DE3103016C2

DE3103016C2 - Verfahren für das selbständige Auffinden und Schweißen von Schweißnähten

Info

Publication number: DE3103016C2
Application number: DE3103016A
Authority: DE
Inventors: Erwin 6342 Haiger Cloos
Original assignee: Carl Cloos Schweißtechnik GmbH, 6342 Haiger
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1987-04-30
Also published as: DE3103016A1; US4410786A

Abstract

Das Erkennen sowie das selbständige Auffinden und Schweißen von Schweißnahtanfängen, deren Verlauf an sich bekannt und programmiert ist, bereitet infolge von Einrichtfehlern und Toleranzen der jeweiligen Schweißnähte Schwierigkeiten. Um dies dennoch einwandfrei zu erreichen, wird zum Suchen des Nahtanfangs der Schweißbrenner senkrecht zu seiner Vorschubrichtung gependelt und mit einem geringen Schweißstrom betrieben. Der Schweißbrenner wird unter einem Winkel von bis zu 30 ° an den vorprogrammierten Nahtverlauf herangefahren, wobei nach dem Erfassen der Schweißnaht der Schweißbrenner unter Beibehaltung der geringen Schweißstromstärke und ggf. der Pendelbewegung zum Nahtanfang zurückverfahren wird. Im Anschluß hieran wird dann die Schweißnaht von Anfang an mit hoher Schweißstromstärke und ohne Pendelbewegung des Brenners verschweißt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das selbständige Auffinden und Schweißen von Schweißnähten, insbesondere von Schweißnahtanfängen, deren Verlauf an sich bekannt und programmiert ist, wobei zur Seiten- und Höhensteuerung des Schweißbrenners die durch Vergrößern oder Verkleinern der Länge des Lichtbogens hervorgerufene Schweißstrom- bzw. -Spannungsänderung dient.

Aus der DE-OS 26 45 788 ist eine mechanisierte Schweißanlage bekannt, bei der bei einem periodisch gependelten Schweißbrenner der Schweißstrom in den Umkehrpunkten der Pendelbewegung gemessen und durch Vergleich der beiden erhaltenen Werte miteinander der Schweißkopf in die Fugenmitte verfahren wird. Das gleiche Verfahren, d. h. die Messung der Schweißstromstärke und Vergleich dieser Schweißstromstärke mit einem vorgegebenen Sollwert wird zur Höheneinstellung des Schweißbrenners herangezogen. Hierbei kann z. B. zum Vergleich der jeweilige Schweißstrom in der Fugenmitte herangezogen werden. Der Vorteil dieser Seiten- und Höhenabtastung besteht darin, daß der Schweißbrenner in vorbestimmter Höhe und Seitenführung zu einer im Verlauf nicht bekannten Schweißnaht selbsttätig geführt werden kann. Nachteilig ist jedoch, daß diese Art der Führung des Schweißbrenners ein ständiges Pendeln desselben voraussetzt, wodurch die Schweißgeschwindigkeit längs der Schweißnaht erheblich verlangsamt wird.

Des weiteren sind mechanisierte Schweißanlagen bekannt, bei denen der Schweißbrenner nach einem Programm verfahren wird, das entsprechend dem Fugenverlauf programmiert worden ist. Der Vorteil dieser Art der Steuerung des Schweißbrenners besteht darin, daß hier keine Pendelbewegungen zur Erfragung der Nahtmitte erforderlich sind, wodurch eine hohe Schweißgeschwindigkeit erreicht wird. In der Praxis hat es sich jedoch herausgestellt, daß für eine einwandfreie Funktion einer derartigen Schweißanlage der Fugenverlauf genau dem vorprogrammierten entsprechen muß. Treten hiervon Abweichungen auf, wie sie sich in der Praxis leicht durch Ausrichtfehler oder aber durch Toleranzen ergeben, so besteht hier die Gefahr, daß die Schweißnaht neben die Fuge gelegt wird oder diese nur teilweise überdeckt, so daß die Schweißung mangelhaft wird. Ein besonderes Problem stellt die Erfassung des Nahtanfanges dar. Aufgrund der vorstehend genannten Ausricht- und Toleranzfehler ist es häufig der Fall, daß der Nahtanfang ungeschweißt bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für das Auffinden und Schweißen von vorprogrammierten Schweißnähten vorzuschlagen, mit dem der Nahtanfang einwandfrei erkannt und verschweißt wird und bei dem eine einwandfreie Schweißnaht auch bei Einrichtfehlern und bei Toleranzen bei den zu schweißenden Nähten erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Aufsuchen des Nahtanfanges der Schweißbrenner senkrecht zu seiner Vorschubrichtung gependelt, mit einem Bruchteil des normalerweise benötigten Schweißstroms betrieben und unter einem Winkel von bis zu 30° an den vorprogrammierten Nahtverlauf herangefahren wird, daß nach dem Erfassen der Schweißnaht der Schweißbrenner unter Beibehaltung der geringen Schweißstromstärke und gegebenenfalls der Pendelbewegung zum Nahtanfang zurückverfahren wird, so daß anschließend die Schweißnaht mit normaler Schweißstromstärke und ohne Pendelbewegung des Schweißbrenners verschweißt werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß der Schweißbrenner nicht mehr genau an die Anfangsstelle der Naht verfahren werden und dann der Schweißvorgang unmittelbar begonnen werden. Vielmehr wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der Schweißnahtanfang, der nicht immer an der vorprogrammierten Stelle infolge der Einrichtfehler und der Toleranzen liegt, überfahren, so daß die Schweißfuge in einem gewissen Abstand zum Fugenanfang erfaßt wird. Die genaue Ausrichtung des Schweißbrenners zur Fugenmitte erfolgt dann in bekannter Art und Weise aufgrund der Pendelbewegung und der in den Umkehrpunkten ermittelten Schweißstromwerte. Für ein sicheres Auffinden der Schweißnaht ist es vorteilhaft, die Schweißnaht in einem Winkel bis zu ca. 30° anzufahren, um zu verhindern, daß der Fall eintreten kann, daß der Schweißbrenner parallel zur Schweißfuge verfahren wird. Nach dem Auffinden der Schweißnahtmitte wird der Schweißbrenner solange entgegen der Schweißrichtung mit geringer Schweißstromstärke zurückverfahren, bis das Nahtende erfaßt ist. Hierdurch ist zum einen der genaue Nahtanfang ermittelt und zum anderen auch die Ausrichtung der zu verschweißenden Fuge relativ zum Koordinatensystem des Schweißbrenners. Es läßt sich so in einfacher Weise die Abweichung des Anfangspunktes der Schweißfuge und deren Richtung zur vorprogramierten Richtung erfassen, so daß die vorprogrammierte Bahn des Schweißbrenners entsprechend berichtigt werden kann. Im Anschluß hieran erfolgt dann die Schweißung der Fuge mit hoher Schweißgeschwindigkeit und dem erforderlichen Schweißstrom.

Diese Art der Steuerung ist im allgemeinen ausreichend. Bei größeren Toleranzen und Einrichtfehlern kann es jedoch notwendig sein, den vorprogrammierten Fugenverlauf mit dem tatsächlichen Fugenverlauf zu vergleichen und den Schweißbrenner wieder in die Fugenmitte zurückzuverfahren. Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Schweißbrenner intermittierend ein vorbestimmtes Stück ohne zu pendeln längs der vorprogrammierten Schweißnaht verfahren wird, um anschließend bei langsamerer Vorwärtsgeschwindigkeit mehrere Pendelbewegungen auszuführen, um die Fugenmitte wieder zu erfassen. Hieran schließt sich der schnelle Vorschub wieder an und das Programm wiederholt sich. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, mit hoher Geschwindigkeit, d. h. mit großer Wirtschaftlichkeit und hoher Genauigkeit auch Fugen zu verschweißen, die in erheblichem Maße vom vorprogrammierten Verlauf abweichen.

Das Aufsuchen des Nahtanfangs erfolgt vorteilhaft mit einem Schweißstrom, der ca. ¹/₅ bis zu ¹/₃ des für die Schweißung der Fuge benötigten Schweißstromes beträgt.

Claims

1. Verfahren für das selbständige Auffinden und Schweißen von Schweißnähten, insbesondere von Schweißnahtanfängen, deren Verlauf an sich bekannt und programmiert ist, wobei zur Seiten- und Höhensteuerung des Schweißbrenners die durch Vergrößern oder Verkleinern der Länge des Lichtbogens hervorgerufene Schweißstrom- bzw. -Spannungsänderung dient, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufsuchen des Nahtanfanges der Schweißbrenner senkrecht zu seiner Vorschubrichtung gependelt, mit einem Bruchteil des normalerweise benötigten Schweißstroms betrieben und unter einem Winkel von bis zu 30° an den vorprogrammierten Nahtverlauf herangefahren wird, daß nach dem Erfassen der Schweißnaht der Schweißbrenner unter Beibehaltung der geringen Schweißstromstärke und gegebenenfalls der Pendelbewegung zum Nahtanfang zurückverfahren wird und daß anschließend die Schweißnaht mit normaler Schweißstromstärke und ohne Pendelbewegung des Schweißbrenners verschweißt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbrenner in vorbestimmtem Abstand im Schweißnahtverlauf mehrere Pendelbewegungen quer zur Schweißnaht zur Einstellung der genauen Mittenposition relativ zur Schweißfuge ausführt und daß anschließend der Schweißbrenner mit hoher Geschwindigkeit ohne Pendelbewegung in Richtung der vorprogrammierten Schweißnaht verfahren wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstromstärke beim Aufsuchen des Nahtanfanges ca. ¹/₅ bis ¹/₃ der für das Schweißen der Naht benötigten Schweißstromstärke beträgt.