein optischer Transistor und eine Leuchtdiode. Der Transistor ist mit Emitter und Kollektor so in der Schaltung verknüpft, daß bei leitendem Transistor, verursacht durch die

609810/0258

Leuchtdiode, der Motor abgeschaltet wird. Der optische Transistor ist außer Betrieb, sofern nicht ein normalerweise geschlossener Schalter geöffnet ist, weil ein Grenzschalter am Wegende des Positioniermotors eine Spannung auf die Leuchtdiode gibt, welche durch Herstellung der optischen Verbindung den Positioniermotor ausschaltet.

Der Begriff "Erhöhung" wird in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit Oberflächen oder Oberflächenkomponenten im räumlichen Sinne benutzt, denen der Fühler folgt; dabei ist es gleichgültig, ob die Oberfläche oder deren Komponente aufwärts oder abwärts (falls horizontal) oder einwärts oder auswärts (falls vertikal) verläuft oder gleich bleibt. Der Begriff umfaßt beide oder speziell eine der horizontalen und vertikalen Oberflächen oder Oberflächenkomponenten, an denen der Fühler entlangläuft.

Fig. 1 zeigt das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel einer automatischen Führungsanordnung in Verbindung mit einem Schweißgerät, das zur Herstellung einer überlappten Schweißnaht verwendet wird. Zur Führungsanordnung gehört eine Steuereinheit 10, die elektrisch verbunden ist mit einem Fühler 11 zur Abtastung von Höhenunterschieden, wie sie eine Fuge 12 zwischen sich überlappenden Oberflächen 13 und 14 darstellt. Der Fühler 11 ist an einem Schweiß— kopf 15 befestigt, welcher seinerseits über einen Kreuzschlitten 16 an einem Rahmen 17 befestigt ist.

Der Schweißkopf 15, zu dem ein Steuerteil 18 gehört, kann eine beliebige handelsübliche Type sein, im vorliegenden Falle ist es ein Lichtbogen-Schweißkopf mit einer Düse 19, aus der bei Betrieb ein Schweißdraht 20 ausgestoßen wird. Ferner kann aus einem Flußmitteltrichter 21 durch die Düse 19 ein Flußmittel in die Schweißzone im Bereich der Fuge 12 abgegeben werden.

6Ö981Q/0258

Der Fühler 11 ist mittels eines Trägers 22 und einer Säule 23 am Schweißkopf 15 befestigt und läßt sich winkelmäßig so verstellen, daß eine Tastspitze 24 des Fühlers ein kurzes Stück in Vorschubrichtung vor dem Schweißdraht 20 positioniert ist. Alternativ dazu könnte der Fühler auch an einem besonderen Einfach- oder Doppelrichtungs-Kreuzschlitten angebracht sein, welcher seinerseits entweder am Schweißkopf 15 oder an einem separaten Kreuzschlitten angebracht sein. Dieser Kreuzschlitten wäre dann ähnlich dem Kreuzschlitten 16 und würde ihm in Vorschubrichtung vorausgehen.

Der Fühler 11 und der Schweißkopf 15 werden vertikal und horizontal in Abhängigkeit von Drücken geführt, welche von der Erhöhung, an der die Schweißung erfolgen soll, auf die Tastspitze 24 übertragen werden.

Beispielsweise können die Oberflächen 13 und 14 an dem Fühler 11 und dem Schweißkopf 15 vorbeibewegt werden, wobei idealerweise der Schweißdraht 20 und der Fühler jeder Kurve oder jeder kreisartigen Bahn folgen, welche die herzustellende Schweißnaht vorschreibt, wie weiter unten besprochen. Alternativ dazu kann das Werkstück auch stationär angebracht sein, während sich das Schweißgerät darüber hinwegbewegt. Wichtig ist in jedem Falle die Relativbewegung zwischen Werkstück einerseits und Fühler und Schweißkopf andererseits, so daß eine Relativbewegung zwischen der Tastspitze und der Bewegungsbahn stattfindet.

Es können verschiedene Arten von Erhöhungen vorkommen; bei der dargestellten Überlappt-Schweißung verläuft die eine Blechkante senkrecht zur unteren Oberfläche 14 unter Bildung einer Schweißfuge; zusätzlich könnte vielleicht

6 0 9810/0258

eine VertikalVerlagerung der Schweißfuge eintreten, beispielsweise in Form einer Rille oder Vertiefung (nicht dargestellt), die sich in Querrichtung zur Vorschubrichtung des Schweißkopfes 15 erstreckt. Anstelle der hier dargestellten und besprochenen Überlappt—Schweißung ist die beschriebene Führungsanordnung selbstverständlich auch zur Nachführung an anderen Bewegungsbahnen oder Erhöhungen geeignet, wie sie beispielsweise an U- oder V-förmigen Fugen, im Verlauf des Gipfels einer Rippe oder dergleichen auftreten. Zur Anzeig-e der augenblicklichen Geschwindigkeit und Richtung des Korrekturelementes bzw. Kreuzschlittens 16 kann die Steuereinheit 10 mit mehreren Lichtern 25 oder anderen Anzeigeelementen versehen sein.

Bei dem in Fig. 2 geschnitten dargestellten Fühler erstreckt sich ein Fühlstift 26 annähernd koaxial durch ein hohles zylindrisches Gehäuse 27 und wird dort mittels einer oberen Buchse 29, eines diese Buchse mit dem Fühlstift verbindenden Stiftes 30 und einer unteren Buchse 28 in Position gehalten. Die untere Buchse 28 ist im Gehäuse 27 mittels Schrauben 31 oder dergleichen befestigt. Ein in eine Öffnung 32' der oberen Buchse eingreifender und in der unteren Buchse 28 befestigter Stift verhindert* eine Relativbewegung zwischen beiden Buchsen. Zwischen Ausnehmungen 34 und 35 der Buchsen und 29 ist eine Kugel 33 untergebracht, die als Schwenklager zwischen dem Fühlstift 26 (über Buchse 29) und dem Fühlergehäuse 27 (über Buchse 28) bildet; dieses Schwenklager liegt exzentrisch zur Achse des Fühlstiftes und gestattet' es dem Fühlstift, auf horizontale, vertikale und kombinierte Bewegungen zu reagieren, wobei die richtigen Horizontal- und Vertikal-Vektorkomponenten der Richtungs-

609810/0258

änderung oder Abweichung dargestellt werden. Eine Feder 36 übt auf die Buchse 29 einen nach unten gerichteten und einen horizontalen Zentrierdrück aus, und am Gehäuse 27 ist die Feder an einer Schulter 37 abgestützt.

Gemäß Fig. 2 wirkt oberhalb der Feder 36 noch eine zweite Feder 38 zwischen der Innenwand des Gehäuses 27 und dem Fühlstift 26 in Querrichtung; sie übt einen Seitendruck auf das obere Ende des Fühlstiftes 26 aus und ist radial so zum Fühlstift und zur Vorschubrichtung des Fühlers angeordnet, daß der Fühlstift in einer eine Abwärtsbewegung signalisierenden Richtung verlagert wird, d.h. daß eine Abwärts-Vorspannkraft auf den Fühlstift und damit auf den Kreuzschlitten 16 übertragen wird.

Der individuelle oder kombinierte Druck der Feder 36 und/oder 38 läßt den Fühlstift 26 um die Kugel 33 kippen, wenn kein äußerer Druck auf die Tastspitze 24 ausgeübt wird, so daß die Aus gangsablenkung des Fühlstiftes 26 einer Abwärtsbewegung des Gerätes entspricht, sobald die Steuereinheit 10 zuerst eingeschaltet wird.

Außer der Schraubenfeder 38a zur Auslenkung des Fühlstiftes befindet sich im Federbereich ein Spanndraht 38b und ein auf diesen einwirkendes, außerhalb des Gehäuses 27 zugängliches Justierglied 38c, mit dem sich die Spannung oder effektive Länge des Spanndrahtes 38b regulieren und damit der auf den Fühlstift 26 ausgeübte Druck einstellen läßt; damit erfolgt ein Druckausgleich für senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 2 auf den Fühlstift wirksame Kräfte. Dadurch wird erreicht, daß der Fühler nicht auf Reibungskräfte anspricht, die zwischen Tastspitze 24 und der Oberfläche auftreten, sondern daß diese nur auf Änderungen und Abweichungen der ursprünglichen Höhe anspricht.

609810/0258

Eine Öffnung 38d im Pühlstift, durch den der Spanndraht 38b hindurchragt, ist genügend groß, so daß der Fühlstift um seine Querachse schwenken kann, d.h. seine parallel zur Zeichnungsebene verlaufende Achse, ohne dabei gestört zu werden.

Am oberen Ende des Fühlstiftes 26 ist ein genau aus den Figuren 4 und 4a entnehmbares Joch 39 befestigt. Die Unterseite einer Basis 46 des Joches 39 trägt eine Buchse 40 mit einem Gewindeloch 41, in das eine Klemmschraube zur Verbindung mit dem Fühlstift 26 eingeschraubt ist. Die kreuzförmig ausgebildete B^asis trägt an jeweils zwei gegenüberliegenden Enden einen ersten Satz von Schenkeln 44, 45 und einen rechtwinklig dazu versetzten zweiten Satz von Schenkeln 47, 48, deren einander zugekehrte Innenoberflächen 49, 50 bzw. 51, 52 als Auflageoberfläche für Widerstandsbetätigungsarme dienen, die später ausführlich beschrieben werden.

Gemäß Fig. 2 und 3 ist ein zweites Joch 55 fest am Fühlergehäuse 27 angebracht, bestehend aus einer von Füßen 57, 58, 59, 60 so getragenen, im wesentlichen ebenen Platte 56, daß sie sich innerhalb der Grenzen von Joch 39 befindet. Die Füße 57 bis 60 sind mittels Schrauben 62 oder dergleichen an einer Basisplatte 61 befestigt, welche durch Schweißen oder in anderer Weise mit dem Fühlergehäuse 27 verbunden und gemäß Fig. 3 rund oder in anderer leicht herzustellender Weise geformt ist.

An der Platte 56 sind zwei veränderliche Widerstände 63 und 64 befestigt, durch die je eine Stange 65 bzw. 66 hindurchgeht, deren Enden die aufragenden Schenkel 44 und 45 bzw. 47 und 48 des ersten Joches 39 berühren. Verändert sich die Lage der Stange 65 oder 66 gegenüber seinem

603810/0258

veränderlichen Widerstand 63 oder 64, dann verändert sich entsprechend dessen Widerstandswert. Beide Widerstände 63 und 64 sind mittels Schrauben 67 oder dergleichen an der horizontalen Platte 56 festgeschraubt.

Die beiden Jochelemente 39 und 55 sowie die Widerstände 63 und 64 sind mit einer bis zur Basisplatte 61 reichenden Kappe 68 umhüllt, die ihrerseits mittels Schreiben 69 an Säulen 70 befestigt ist, wie Fig. 2 zeigt.

Nicht dargestellte elektrische Verbindungen führen zu einer Fahne 71 an Widerstand 63 und 64, und ein in Fig. 2 dargestelltes Kabel 72 enthält sämtliche Anschlußdrähte für das Innenleben des Fühlers und durchragt ein Dichtelement 73 auf der Kappe 68 des Fühlers.

Die am unteren Ende des Taststiftes 26 sitzende Tastspitze 24 wird von einem an der Tastspitze mittels einer Schraube 81 befestigten Halter 80 getragen. Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des Fühlers 11 besitzt eine kugelförmige Tastspitze 24, weil sie sich am besten für die Abtastung von Höhendifferenzen an überlappten Fugen oder dergleichen eignet. Für andere Anwendungsgebiete können stattdessen andere Tastspitzenformen gewählt werden, falls erwünscht.

Der gesamte Fühler 11 ist vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 45 gegenüber der Horizontalen bzw. dem Oberflächenabschnitt geneigt, auf dem der Fühler angewendet wird. Diese geneigte Lage des Fühlers 11 bewirkt, daß senkrecht zur Arbeitsfläche aufwärts und abwärts wirkende Kräfte, beispielsweise durch Höhendifferenzen auf der Oberfläche selbst hervorgerufen, als Widerstandsänderungen im Widerstand 63 wahrgenommen werden. Änderungen des Widerstands-

609810/0258

wertes von Widerstand 63 entsprechen also in Richtung und Größe der auf die Tastspitze 24 ausgeübten Kräfte, hervorgerufen durch die horizontale Arbeitsoberfläche oder die Horizontalkomponente der abgetasteten Erhöhung sowie deren Änderungen und Abweichungen.

Andere Kräfte, die seitwärts von rechts oder von links auf die Tastspitze 24 übertragen werden, lenken den Fühlstift 26 um die Kugel 33 um eine im wesentlichen senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 2 verlaufende Achse aus, und dabei wird die Stange 66 des Widerstands 64 positioniert.

Der zur Richtungsänderung des Fühlers 11 und des Schweißkopfes 15 benutzte Kreuzschlitten 16 enthält gemäß Fig. 5 sich kreuzende Schlitten 85 und 86, die durch Spindeln 87 und 88 angetrieben werden, welche über je ein zugeordnetes Getriebe 91 bzw. 92 mit Motor 89 bzw. 90 bewegt werden. Schlitten 85 ist am Rahmen 17, und Schlitten 86 auf der Spindel 87 montiert, während der Schweißkopf 15 gemäß Fig. 1 über eine Montageplatte 93 so am Schlitten 86 angebracht ist, daß der Motor 89 für die horizontalen bzw. Rechts-Links~Bewegungen, und der Motor 90 für die vertikalen oder Äuf-Ab-Bewegungen von Fühler und Schweißkopf zuständig ist.

Das Blockschaltbild von Fig. 6 zeigt die zum Positionieren des Fühlers und des Schweißkopfes durch die Motoren notwendige Schaltung einschließlich identischer Horizontal- und Vertikal-Schaltungsteile, von denen nur einer in Fig. 7 ausführlicher dargestellt ist. Es kann angebracht sein, die Schaltung modulartig mit Stromversorgung, Verstärker und Triggereinheit in einem Steckmodul unterzubringen, welches in Fig. 6 durch unterbrochene Linien angedeutet und

6.0 9810/0258

mit der Bezugszahl 94 bezeichnet ist. Auch die Stromsteuerungen und zugehörige Schaltungselemente können in separaten Modulen, mit unterbrochenen Linien umgrenzt und mit Bezugszahl 95 bezeichnet, ausgeführt sein. Auf diese Weise gibt es zwei identische Schaltungen, eine für den Betrieb des Horizontalmotors 89, die andere für den Betrieb des Vertikalmotors 90.

Die jeweils an den veränderlichen Widerständen 63 und des Fühlers 11 anliegenden Spannungen werden verstärkt und über eine Triggerschaltung der betreffenden Stromsteuerstufe zugeführt, welche das Zünden eines ihr jeweils zugeordneten SCR-Netzwerks 96 bzw. 9 7 bewirkt, über das der nachgeschaltete Horizontalmotor 89 oder Vertikalmotor 90 mit Netzspannung versorgt wird. Die Triggerschaltung erzeugt Impulse, die ein bestimmtes Zeitverhältnis zu einer Referenzphase der angelegten Netzspannung aufweisen und der Größe und Richtung der auf die Tastspitze 24 wirksamen Kraft entsprechen. Auf diese Weise wird der Schweißkopf über den Vertikal- und den Horizontal-Motor exakt der Bewegungsbahn nachgeführt, nach oben oder unten sowie nach rechts oder links oder in einer Vektorenkombination davon, einschließlich des Fühlers.

Der besondere Vorteil der hier verwendeten Phasenanschnitt-Technik besteht darin, daß der auf die Tastspitze ausgeübte Druck in eine sofortige Widerstandsänderung am Widerstand 63 oder 64 umgesetzt wird, worauf unmittelbar dem entsprechenden Stellmotor 89 oder 90 Strom in der richtigen Größe und Polarität zugeführt und die gewünschte Bahnkorrektur durchgeführt wird. Falls notwendig, wird der gesamten bewegten Masse einschließlich Schweißkopf und Fühler eine positive Bremswirkung zugeführt.

603810/0758

Die im Fühler erzeugten Spannungen können den Horizontal- und Vertikal-Verstärkern gemäß Fig. 1 über eine abgesetzte Steuereinheit zugeführt werden, wenn Handsteuerung gewünscht wird. Außerdem können die Horizontal- und Vertikal-Schaltkreise mit einer Grenzsteuerung kombiniert werden, welche die Schaltungen außer Betrieb setzt, wenn der Kreuzschlitten sein Bahnende erreicht.

Da die Schaltungen für den Horizontalmotor und den Vertikalmotor im allgemeinen identisch sind, soll in Verbindung mit Fig. 7 nur die Schaltung für den Betrieb des Kreuzschlitten-Vertikalmotors 90 beschrieben werden. Die zugeführte Netzspannung wird in einem Netzteil 100 in eine Gleichspannung für den veränderlichen Widerstand 64 des Fühlers 11, und zusätzlich in eine beschnittene Sinusspannung für einen Summierschaltungspunkt 104 umgewandelt. Die Gleichspannung gelangt über eine Sinalleit-Kondensatorschaltung 101 zu einem Operationsverstärker 102, dessen Ausgang ein durch die jeweilige Einstellung des Fühler-Widerstands 64 bestimmter Gleichspannungspegel ist und an dem Summierpunkt 104 mit der abgeschnittenen Sinusspannung vom Netzteil 100 aufsummiert wird. Dieses zusammengesetzte Signal wird dann einem Zweirichtungsschalter oder Triggerimpuls generator 103 zugeführt. Der Takt bzw. die Phase der vom Generator 103 erzeugten Triggerimpulse in bezug auf eine Referenzphase der Netzspannung hängt ab vom Gleichspannungspegel des Signals an Punkt 104. Liegt diese Gleichspannung höher, dann tritt ein zu erzeugender Impuls in einer bestimmten Halbwelle der abgeschnittenen Sinuswelle früher auf, während ein niedrigerer Gleichspannungspegel, dafür sorgt, daß ein zu erzeugender Impuls in der betreffenden Halbwelle später auftritt.

6Ö981Q/0258

Der Triggerimpulsgenerator 103 ist vorzugsweise ein Silizium-Zweirichtungsschalter, bei der Firma Motorola Semiconductor Products unter der Teile-Nummer MBS 4991 oder MBS 4992 erhältlich. An dem Impulsgenerator 103 sind Anoden 103a und 103b sowie ein Gate 103c vorhanden, von denen letzteres nur für die Grenzabschaltung benutzt wird, wie später beschrieben wird.

Die Triggerimpulse treten in jedem Zyklus der abgeschnittenen Sinuswelle und der Netzspannung einmal auf, und zwar entweder in der positiven oder negativen Halbwelle, je nach dem, ob die Gleichspannung am Punkt 104 positiv oder negativ ist. Die Größe des Gleichspannüngspege^s bestimmt den Zeitpunkt des Triggerimpulses in der betreffenden Halbwelle der abgeschnittenen Sinuswelle, während die betreffende Halbwelle der abgeschnittenen Sinuswelle zur Einleitung der Triggerimpulse dient. Die Triggerimpulse werden vom Generator 103 über einen Transformator 106 den Gates der beiden SCR-Elemente 107 und 108 zugeführt. Beide sind gegenläufig geschaltet, so daß beispielsweise der SCR 107 bei der Halbwelle der Netzspannung zündet, wo seine Anode positiv ist, wenn sein Gate einen Impuls erhält,· während der SCR 108 bei der entgegengesetzten Halbwelle zündet, wenn sein Gate einen Impuls erhält. Da die Impulse immer nur bei der einen oder anderen Halbwelle auftreten, wird bei jedem Zyklus nur ein SCR getriggert. Auf diese Weise erhält ein Anker 111 des Motors 89 von Fig. 5 Strom mit der richtigen Polarität und verschiebt den Schweißkopf sowie den Fühler 11 in der richtigen Richtung, in der sich die am Fühler aufgenommene Kraft vermindert, so daß sich entsprechend die Stellung des Widerstandes 64 verändert, bis der Gleichspannungspegel am Ausgang des Operationsverstärkers 102 den Wert Null erreicht.

60S810/0258

Da die Höhe des Gleichspannungspegels vom Operationsverstärker 102 den Zeitpunkt der vom Triggerimpuls-Generator 103 erzeugten Impulse bezüglich der Referenzphase der Netzspannung verändert, jedoch der Durchschnittswert der dem Anker 111 zugeführten gleichgerichteten Spannung verändert, so daß sich dementsprechend die Motordrehzahl ändert. Bei einem höheren Ausgangsspannungspegel des Operationsverstärker zündet der SCR 107 oder 108 früher im Netζspannungszyklus, und der Motor erhält eine größere Durchschnittsspannung. Daraus ergibt sich, daß je höher der Ausgangspegel am Operationsverstärker 102 (also je größer die auf die Tastspitze 24 des Fühlers 11 wirkende Kraft ist), je schneller läuft der Motor 89. Das Ende dieses Vorgangs ist bei vollem Strom erreicht, d.h. wenn der Anker 111 im wesentlichen die gesamte Halb-Welle der Netzspannung zugeführt erhält.

Erfolgt der Einsatz wie hier beim Überlappt-Schweißen o.dgl., arm ist es wünschenswert, wenn der Fühlstift 26 des Fühlers 11 "vorbelastet" wird, mit einer bestimmten Kraft nach rechts oder links oder nach oben oder unten in Bezug auf die Vertikalschaltung; dann besteht an der Tastspitze 24 ein Gleichgewichtszustand. Beim Überlappt-Schweißen gemäß Fig. 1 kann es erwünscht sein, diesen Gleichgewichtszustand so zu definieren, daß die Tastspitze 24 auf die senkrechte Kante der oberen Platte 13 eine bestimmte Kraft ausübt, so daß bei der Fortbewegung der Tastspitze von der Platte 13 eine bestimmte Spannungsdifferenz am Widerstand 64 auftritt, geradeso als würde eine Kraft in der entgegengesetzten Richtung angelegt werden.

Ein solcher "Vorlasf'-Zustand wird elektrisch durch eine Widerstandsschaltung 112 (Fig.7) erzielt. Hier läßt sich ein gewünschter Widerstandsabschnitt mit entsprechendem Spannungsabfall über einen Drehschalter 113 o.dgl. vorwählen und an den Eingang des Operationsverstärkers 102 als "Gegengewicht" zum Eingang,vom Widerstand 64 anlegen.

B0 98 10/0258

Da die Widerstandsschaltung 112 Festwiderstände enthält, wird beim Einstellen der Vorlast die Schaltung unausgeglichen sein, der Operationsverstärker wird einen Ausgang erzeugen und dadurch dem Motoranker 111 über den entsprechenden SCR im Netzwerk 97 Strom zuführen. Die dadurch verursachte Bewegung des Fühlers 11 ist mit einer Druckveränderung verbunden, und die Spannung über den Widerstand 64 ändert sich, bis der Ausgang des Operationsverstärkers 102 wieder Null ist.

Durch diese Vorlasteinstellung in der Schaltung wird also erreicht, daß der Fühler im Ruhezustand eine bestimmte Kraft auf die Erhöhung oder Kante der Platte 13 ausübt. Eine Fortbewegung des Fühlers von der Erhöhung oder Rippe wird von der Schaltung als negativer Druck erkannt, und augenblicklich wird über den Motor 89 der alte Ruhe-Druckzustand wieder hergestellt.

Ferner enthält die Schaltung von Fig. 7 eine Grenzabschalt-Schaltung 115 mit zwei optischen Transistoren 116 und 117. Sobald der Horizontalschlitten 86 sein Bahnende erreicht hat, betätigt er einen dort befindlichen Endschalter 118 oder 119. Dadurch wird eine in dem betreffenden Transistor angeordnete Leuchtdiode zum Aufleuchten gebracht, der Transistor schaltet daraufhin durch und sperrt den Trigger-Impuls -Gener a tor 103, dem er dessen Gate 103c direkt mit der Anode 103a oder 103b verbindet.

Wenn Strom durch die Diode von Transistor 116 oder 117 fließt, dann leitet jeweils ein weiterer Transistor 120 oder 121 und bildet eine Brücke für den Spannungseingang zum Operationsverstärker 102 zur Masse, so daß der Horizontal- Motor 89 abgeschaltet wird. Die durch den leitenden Zustand des entsprechenden Transistors 120 oder 121 verursachte schnelle Signaländerung wird über die Kondensatoren der Schaltung 101 dem Operationsverstärker 102 zugeführt. Das so gekoppelte Signal ist kurzzeitig und

609810/0258

2633999

von solcher Richtung, daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 102 kurzzeitig eine Polarität einnimmt, welche jeder Polarität entgegengesetzt ist, die diesen Endzustand hervorgerufen hat. Das bedeutet, daß einige wenige Triggerimpulse erzeugt und der SCR 107 oder. 108 gezündet wird, der jeweils vorher nicht leitend war.

Auf diese Weise werden dem Anker 111 des Motors 89 einige wenige Stromzyklen von entgegengesetzter Polarität zugeführt, die den Motor dynamisch bremsen.

Die Verwendung optischer Transistoren in der Grenzschaltung bringt Betriebsvorteile, da die Grenzschaltung vom Triggerpulsgenerator isoliert ist und damit eine fehlerhafte Triggerung auf diesem Wege oder durch atmosphärische Störungen verhindert wird.

Wenn Handsteuerung des Positioniermotors erwünscht ist, werden die verbundenden Schalter 124 in die dargestellten Hand-Positionen umgeschaltet. In dieser Schalterposition kann über Druckknopfschalter 125 und 126 jede gewünschte Horizontal-Position eingestellt werden.

Zuvor wurde in Verbindung mit Fig. 7 die Schaltung zum horizontalen Positionieren des Fühlers 11 und des Schweißkopfes 15, der ihn trägt, beschrieben. Außerdem ist eine zweite identische komplementäre Schaltung für die Vertikalsteuerung notwendig, die auf den Vertikalschlitten 85 einwirkt und die Auf- und Abwärtsbewegung des Schweißgerätes mit Fühler übernimmt.

Nachfolgend soll ein in den Fig. 8 b is 11 dargestelltes abgewandeltes Ausführungsbeispiel für eine Fühlerkonstruktion zur Betätigung und Steuerung der Widerstände 63 und 64 in Abhängigkeit von durch den Fühler festgestellten Bahnänderungen oder -Abweichungen beschrieben werden.

9810/0258

Bei. diesem und dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Korrekturwert für den betreffenden Stellmotor bzw. Positioniermotors von einem kontinuierlich veränderlichen Widerstand abgeleitet. Es sei hier ausdrücklich gesagt, daß man auch andere elektrische Zustände, Charakteristiken oder Elemente wie Spannungen oder Ströme als Informationsträger zur Nachführung des nachgeschalteten Gerätes heranziehen kann. All dies liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung.

Bei dem in Fig. 8 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispielen für den Fühler ist das Gehäuse mit Fühlstift und Tastspitze dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gleich oder ähnlich.

Die Mittel zur Veränderung der elektrischen Charakteristik, d.h. die Widerstände 63 und 64, sind ebenfalls denen aus den Fig. 2 bis 4A gleich oder ähnlich.

Wesentliche Unterschiede des nachfolgend beschriebenen Fühlers gegenüber dem zuvor beschriebenen beziehen sich im wesentlichen auf sein Joch 132 am oberen Ende eines Taststiftes 26, es ist nämlich a) eher in Einzelfertigung als in Serienfertigung hergestellt, b) einer Federvorspannung unterworfen und, was besonders wichtig ist, bezüglich einer variablen elektrischen Charakteristik oder Information sowohl kontinuierlich variabel als auch in einer Richtung vorgespannt, und c) enthält eine elektrische Isolierung zwischen dem variablen elektrischen Informationsoder Charakteristik-Element und dem Fühler und damit dem Werkstück.

Bei dieser Ausführung ist jede Betätigungsstange 65' und 66' für den Widerstand 63 bzw. 64 mit einerQuerplatte versehen, die als Auflager für das eine Ende einer Schraubenfeder 135 dient, welche die Betätigungsstange einhüllt und

609810/0258

zwischen dem Ende des betreffenden Widerstands und der Querplatte 134 wirksam ist, so daß die Stange in einer Richtung herausgedrückt wird, wie dargestellt.

Das Joch 132 enthält Mitnehmerelemente für den Fühlstift und ferner in der Nähe der Querplatte 134 Elemente für den Angriff an jeder Stange 65' und 66', um die jeweils betreffende Stange gegen die Kraft der Feder zu verschieben und den Widerstand in Abhängigkeit von einer Bewegung der Tastspitze des Fühlers kontinuierlich zu verändern, so daß der betreffende Stell- oder Positioniermotor wie bereits beschrieben entsprechend gesteuert wird.

Ein zum Joch 132 gehöriger Kragen 138 ist mittels einer Klemmschraube 139 oder einer anderen entsprechenden Einrichtung am oberen Ende des Fühlstiftes 26 befestigt, und eine vorzugsweise^L-förmig gestaltete Platte 141 besitzt zwei Schenkel 142 und 144, die sich in der Weise nach außen erstrecken, daß sie mit der gleichen Vertikal-Ebene abschließen wie die Stangen 65' bzw. 66'.

Am Ende ihres Schenkels 142 und 144 ist je ein Vertikalsteg 147 mittels Schrauben 150 befestigt, das in Höhe so bemessen ist, daß er auf das Ende der jeweils zugeordneten Stange 65' oder 66' drückt und diese bei Fühlstift-Verlagerung unter Veränderung des betreffenden Widerstands gegen die Kraft der Feder 135 verschiebt.

Zwecks elektrischer Isolierung des Fühlstiftes und des Werkstückes von den übrigen Fühlerteilen sind sämtliche oder einige Teile des Joches 132 wie beispielsweise die Vertikalstege 147 aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise Hartpapier o.dgl. gefertigt..

Die Platte 141 ist am Kragen 138 mittels Schrauben 149 befestigt.

6 0 9810/0258

2b33999

Eine die Widerstände 63 und 64 tragende Platte 56' braucht man beim vorliegenden Ausführungsbexspiel nur zweiseitig mit einem Ausschnitt 152 zu versehen, damit das ebenfalls nur zwei Vertikalstege 147 umfassende Joch 132 genügend Bewegungsfreiheit erhält. Die Ausschnitte 152 sind so bemessen, daß sie als Anschläge zur Begrenzung der Bewegung des Joches 132 in der Richtung gegen die Feder 135 dienen, damit die Grenzen des zugeordneten Widerstandes (Potentiometer) nicht überschritten werden.

Wenn auch der Kragen 138, die Platte 141 und die vertikalen Stege 147 hier als separate Bauteile dargestellt beschrieben wurden, so kann man doch einige oder mehrere von ihnen zu einer Einheit zusammenfassen und nach den Prinzipien eines serienhergestellten Joches gestalten, entsprechend dem Ausführungsbexspiel von Fig. 2 bis 4A, wobei jedoch eine elektrische Isolierung zwischen den Widerständen und dem Werkstück vorhanden sein muß.

Eine Zusammenfassung der Erfindung befindet sich am Ende der Beschreibungseinleitung.

609810/0258

Claims (6)

1. Ansprüche

   f 1. !Automatische Führungsanordnung für das Positionieren eines folgenden Gerätes im Verlauf einer definierten erhabenen Bewegungsbahn, mit einem die Bahn ertastenden und dieser folgenden Fühler, gekennzeichnet durch eine vom Fühler (11) getragene Einrichtung (z.B.63,64), die einen kontinuierlichen elektrischen Zustand aufweist, aus dem die Richtung und ein Änderungsverhältnis der Bahn ableitbar ist, und durch eine Positioniereinrichtung (Fig.6) für den Fühler und das folgende Gerät (15), der dieser kontinuierliche elektrische Zustand zugeführt und daraus Geschwindigkeit und Richtung, mit der der Fühler und das folgende Gerät durch die Positioniereinrichtung nachgestellt werden, abgeleitet wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der den kontinuierlichen elektrischen Zustand aufweisenden Einrichtung mindestens ein von dem Fühler (11) getragener kontinuierlich veränderlicher elektrischer Widerstand (63...) gehört, dessen Widerstandswert proportional mit der Größe der Bewegung in einer besonderen Richtung des Fühlers verändert wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (11) einen ersten veränderlichen elektrischen Widerstand (63), dessen Widerstandswert proportional mit der Größe einer Fühlerbewegung in einer ersten Richtung verändert wird und einen zweiten veränderlichen Widerstand (64) trägt, dessen elektrischer Widerstandswert proportional mit der Größe einer Fühlerbewegung in einer senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung verändert wird.

   6098 10/0258

   2633999
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Fühler ein Fühlerkörper (27) gehört, und daß im wesentlichen koaxial innerhalb des Körpers ein Fühlstift (26) zur Erhöhungsabtastung mit einem Bahnkontaktabschnitt (24) angeordnet ist, der unter dem Einfluß von auf den Bahnkontaktabschnitt wirkenden Kräften ausschwenkbar ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Fühlstift (26) eine erste Rahmeneinrichtung

   (39) und an dem Fühlerkörper (27) eine zweite Rahmeneinrichtung (55) angebracht ist, und daß die veränderlichen elektrischen Widerstände (63,64) an der zweiten Rahmeneinrichtung befestigt und beide mit je einem in durchragenden Stift (65,66) zur Widerstandsänderung versehen sind, von denen der eine Stift unter 90° zum anderen verläuft und beide Stifte für sich beim Verschwenken des Fühlstiftes mittels der ersten Rahmeneinrichtung bewegbar sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Positioniereinrichtung für den Fühler (11) und das folgende Gerät (15) eine Fühler und Gerät tragende erste Bewegungseinrichtung (86) zum Bewegen der beiden, ein erster Motor (89) für den Antrieb dieser ersten Einrichtung und eine erste Gleichstromversorgungseinrichtung

   (97) für den ersten Motor, dessen Versorgungstrom in Größe und Richtung auf den kontinuierlich elektrischen Zustand rückbeziehbar ist, gehören.

   7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dazu eine von der ersten Bewegungseinrichtung getragene zweite Bewegungseinrichtung (85) zunBewegen von Fühler und Gerät in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung der ersten Bewegungseinrichtung verläuft, ein dazu gehöriger zweiter Motor (90) und eine zweite

   6 098 10/025 8

   Gleichstromversorgungseinrichtung (96) für den zweiten Motor, dessen Versorgungsstrom in Größe und Richtung auf den kontinuierlichen elektrischen Zustand rückbeziehbar ist, gehören.

   8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur ersten oder zweiten Gleichstromversorgungseinrichtung (97,96) für den ersten oder zweiten Motor (89,90) eine Wechselstromquelle mit definierbarer Phase, ein den Strom für den ersten Motor gleichrichtenden SCR-Netzwerk (97), und eine Steuereinrichtung, welche das SCR-Netzwerk mit einer kontrollierbaren Phase in Bezug auf die definierte Phase der Wechselstromquelle entsprechend dem Zustand, den die den kontinuierlichen elektrischen Zustand aufweisende Einrichtung (63 bzw.64) einnimmt, triggert und dadurch Geschwindigkeit und Richtung des ersten bzw. zweiten Motors steuert, gehören.

   9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das SCR-Netzwerk (96,97) aus zwei gegenläufig parallel geschalteten SCR's besteht, die in Serie mit dem Anker des betreffenden Motors (90;89) an die Wechselstromquelle gelegt sind.

   10. Anordnung nach Anspruch 7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gleichstromversorgungseinrichtungen (96,97) als elektrische Duplikate ausgeführt sind.

   11. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (101) 2um Bremsen jedes einzelnen der Motoren (89,90;111) mit einer Kraft, die seiner Drehzahl zum Zeitpunkt der Bremsung proportional ist.

   609810/0258

   12. Automatische Führungsanordnung für das Positionieren eines Schweißgerätes in Bezug auf eine mindestens einseitig erhöhte und in ihrem Verlauf Höhenänderungen aufweisenden Bahn auf einer Oberfläche, gekennzeichnet durch einen vom Schweißgerät (15) getragenen Fühler (11), der an der Erhöhung und an der Oberfläche anliegt, wobei beiden einen Gegendruck auf ihn ausüben, eine auf den von der Erhöhung auf den Fühler ausgeübten Druck ansprechende, zumindest teilweise innerhalb des Fühlers angeordnete erste Einrichtung (63) zur Erzeugung eines von der Differenz zwischen den durch die Erhöhung ausgeübten und einem vorbestimmten Druck ableitbaren kontinuierlichen veränderlichen elektrischen Zustands, zum kontinuierlichen Druckvergleich und zur Erzeugung eines der Druckdifferenz proporationalen ersten Korrektursignals, eine auf den von der Oberfläche auf den Fühler ausgeübten Druck ansprechende, zu mindest teilweise innerhalb des Fühlers angeordnete zweite Einrichtung (64) zur Erzeugung eines von der Differenz zwischen dem durch die Oberfläche ausgeübten und einem vorbestimmten Druck ableitbaren elektrischen Zustands, zum kontinuierlichen Druckvergleich und zur Erzeugung eines der Druckdifferenz proportionalen zweiten elektrischen Korrektursignals, und durch eine auf das erste und zweite elektrische Korrektursignal ansprechende, das Schweißgerät und den Fühler bewegende Bewegungseinrichtung (16? 89,90...) zur Gewinnung des vorbestimmten Druckes auf den Fühler, durch die der Fühler in der Richtung der Erhöhung bewegt wird, und durch die das Schweißgerät und der Fühler von der Erhöhung wegbewegt und, wenn der Fühler auf der Oberfläche durch eine Höhenänderung angehoben wird, beide von der Oberfläche hochgehoben werden, und umgekehrt.

   13. Anordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (112,113;97) zur Erzeugung einer Vorspannung des Fühlers (11) gegen die Erhöhung, wodurch eine Fortbewegung des Fühlers von der festgestellten Erhöhung

   609810/0258

   2B33999

   ermöglicht wird, und eine zweite Einrichtung {112,113;96) zur Erzeugung einer Vorspannung des Fühlers gegen die ■ Oberfläche, wodurch eine Fortbewegung des Fühlers von der Oberfläche ermöglicht wird, wenn eine festzustellende Höhenänderung angetroffen wird.

   14. Anordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung (94) zum Zuführen des ersten und zweiten elektrischen Korrektursignals an die Bewegungseinrichtung und zur Steuerung von deren Geschwindigkeit und Richtung, mit der sie das Schweißgerät und den Fühler bewegt-

   15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu dieser Zuführ- und Steuereinrichtung mindestens ein Netzwerk (96,97) mit zwei entgegengesetzt geschalteten SCR's (gesteuerte Siliziumgleichrichter) zum Zuführen einer Netzspannung an die Bewegungseinrichtung (89,90...) und mindestens ein Triggerimpuls-Generator gehört, dessen Impulse einem Gate jedes SCR bei einer dem Korrektursignal entsprechenden Netzphase zugeführt werden.

   16. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (101) zum Bremsen der Zuführ- und Steuereinrichtung mit einer Kraft, die der Geschwindigkeit der Bewegungseinrichtung zum Zeitpunkt der Korrektursignal-Beendigung und Bremseinleitung proportional ist.

   17. Anordnung nach Anspruch 1, 4 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (11) in seinem Fühlerkörper (27) einen um einen exzentrisch zu seiner Längsachse liegenden' Punkt (33) unter Einwirkung von einer oder mehreren auf seinen Kontaktabschnitt (24) wirksamen Kräften in alle Richtungen ausschwenkbaren Fühlstift (26) besitzt, und daß von dem durch das Verschwenken des Fühlstiftes kontinuierlich veränderlichen elektrischen Widerstand (63,64) eine Widerstandsänderung ableitbar ist, die dieser Schwenkbewegung proportional, und von der die Richtung und das Änderungs-

   60 9 8 10/0258

   verhältnis der Erhöhung in Bezug auf die Bewegungsrichtung zwischen Fühler und Erhöhung ableitbar sind.

   18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerkörper zu der Oberfläche einen Winkel einnimmt, so daß die Widerstandsänderung durch horizontal und vertikal auf der Oberfläche verlaufende, auf den Fühlstift (26) wirkende Kräfte erfolgt.

   19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerkörper (27) unter einem Winkel von annähernd 45° gegenüber der Oberfläche geneigt ist, so daß bei einer Auslenkung des Kontaktabschnittes (24) des Fühlstiftes (26) der eine veränderliche Widerstand, und bei einer Auslenkung des Kontaktabschnittes in einer senkrecht zu der Oberfläche verlaufenden Richtung der andere veränderliche Widerstand (z.B.64) verändert wird, und so daß ferner bei einer Auslenkung in einer Zwischenrichtung oder einer Vectorenkombination der zuerst genannten Richtungen diese Widerstände mit den gleichen Vectorenproportionen verändert werden.

   20. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Trennschaltung (Fig.7) für jeden der beiden durch eine Motortreiberschaltung (103...) gesteuerten Positioniermotoren (89,90), mit einem eine Leuchtdiode aufweisenden optischen Transistor, dessen Emitter und Kollektor mit der Motortreiberschaltung (103) in der Weise verbunden ist, daß im leitenden Zustand aufgrund der Leuchtdiode die Motortreiberschaltung außer Betrieb gesetzt ist; und durch einen normalerweise geschlossenen Schalter (z.B.118), der die Leuchtdiode des optischen Transistors überbrückt und·geöffnet wird, wenn der Positioniermotor eine definierte Wegbegrenzung erreicht hat, so daß wenn der Schalter geöffnet ist und an der Leuchtdiode eine Spannung anliegt, der optische Transistor durchgeschaltet

   6098 10/0258

   wird und dadurch den Positioniermotor abstellt.

   21. Anordnung nach Anspruch 5 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Fühlstift (26) befestigte erste Rahmeneinrichtung (39;132) als Joch ausgebildet ist, welches mindestens an einem Ende mindestens eines der beiden durch je einen der Widerstände (63,64) hindurchgehenden Stifte (65,66) anliegt und diesen so verlagert, daß die elektrische Information verändert wird.

   22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Informationsquelle bzw. der Widerstand (z.B.63) auf einer Platte (z.B. 56") befestigt ist, die als Anschlag für eine Verlagerung des Joches (z.B. 132) wirksam ist und damit die Bewegung des Betätigungsstiftes (z.B.65) begrenzt.

   23. Anordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (39;132) beide Enden des betreffenden Stiftes (65,66) beeinflußt und dadurch den Stift in jeder Richtung positiv verlagert.

   24. Anordnung nach Anspruch 5 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden veränderlichen Informationsquellen bzw. Widerstände (63,64) unter einem Winkel von 90° zueinander angebracht sind.

   25.Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet,, daß zu der Rahmeneinrichtung bzw. dem Joch (39;.132) eine zwischen dem Stift (65,66) und dem Fühlstift (26) angeordnete elektrische Isoliereinrichtung gehört, welche die Informationsquelle bzw. den Widerstand von dem Fühlstift elektrisch isoliert.

   60 98 10/0258

   26. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 5 oder 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (65") durch eine Feder (135) in einer Richtung vorgespannt ist, und daß zu dem Joch (132) Anschlageinrichtungen (147) gehören, welche das Stiftende gegen die Vorspannung abstützen (Fig.8).

   27.Anordnung nach Anspruch 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung (147) elektrisch isolierend ausgebildet ist und die elektrische Isoliereinrichtung bildet.

   28. Anordnung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlstift (26) des Fühlers (11) mittels einer zwischen dem Fühlerkörper (27) und dem Fühlstift wirksamen Federeinrichtung (38), die an einer von dem Schwenklager (33) entfernten Stelle am Fühlstift angreift, in eine vorbestimmte Richtung vorgespannt ist; und daß eine den Fühlstift mit dem Fühlerkörper verbindende Spanneinrichtung (38b) vorhanden und der Federeinrichtung (38) entgegengestellt ist? und daß eine außerhalb des Fühlerkörpers zugängliche Justiereinrichtung (38c) zur Einstellung der wirksamen Länge der Spanneinrichtung (38d) vorhanden ist (Fig.2).

   29. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlstift (26) gegenüber der Spanneinrichtung (38d) oder einem Winkel von 90° verschwenkbar ist, ohne innerhalb des zulässigen Schwenkweges dadurch gestört zu werden.

   30. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1,11, 12 oder 16, gekennzeichnet durch eine Motorbremsschaltung (115,101) in Abhängigkeit von einem Begrenzungszustand, mit einer diesen Begrenzungszustand erfassenden Einrichtung (118,119), mit von dieser Abtasteinrichtung abhängigen Einrichtungen (116...,103...) zum Unterbrechen eines in

   6098 10/0258

   einer Richtung verlaufenden Steuersignals für einen der Positioniermotoren (89,90), und mit Einrichtungen" (120...,101,102), die in Abhängigkeit von der Unterbrechung des Motorsteuersignals ein kurzzeitiges Steuersignal von entgegengesetzter Polarität erzeugen, so daß dem betreffenden Positioniermotor kurzzeitig eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität zugeführt und dieser dynamisch gebremst wird.

   31. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß zu der unterbrechenden Einrichtung ein optischer Transistor mit Leuchtdiode (116) gehört, worin der Transistor im Leuchtzustand der Diode durchgeschaltet wird und die in einer Richtung verlaufenden Steuersignale unterbricht.

   32. Anordnung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines kurzzeitigen Steuersignals durch einen von der Unterbrecher-Einrichtung (116...) durchschaltbarer Transistor (120...) und eine RC-Schaltung (101) gebildet werden, welche einen Steuerimpuls von entgegengesetzter Polarität erzeugt.

   6 0 9810/0258

   3Γ

   Le e rs e i te