焊接設備的調節裝置的製作方法
2023-06-10 05:17:51 1
專利名稱：焊接設備的調節裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1和27的前序部分所述的焊接設備的調節裝置及其方法。
焊接設備的一些調節裝置是已知的，其中數據交換通過一主機、特別是一微處理器控制器藉助於由導線連接的控制單元來實現，其中控制單元例如包括一信號處理單元，以下稱為SP單元，和一脈衝寬度調製器，以下稱為PWM。控制單元通過其他的導線連接於外部部件，例如功率部件和輸入和/或輸出裝置等。在主體中對於焊接過程的各個額定值通過一相應的軟體程序確定或算出，之後使額定值通過一數字/模擬轉換器轉換為模擬信號，特別是轉換為一電壓並從而可由控制單元加以處理。各個控制單元使由外部部件產生的實際值適合於預定的額定值。並且，將實際值由模擬/數字轉換器轉換為數位訊號並傳送給主機，以便其可以實施各個控制信號和/或額定值的相應的調整。其缺點是，各控制單元必須與各外部部件匹配以便數據交換，從而當改變或更換一個外部部件時也必須更換根據用於控制過程所需要的控制單元。
本發明的目的在於，提供一種焊接設備的調節裝置以及控制焊接設備的方法，其中各個外部部件的過程調節或控制純數字式實現。
本發明的這個目的通過權利要求1的特徵部分中的特徵來達到。其優點是，為了製造這種焊接設備，可以採用標準組件，特別是共用的組合部件，從而可以達到可靠的操作和獲得小的結構尺寸。另一優點在於，通過簡單的軟體修改就能夠適合於專用領域用的極不同的操作條件或者容易適合於焊接設備的新開發的部件，而不必要更換軟體。還有一優點是，由於共用組合部件的數字控制能夠將現有的具有共用組合部件的焊接設備以新開發的部件進行容易的改進，因為只必須採用適用的軟體以便使用新開發的部件。
其他的有利的發展描述於權利要求2至26中。由此得到的一些優點由附圖的較詳細的描述可知。
本發明還包括焊接設備的控制方法，如其在權利要求27的前序部分中所描述的。
本發明的目的按另一方面還通過按照權利要求27的特徵部分所說明特徵的焊接設備的控制方法來達到。其優點是，通過各個部件相互間的數字的數據傳送可以實現迅速的焊接過程的控制或調節，從而顯著改善焊接質量。
其他的有利的措施描述於權利要求28中。由此得到的一些優點可見附圖的較詳細的描述。
以下對本發明藉助於附圖中所示的實施例加以更詳細地說明。附圖中
圖1以簡化圖示出焊接設備的示意結構；圖2以簡化示意圖示出焊接設備按照本發明的調節裝置之簡圖。
首先確定，在描述的不同實施形式中相同的部件設有相同的標記或相同的部件名稱，其中包括在整個說明書的公開內容按意義上都可以轉置到具有相同標記或相同部件名稱的相同部件上。並且在說明書中選擇的位置說明，如上面、下面、側面的等涉及直接描述的和示出的圖並且在位置改變時按意義上轉置到新的位置上。並且，來自示出的和描述的不同實施形式的各個特徵或特徵組合也可以視為是獨立發明的或按照本發明的解決方案。
圖1中示出一焊接設備1用於極不同的焊接方法，例如MID/MAG焊接(熔化極隋性氣體保護焊/熔化極活性氣體保護電弧焊)或TIG焊接(鎢極惰性氣體保護焊)。
焊接設備1包括一具有功率部件3的電源2，一控制裝置4和配置於功率部件3或控制裝置4的轉換部件5。轉換部件5或控制裝置4連接於控制閥6，控制閥6設置於供氣管道7中，供氣管道7用於在蓄氣罐9與焊炬10之間輸送氣體，特別是保護氣體，如CO2，氦氣或氬氣等。
此外，通過控制裝置4還可以控制焊絲進給裝置11，如通常用於MIG/MAG焊接的，其中通過供絲管道12將焊絲13從儲料鼓輪14送至焊炬10的區域。用於在焊絲13與工件16之間建立電弧15的電流通過供電纜17從電源2的功率部件3送至焊炬10或焊絲13，其中待焊接的工件16通過另一供電纜18也與焊接設備1連接並由此可以通過電弧建立電流迴路。
為了冷卻焊炬10，焊炬10可以通過冷卻迴路19與蓄水器21連接，其中間連接有流量控制器20，因此當焊炬10開動時冷卻迴路19被由控制裝置4起動並因此達到焊炬10或焊絲13的冷卻。
此外，焊接設備1具有輸入和/或輸出裝置22，通過它們可以設定焊接設備1的極不同的焊接參數或操作方式。其中通過輸入和/或輸出裝置22設定的焊接參數被轉送到控制裝置4，由其接著控制焊接設備1的各個部件。
顯然，也可以不如在所示的實施例中焊炬10通過各個供給線路與各個部件，特別是與焊接設備1或焊絲進給裝置11連接的那樣，而是將這些供給線路合併入一個共用軟管包內並連接於焊炬10。
圖2中示出按照本發明的焊接設備1的調節裝置23的方塊圖。
為此焊接設備1的調節裝置23具有微處理器控制器24或微控制器形式的控制裝置4。並且在調節裝置23中設置一焊接過程調節單元25。焊接過程調節元件25構成為使其只能夠處理數位訊號，因此每一待調節的數值，特別是每一焊接參數，必須以數字的形式傳送給焊接過程調節單元25。焊接過程調節單元25，特別是其諸部件通過一通用的數據/地址信息轉移通路26與控制裝置4，特別是與微處理器控制器24連接，因此在控制裝置4，特別微處理器控制器24與焊接過程調節單元25之間形成一虛擬的接口27，其以虛線表示。焊接過程調節單元25的各個部件可由一數字處理單元28，以下稱為SP單元28，和一數字脈衝寬度調製器29，以下稱為PWM29組成。為此也可以將該兩部件，即SP單元28和PWM29構成為共用功能塊。
PWM29的輸出通向調節裝置23的接口30，其中藉此又在焊接過程調節單元25與調節裝置23之間形成一虛擬的接口31。功率部件3通過調節裝置23的接口30連接於PWM29。
基本上可以說，接口30形成一與功率部件3的外部部件的一個連接點，其中從接口30，特別是從產生的控制信號向功率部件3的數據傳送以數字的形式，特別是通過一數據協議傳送，亦即功率部件3必須能識別傳送的數據協議並接著根據傳送的數據實現功率部件3的控制，其中功率部件3例如由屬於現有技術的變換電源構成。為此也可以將數據協議的數據由相應的功能塊來計值，之後將數據轉換為一模擬信號。通過這樣的功率部件3的構成，可能的是，從數據協議的數字數據向一模擬信號的變換可以通過一所謂的接口插卡來實現。其優點是，所有類似屬於現有技術的功率部件3可以通過用這樣的接口插卡經簡單的改進就可使用。顯然也可能實現功率部件的數字控制，從而不需要這樣的接口插卡。然而對此這樣的功率部件3必須能識別傳送的數據協議。
在調節裝置23的各個部件，特別是微處理控制器24、SP單元28和PWM29以及其他的部件相互之間的數據傳送同樣通過相應的數據協議來實現。其中可以建立使內部的數據協議，亦即不藉助一外部的部件實現的每一數據傳送不同於外部的數據協議。亦即藉助一外部的部件例如功率部件3實現的每一數據傳送。然而其優點是，當內部的數據協議與外部的數據協議一致時，由於因此而簡化了新的部件的開發，而不需要實施從一個數據協議向另一個數據協議的變換。
為了使控制裝置4，特別是微處理器控制器24藉助SP單元28實現數據轉換，一存儲裝置32通過內部的數據/地址信息轉移通路26連接於控制裝置4，其中存放所有的用於操作微處理器控制器24或焊接設備1所需要的操作軟體和控制程序，從而在焊接設備1開動時相應的程序可以載入微處理器的主存儲器並因此焊接設備1的構造可以按已知的用於微處理器控制器24，特別是用於微處理器或個人計算機那樣的現有技術來構成。
為了使焊接設備1用的各個另外需要的外部的部件，例如輸入和/或輸出裝置22、焊絲進給裝置11和冷卻迴路19等連接於調節裝置23，調節裝置23具有一接口33。該接口33在所示實施例中直接連接於微處理器控制器24的輸入和/或輸出並且優選由屬於現有技術的接口33例如RS232構成。該接口33構成環式信息轉移通路34的形式，如其用點劃線所示的，並且因此可以將多個部件通過接口插頭35連接於環式信息轉移通路34並加以控制。
因此現在能夠將至少一個或多個部件連接於環式信息轉移通路34，從而可以實現焊接設備1具有中央調節裝置23的總體結構，亦即例如使用者可以通過輸入和/或輸出裝置22設定各個焊接參數，例如焊接電流水平、焊接電壓、焊絲直徑以及極不同的焊接方法等，這些都從輸入和/或輸出裝置22通過接口33傳送給調節裝置23，特別是傳送給微處理器控制器24。外部部件的各個數據的傳送再通過合適的數據協議來實現，其中各個外部部件又可以設有一個接口插卡。
顯然，微處理器控制器24能夠通過接口33，特別是通過環式信息轉移通路34實現關於一外部部件的控制過程，亦即例如由微處理器控制器24傳送給焊絲進給裝置11一定的焊絲進給速度。為此在用焊接設備1的焊接過程中由微處理器控制器24通過這個環式信息轉移通路34實現一不變的數據交換以便轉送各個部件的或用的額定值或實際值。
此外，可以在微處理器控制器24上設置其他專門構成的接口36、37，以便例如用於專門構成的外部部件，如一專用的焊絲進給裝置11和/或一輸入和/或輸出裝置22。這其他的接口36、37可以直接連接於微處理器控制器24的輸入和/或輸出，特別是微處理器的輸入和/或輸出，從而又可以實現彼此間的數據交換。顯然，可以設置多個這樣的接口36、37以用於其他一些外部部件，不過為清楚起見這些沒有示於所示的實施例中。應該指出，為清楚起見沒有示出用於操作調節裝置23，特別是用於操作微處理器控制器24的例如一石英晶體等其他的部件和組件以及用於在調節裝置23與外部部件之間數據交換的例如一接口驅動器等。
為了能夠通過調節裝置23或焊接過程調節單元25實現一焊接過程的調節和/或控制，設置另一接口38。由焊炬10檢測的或提供的實際值，特別是電流實際值、電壓實際值等通過這個接口38傳送給調節裝置23，特別是傳給焊接過程調節單元25。為此可以將提供的實際值以模擬的形式由各個實際值的檢測裝置轉送給接口38，例如在所示的實施例中就是這種情況。提供的實際值通過接口38存入數據/地址信息轉移通路26，以便焊接過程調節單元25，特別是SP單元28和PWM29可以在焊接過程中實現一個相應的調節。通過實際值在數據/地址信息轉移通路26中的這種存儲再次在焊接過程調節單元25中形成一虛擬的接口39，如圖中用虛線所示的。通過這樣構成的數據/地址信息轉移通路26，實際值也可以與用於焊接過程調節單元25的同時用於控制裝置4，特別是用於微處理器控制器24。
在所示的實施例中實際值以模擬的形式傳給接口38，因此此時這些模擬的實際值需要轉換為數字形式。為此在接口38與數據/地址信息轉移通路26的虛擬接口39之間設置一模擬/數字轉換器40。模擬/數字轉換器40從此時起將提供的實際值轉換為數字實際值，其中數字實際值實現以內部的數據協議的形式傳送，以便焊接過程調節單元25的各個部件和控制裝置4可以處理這些數據。顯然，模擬/數字轉換器40可以不是結合於焊接過程調節單元25中，而是將其直接設置於外部部件，特別是焊炬10中，從而在調節裝置23的外部實現模擬實際值的轉換。
然而如果模擬/數字轉換器40設置於調節裝置23，特別是焊接過程調節單元25中，則焊接過程調節單元25的各個部件，即SP單元28、PWM29和模擬/數字轉換器40也可以由幾個獨立組件或只由一個組件構成。
由所示的方塊圖可知，焊接過程調節單元25的各個部件形成一共用的組合部件41。為此也可以將微處理器控制器24結合於該共用組合部件41中。該共用組合部件41用虛線表示。對此應該指出，控制裝置4，特別是微處理器控制器24和SP單元28及PWM29通過一數據信息轉移通路，特別是通過內部的數據/地址信息轉移通路26相互間連接並因此隨後只實現純數字的數據傳送。顯然，其他的部件，如存儲器裝置32、接口33、各個接口30、36至39以及模擬/數字轉換器40等可以構成獨立的或結合成一體的組合部件並且在所述共用組合部件41的外部設置於焊接設備1上，然後這些組合部件通過數據線路連接於調節裝置23的共用結合部件41。但在所示的實施例中這些部件結合於微處理器控制器24、SP單元28和PWM29的組合部件41中。
通過調節裝置23構成為共用的組合部件41，可以製造不同型式的焊接設備1，但其中每一調節裝置23由該組合部件41構成並因而通過對不同的焊接設備1採用同樣的調節裝置23而可以達到焊接設備1的節省成本的製造。焊接設備1的各個外部部件，例如焊絲進給裝置11、輸入和/或輸出裝置22、功率部件3等通過接口33或各個接口30、36至39連接於共用組合部件41，特別是連接於調節裝置23，從而為這樣的焊接設備1提供一模塊式結構，亦即在製造每個焊接設備1時使用共用組合部件41，特別是使用調節裝置23，然後連接上極不同的實施形式的外部部件。
為了能夠實現這樣的焊接設備1的結構，必須為不同型式的外部部件提供不同的控制程序，其以軟體的形式存入存儲器裝置32中。其中各個不同型式的外部部件的識別以及各個控制程序的配置可以自動地實現，亦即例如每個外部部件具有一自身的識別模件42，從而在外部部件與調節裝置23連接時傳送相應的數據，藉此微處理器控制器24從這時起可以確定哪個型式的外部部件已經連接於共用組合部件41，特別是已連接於控制裝置23上。其中例如對於不同型式的焊接設備1可以採用不同的功率部件3，從而可以製造或建立或組合成具有不同的功率，特別是不同的電流強度例如150A、200A或300A等的焊接設備1，因此通過識別模件42傳送的相應數據微處理器控制器24可以識別這個型式的功率部件3並因此微處理器控制器24可以從存儲器裝置32裝載或取用相應的控制程序，特別是需要的軟體。
通過焊接設備1的這樣的模塊式結構還可以使顧客選擇各個外部部件，如功率部件3、輸入和/或輸出裝置22、焊絲進給裝置11和冷卻迴路19等並因此勿需很大的費用就可完成顧客特定的製造，亦即顧客可以例如從大量不同的輸入和/或輸出裝置22中選出一個並同時通知製造者他所要求的焊接設備1必須能夠容許例如200A的電流強度，以便在製造焊接設備1時將一相應的功率部件3連接於接口30和例如將選定的輸入和/或輸出裝置22連接於接口33。顯然，顧客可以從一相應的產品範圍內自由地選出每一外部部件。當焊接設備1開動時接著由控制裝置4，特別是由微處理器控制器24根據其識別查詢連接於極不同的接口30、36至39和接口33上的各個部件，以便其從存儲器裝置32裝載相應的控制程序，特別是軟體並因此由用戶勿需進一步的調整就可進行焊接過程。其中也可能將集成的或組合的軟體存儲於存儲器裝置32的一個自用的存儲器區域，從而焊接設備1的結構化和參數化只需一次就可完成。
至此，在按照本發明的焊接設備1中達到了使焊接過程的調節由焊接過程調節單元25，特別是由共用的組合部件41數字式實現並且焊接過程調節單元25的結構化和參數化按照軟體，特別是通過控制程序實現。為此在焊接設備1第一次或任一次開動時由微處理器控制器24將相應的軟體傳送給焊接過程調節單元25，特別是傳給SP單元28和PMW29，從而可以實現功率部件3的控制和調節。然後相應的額定值由微處理器控制器24檢測出或算出並傳給SP單元28，以便隨後進行焊接過程調節單元25，特別是SP單元28和PWM29與檢測的實際值的一次比較並因此可以產生一相應的調節信號，該信號通過接口30以數字形式傳給功率部件3。
因為共用組合部件41為數字實施形式，全部的控制過程或調節過程可以通過數據協議以數字形式來轉送，因此避免了從數位訊號向模擬信號變換或轉換的損失，而由現有技術已知的具有微處理器或微處理器控制器的焊接設備中這種損失是存在的，因為在那些焊接設備中各個部件，如SP單元和PWM的控制是以模擬形式實現的並因此需要由微處理器變換的數位訊號。
在按照本發明的焊接設備1中全部的控制過程和調節過程用標準化的數據協議以數字形式進行，從而即使採用不同的外部部件，例如不同的功率部件3、不同的輸入和/或輸出裝置22或不同的焊絲進給裝置11時，它們都能夠識別數據協議，並因此可以隨時使用不同的部件。為了使這種數字系統可以用於焊接設備1，當採用由模擬控制的外部部件時其需要包括相應的組件以便將各個數字控制信號轉換為模擬信號，亦即例如在功率部件3或在輸入和/或輸出裝置22中設置模擬/數字轉換器和/或數字/模擬轉換器，以便能夠利用共用組合部件41，特別是利用調節裝置23進行數據交換。為此當採用模擬的部件時可以在它們與共用組合部件41之間，亦即在接口30、36至39和接口33上設置一變換單元，其可以構成為接口插卡的形式，其中設置全部的用於在共用組合部件41與模擬的部件之間的數據交換所需要的組件。通過外部部件的這種構成或變換單元的設置可以以有利的方式將全部現有的模擬部件連接於共用組合部件41並因此所有現有的部件不需要重新開發。
顯然，能夠將全部的外部部件實現完全的數位化，亦即配電裝置如用於採用變挽電源時的功率部件3中的也可以實現數字式控制。對此其優點是，用於控制這樣的組件的各個驅動器直接設置於外部部件中，因為當開發部件時驅動器可以容易地適合於所需的功率。
在按照本發明的焊接設備1中，設置於共用組合部件41中的各個部件由極不同的、由現有技術已知的數字系統，如微處理器控制器24、數字信息處理單元28和數字脈衝寬度調製器29構成，但各個部件必須能通過一共同校準的數據協議實現一數據交換。在焊接設備1，特別是在共用組合部件41或調節裝置23中數據交換在內部實現並且與外部部件只通過數位訊號實現數據交換，亦即不再存在不同的基準電壓。
在這個實施例中，只將檢測的實際值模擬式傳給接口38，之後這些模擬信號通過模擬/數字轉換器40轉換為數字形式，從而可以由SP單元28進行數位化的實際值與預定的數字額定值之間的比較。於是當實際值偏離額定值時由SP單元28產生一相應的數字輸出信號，然後這個信號通過內部的數據/地址信息轉移通路26轉送給PWM29。數位化的PWM29將預定的輸出信號轉換為一相應的用於功率部件3的可理解的數位訊號，從而通過接口30能夠控制功率部件3並因此通過功率部件3可以進行一個調節，例如電流水平或電壓水平等的調節。
如上所述，功率部件3可以由一變換電源來構成，以便可以使用一相應的控制方法，如由現有技術已知的。微處理器控制器24隻主管各個額定值的計算和轉送，其中當實際值偏離額定值時焊接過程的直接調節或控制通過SP單元28和PWM29實現。這樣的系統的優點在於，焊接過程可以獨立地調節或控制，同時當設定的一個預定焊接參數改變時微處理器可以重新計算額定值，接著將其傳送給SP單元28和PWM29並因此可以避免中斷焊接過程。
通過焊接過程由微處理器控制器24獨立控制或調節，能夠達到一焊接過程的100％重複性，因為微處理器控制器24可以將輸入的實際值存入預定存儲器裝置32的存儲器區域，同時由模擬/數字轉換器40傳送給微處理器控制器24、SP單元28和PWM29，但是與傳給SP單元28和PWM29的同時進行焊接過程的控制或調節並因此在控制或調節上沒有時間損失。在焊接過程以後使用者具有這樣的可能性，即從存儲器裝置32顯示這些數據並評價是否存在可能的誤焊。為此使用者可以將一個人計算機通過標準化的接口33，特別是通過接口插頭35與共用組合部件41，特別是調節裝置23連通並且因此將諸數據輸入分析程序中，從而使用者可以進行全部的評價。
在焊接設備1中使用者具有通過輸入和/或輸出裝置22設定不同的焊接過程的可能性以及具有對極不同的焊接參數，例如焊絲直徑、焊接速度和電流水平等其他的不同的設定可能性，為此由輸入和/或輸出裝置22將相應的控制信號通過數據協議轉送至接口33，之後微處理器控制器24可以通過處理適用的數據協議裝載用於進行著焊接過程的軟體程序或控制程序並接著計算各個額定值，將其轉送給焊接過程調節單元25。為此還可以將各個控制程序或操作流程在中間連接微處理器控制器24的情況下通過數據協議轉送至焊接過程調節單元25。
其優點是，各個軟體程序或控制程序由存儲器裝置32載入微處理器控制器24的主存儲器，從而當焊接過程進行時可迅速地取用各個軟體程序或控制程序。如果微處理器控制器24已算出焊接過程所需要的全部數據，則焊接過程調節單元25通過內部的數據/地址信息轉移通路26以數據協議的形式被控制，從而使用者可以實現一相應的焊接過程。此外，諸外部部件，如焊絲進給裝置11通過接口33或專用的接口36、37由微處理器控制器24直接控制，亦即微處理器控制器24將這些相應的額定值和一可能的初始信號傳送給焊絲進給裝置11，此後焊絲進給裝置11根據額定的額定值進行自動的調節。
現在可以說，在按照本發明的焊接設備1中，全部用於調節和控制一焊接過程所需要的數據以數字的形式，特別是通過數據協議來實施，其中只有檢測的實際值以模擬的形式出現並將其通過屬於現有技術的部件轉換為數位訊號並因此形成焊接設備1的完全數字的控制。
焊接設備1以這種方式控制的優點是，可以獲得小的焊接設備的結構尺寸，因為為了在各個部件彼此間的數據交換隻要求小的功率並因此全部部件的尺寸可以變小。此外，為了控制或建立這樣的焊接設備1可以使用通用的屬於現有技術的部件或組件，因此由於數字部件的高度發展水平可以確保焊接設備1可靠的操作。
通過以數字形式構成焊接設備1可以得到許多優點。其中可能的是，在開發外部部件時總是可以使用調節裝置23，特別是共用組合部件41來控制和調節並因此可以顯著降低這樣的焊接設備1的製造成本，因為在新開發焊接設備1時可以不需要新開發或配置全部的部件，如其目前由現有技術已知的那樣，對此在按照本發明的焊接設備1中新開發的部件必須利用或識別所使用的數據協議，以便可以只根據軟體對這些部件進行控制，亦即為了控制或調節新開發的部件編制一相應的軟體程序，其隨後通過微處理器控制器24的標準化的接口33被傳送，從而其可以將新開發的軟體程序存儲於存儲器裝置32中並且當新開發的部件連接於共用組合部件41時可以隨時取用這個軟體程序。
至此，已製造的和供應的焊接設備1可以藉助一個這樣的共用組合部件41通過簡單地更新軟體就使其適合於新的外部部件並因此可迅速地以最新的水平改進焊接設備1。此外，可以容易地更換有缺陷的部件，並接著通過識別模件42的識別賦給新使用的部件一新的初始值並因此可以再次立即使用該焊接設備1。
通過在共用組合部件41中使用一模擬/數字轉換器42還可以達到借其有多個模擬輸入可用於不同的實際值，從而能夠檢測和處理極不同的實際值內容，例如電流水平、操作溫度、焊炬10的輸出電壓等，因為通過各個部件的自動識別一相應的軟體由微處理器控制器24裝載並因此可以通過極不同的軟體程序處理不同的實際值。因此也達到了可以使用任何屬於現有技術的部件。
此外可能的是，通過焊接設備1的數字控制可以以簡單的方式進行焊接設備1的遠程操作，因為使用者可以將焊接設備1通過標準化的接口27連接一數據機並因此可以由總站或製造者進行新開發的軟體的遠程傳送或可能的調整。
最後，為了有條理起見應該指出，為了更好地理解焊接設備1的結構，將其只以簡圖示出。
由本說明書可以了解到根據獨立的本發明的解決方案所達到的目的。
首先各個示於圖1和2中的結構可以構成獨立的本發明的解決方案的主題。由這兩附圖的詳細描述可以了解有關按照本發明的目的和解決方案。
標記清單1焊接設備 20流量控制器2電源 21蓄水器3功率部件 22輸出和/或輸出裝置4控制裝置 23調節裝置5轉換部件 24微處理器控制器6控制閥25焊接過程調節單元7供氣管道 26數據/地址信息轉移通路8氣體 27接口9蓄氣罐28信號處理單元10焊炬 29脈衝寬度調製器11焊絲進給裝置 30接口12供絲管道 31接口13焊絲 32存儲器裝置14儲料鼓輪 33接口15電孤 34環式信息轉移通路16工件 35接口插頭17供電纜 36接口18供電纜 37接口19冷卻迴路 38接口39接口 40模擬/數字轉換器41共用組合部件 42識別模件
權利要求
1.用於焊接設備的調節裝置，其包括一數字控制裝置，特別是一微處理器控制器和一焊接過程調節單元，其由一信號處理單元，以下稱為SP單元，和一脈衝寬度調製器，以下稱為PWM構成，並且還包括至少一個外部部件，例如一個功率部件或一個輸入和/或輸出裝置等，其特徵在於，焊接過程調節由焊接過程調節單元(25)數字式實現。並且焊接過程調節單元(25)的結構化和參數化通過控制裝置(4)藉助軟體來實現。
2.按照權利要求1所述的調節裝置，其特徵在於，控制裝置(4)，特別是微處理器控制器(24)，和由SP單元(28)與PWM(29)構成的焊接過程調節單元(25)通過數據/地址信息轉移通路彼此間連接和/或構成一共用的組合部件(41)，其中彼此間和向諸外部部件的數據交換數字式實現。
3.按照權利要求1或2所述的調節裝置，其特徵在於，在控制裝置(4)，特別是微處理器控制器(24)與焊接過程調節單元(25)之間在數據/地址信息轉移通路(26)上形成一虛擬的接口(27)。
4.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，焊接過程調節單元(25)的諸部件，特別是SP單元(28)和PWM(29)構成為共用的部件，特別是功能塊或組件。
5.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，PWM29的一個或多個輸出送至調節裝置(23)的接口(30)。
6.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，在焊接過程調節單元(25)，特別是PWM(29)與接口(30)之間在數據/地址信息轉移通路(26)上形成另一虛擬的接口(31)。
7.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，接口(30)形成與一外部部件，特別是與功率部件(3)的連接點，其中從接口(30)，特別是PWM(29)向功率部件(3)的數據傳送以數字的形式，特別是通過一數字的數據協議來實現。
8.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，功率部件(3)由一變換電源構成。
9.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，在調節裝置(23)的諸部件，特別是控制裝置(4)、SP單元(28)和PWM(29)之間的數據傳送以及從調節裝置(23)向諸外部部件，例如功率部件(3)、輸入和/或輸出裝置(22)、焊絲進給裝置(11)等的數據傳送用相同的數據協議或不同的數據協議來實現。
10.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，諸外部部件通過接口(33)或一專門構成的接口(30、36至39)連接於共用的組合部件(41)，特別是調節裝置(23)。
11.按照權利要求10所述的調節裝置，其特徵在於，接口(33)由一環式信息轉移通路(34)構成，諸外部部件通過該環式信息轉移通路(34)連接於調節裝置(23)，特別是連接於控制裝置(4)。
12.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，在微處理器控制器(24)上設置至少一個其他的專門構成的接口(36、37)。
13.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，脈衝寬度調製器(29)以數字電路技術構成。
14.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，在調節裝置(23)上，特別是在焊接過程調節單元(25)上設置另一接口(39)。
15.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，在焊接過程調節單元(25)，特別是SP單元(28)和PWM(29)與接口(38)之間在數據/地址信息轉移通路(26)上形成一虛擬的接口(27)。
16.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，一模擬/數字轉換器(40)設置在共用組合部件(41)的前面適用於多個模擬輸入。
17.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，模擬/數字轉換器(40)連接於接口(38)。
18.按照權利要求17所述的調節裝置，其特徵在於，模擬/數字轉換器(40)設置於焊接過程調節單元(25)中。
19.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，當在焊接過程調節單元(25)中設置模擬/數字轉換器(40)時在模擬/數字轉換器(40)與焊接過程調節單元(25)的其他部件，特別是SP單元(28)和PWM(29)之間構成一虛擬的接口(39)。
20.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，多個數字輸出特別以系列的數據協議連接於SP單元(28)和/或控制裝置(4)。
21.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，從控制裝置(4)向SP單元(28)或向諸外部部件的數據傳送通過數字的數據組，特別是通過數據協議來實現。
22.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，諸外部部件，例如功率部件(3)、輸入和/或輸出裝置(22)等具有一識別模件(42)。
23.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，SP單元(28)和PWM(29)實施焊接過程的控制或調節。
24.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，微處理器控制器(24)優先計算額定值和/或焊接過程的操作流程並且微處理器控制器(24)將額定值和/或操作流程通過數據/地址信息轉移通路(26)轉送至SP單元(28)和PWM(29)。
25.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，一存儲器裝置(32)設置於共用組合部件(41)中，其中存放用於微處理器控制器(24)的軟體程序和/或作業系統。
26.按照上述權利要求之一項或多項所述的調節裝置，其特徵在於，共用組合部件(41)具有一標準化的接口(33)，通過該接口(33)焊接設備(1)，特別是共用組合部件(41)可與另一用於數據交換的標準化接口彼此間連接。
27.焊接設備的控制方法，其中通過控制裝置，特別是通過微處理器控制器算出焊接過程，特別是算出焊接過程用的額定值並接著將它們轉送至SP單元，之後由SP單元控制PWM並由PWM控制功率部件，其特徵在於，在控制裝置、SP單元與PWM之間的數據交換在一共用的組合部件內通過數位訊號，特別是通過一數字的數據協議來實現，其中控制信號又通過數字的數據協議轉送至諸外部部件，之後由諸外部部件根據轉送的數據協議實施一控制過程。
28.按照權利要求27所述的焊接設備的控制方法，其特徵在於，當焊接設備第一次起動或操作時通過在諸外部部件與控制裝置，特別是微處理器控制器之間的數據交換，微處理器控制器可以識別外部部件的類型，之後由控制裝置從存儲器裝置中讀出一相應的用於該部件類型存放的控制程序。
全文摘要
本發明涉及焊接設備(1)的調節裝置,其包括一數字控制裝置(4),特別是一微處理器控制器、一焊接過程調節單元,其由一信號處理單元,以下稱為SP單元,和一脈衝寬度調製器,以下稱為PWM構成、和至少一個外部部件,例如一功率部件(3)或一輸入和/或輸出裝置(22)。焊接過程調節單元數字式調節焊接過程,並且焊接過程調節單元的結構化和參數化使用控制裝置(4)以軟體來實現。
文檔編號B23K9/095GK1328495SQ99813403
公開日2001年12月26日 申請日期1999年10月11日 優先權日1998年10月16日
發明者羅蘭·希克, 弗朗茨·尼德雷德, 安德烈亞斯·布格施塔勒, 麥可·布倫納 申請人:弗羅紐斯焊接機械製造兩合公司