УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО АППАРАТА

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО АППАРАТА


RU (11) 2218251 (13) C2

(51) 7 B23K9/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.12.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000121052/02 
(22) Дата подачи заявки: 1999.01.08 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.01.08 
(31) Номер конвенционной заявки: A34/98 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1998.01.13 
(33) Страна приоритета: AT 
(43) Дата публикации заявки: 2002.08.27 
(45) Опубликовано: 2003.12.10 
(56) Аналоги изобретения: US 5406050, 11.04.1995. RU 2077415 С1, 20.04.1997. US 5317116, 31.05.1994. JP 04-258375, 14.09.1992. JP 09-076063, 25.03.1997. JP 09-182963, 15.07.1997. 
(72) Имя изобретателя: ФРИДЛЬ Хельмут (AT); НИДЕРЕДЕР Франц (AT) 
(73) Имя патентообладателя: ФРОНИУС ШВАЙССМАШИНЕН ПРОДУКЦИОН ГМБХ УНД КО. КГ (AT) 
(74) Патентный поверенный: Кузнецов Юрий Дмитриевич 
(85) Дата соответствия ст.22/39 PCT: 2000.08.14 
(86) Номер и дата международной или региональной заявки: AT 99/00003 (08.01.1999) 
(87) Номер и дата международной или региональной публикации: WO 99/36219 (22.07.1999) 
(98) Адрес для переписки: 129010, Москва, ул. Б. Спасская, 25, стр.3, ООО "Юридическая фирма Городисский и Партнеры", Ю.Д.Кузнецову, рег.№ 0595 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО АППАРАТА 

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к аппарату управления сварочной установкой или сварочным аппаратом со сварочной горелкой, соединенной соединительными проводами со сварочным аппаратом, и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Аппарат содержит устройство управления и, по меньшей мере, устройство ввода и/или устройство индикации, установленное на сварочной горелке. Устройство управления имеет последовательную шину (47) данных, соединенную с ним, к которой присоединены сварочная горелка и/или другие элементы сварочного аппарат и/или сварочной установки. В данном аппарате упрощается передача данных между сварочной горелкой и сварочным аппаратом. 21 з.п.ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройству управления сварочного аппарата, описанному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уже известны устройства управления сварочных аппаратов, в которых в сварочной горелке установлены устройство ввода и устройство индикации. Отдельные органы управления устройства ввода и устройства индикации соединены проводами непосредственно с устройством управления, в частности с микропроцессорной системой управления сварочного аппарата, так что посредством приведения в действие органа управления от сварочной горелки может запускаться процесс управления. Произведенные изменения или регулировки отображаются на устройстве индикации на сварочной горелке, так что пользователь может считывать изменения в любое время на устройстве индикации. При этом недостатком является то, что вследствие непосредственного соединения отдельных органов управления с устройством управления необходимо большое количество проводов, так что соответственно увеличивается толщина гибкой связки проводов для соединения сварочного аппарата со сварочной горелкой, вследствие чего ограничивается гибкость при использовании сварочной горелки.

В основу изобретения положена задача создания устройства управления, в котором упрощается передача данных между сварочной горелкой и сварочным аппаратом.

Данная задача решается с помощью признаков отличительной части пункта 1 формулы изобретения. При этом имеет преимущество то, что за счет установки шины данных или шины массива данных может осуществляться последовательная передача данных между сварочной горелкой и сварочным аппаратом при любом количестве управляющих процессов или управляющих операций. Другое преимущество заключается в том, что благодаря применению шины данных со сварочным аппаратом можно соединять сварочные горелки любого варианта выполнения, так как отпадает необходимость согласования аппаратных средств с разными сварочными горелками, и уже только за счет простого согласования программного обеспечения можно добиться расширения возможности сварочного аппарата.

Согласно изобретению предпочтительным является вариант выполнения по пункту 2, так как благодаря ему достигается уменьшение длины проводов между активными и пассивными конструктивными элементами и устройством ввода и устройством вывода, благодаря чему можно сохранять на низком уровне внешние воздействия на провода. Вариант выполнения по пункту 3 также создает преимущество, так как благодаря использованию стандартной шины данных в любое время возможно соединение с внешними устройствами управления, например с ПК.

Предпочтительным является также вариант выполнения по пункту 4, так как благодаря ему можно уменьшить количество проводов для передачи данных и одновременно управлять по системе шин большим количеством элементов.

Вариант выполнения по пункту 5 также имеет преимущество, так как благодаря ему через устройство ввода на сварочном аппарате можно реализовать любое количество разных процессов управления.

Предпочтительным является также вариант выполнения по пункту 6, так как благодаря ему на сварочной горелке можно установить любое количество органов управления, причем для передачи данных требуется также лишь небольшое количество проводов для шины данных.

Вариант выполнения по пункту 7, также оказывается предпочтительным, так как благодаря применению стандартной шины данных любую сварочную горелку можно соединять со сварочным аппаратом, вследствие чего обеспечивается большое удобство для пользователя.

Вариант выполнения по пункту 8 обеспечивает автоматическое согласование устройства управления с соответствующей сварочной горелкой.

Преимущество варианта выполнения по пункту 9 заключается в возможности изготовления сварочного аппарата соответствующей шиной данных с меньшими затратами.

Согласно пункту 10 в случае применения новых моделей сварочных горелок или при использовании другой сварочной горелки можно присоединять сварочную горелку к старому сварочному аппарату благодаря простому изменению программного обеспечения в сварочном аппарате.

Согласно варианту выполнения по пункту 11 обеспечивается возможность перекрестной связи нескольких устройств управления с устройством управления сварочного аппарата, поэтому через устройство управления сварочного аппарата можно воздействовать на производственный процесс.

Вариант выполнения по пункту 12 также имеет преимущество, так как благодаря ему в простой форме достигается передача данных, причем благодаря применению световода значительно снижаются внешние воздействия.

Преимущество имеет также вариант выполнения по пункту 13, так как благодаря ему имеется дополнительная возможность ввода для пользователя.

Преимущество имеет также вариант выполнения по пункту 14, так как благодаря ему экономятся провода для передачи данных.

Наконец, вариант выполнения по пункту 15 также имеет преимущество, так как благодаря ему пользователь в процессе сварки может изменять, по меньшей мере, один параметр режима сварки и этим может осуществляться оптимальная подгонка процесса сварки к самым различным условиям.

Изобретение поясняется ниже более подробно с помощью представленного на чертежах примера выполнения.

На фиг.1 схематически показана конструкция сварочного аппарата;

фиг. 2 - блок-схема сварочного аппарата со сварочной горелкой в упрощенном схематическом изображении.

В качестве вступления следует сказать, что в описанном примере выполнения одинаковые детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями, причем подробное описание отдельных элементов может относится к аналогичным деталям с одинаковыми ссылочными позициями. Выбранные в описании указания на положение, например, вверху, внизу, сбоку и т.д. относятся к непосредственно описанным, а также изображенным фигурам и их следует по смыслу переносить на новое положение. Кроме того, отдельные признаки из показанного примера также могут представлять собой самостоятельные технические решения на уровне изобретения.

На фиг. 1 показан сварочный аппарат 1 для самых разных способов сварки, например для сварки плавящимся электродом в инертном газе и металлическим электродом в активном газе, или для сварки неплавящимся электродом в инертном газе. Сварочный аппарат 1 содержит источник тока 2 с силовым блоком 3, устройство 4 управления и переключающий элемент 5. Переключающий элемент 5 или устройство 4 управления соединен с распределительным клапаном 6, который установлен в питающей линии 7 для газа 8, в частности защитного газа, например СО2, гелия или аргона и т.п., между газовым баллоном 9 и сварочной горелкой 10.

Кроме того, устройством 4 управления может также управляться механизм 11 подачи проволоки, используемый при сварке плавящимся электродом в инертном газе и металлическим электродом в активном газе, причем по питающей линии 12 сварочная проволока 13 подается с питающего барабана 14 на участок сварочной горелки 10. Ток для формирования электрической дуги 15 между сварочной проволокой 13 и деталью 16 подается по питающей линии 17 от силового блока 3 на сварочную горелку 10 и на сварочную проволоку 13.

Для охлаждения сварочной горелки 10 сварочная горелка 10 может быть соединена контуром 18 охлаждения с резервуаром воды 20 с промежуточной установкой реле расхода 19, в результате чего при включении сварочной горелки 10 контур 18 охлаждения запускается устройством 4 управления, тем самым осуществляется охлаждение сварочной горелки 10 и сварочной проволоки 13.

Кроме того, сварочный аппарат 1 имеет устройство ввода и/или устройство 21 индикации, в котором можно установить различные параметры режима сварки или режимы работы сварочного аппарата 1. При этом установленные в устройстве ввода и/или устройстве индикации 21 параметры режима сварки передаются в устройство 4 управления и затем от него управляются отдельные элементы сварочного аппарата 1.

Разумеется, можно не соединять сварочную горелку 10, как в показанном на чертеже примере выполнения, отдельными проводами с отдельными элементами, в частности со сварочным аппаратом 1 или с механизмом 11 подачи проволоки, а объединять эти отдельные провода в общую гибкую связку проводов и присоединять ее к сварочной горелке 10.

Кроме того, сварочная горелка 10 имеет устройство 22 ввода, а также устройство 23 индикации. В устройстве 22 ввода и устройстве 23 индикации пользователь в процессе сварки может считывать установленные параметры режима сварки в устройстве 23 индикации и через устройство 22 ввода воздействовать на отдельные параметры режима сварки, установленные, например, с помощью отдельных клавишных переключателей и т.п., благодаря чему можно производить оптимальную подгонку процесса сварки сварочной горелкой 10. Разумеется, имеется возможность, чтобы пользователь во время процесса сварки мог изменять установленные параметры режима сварки с помощью устройства 22 ввода, так что в любое время можно осуществлять оптимальное согласование процесса сварки.

На фиг.2 показана блок-схема сварочного аппарата 1 в упрощенном виде.

Устройство 4 управления образовано предпочтительно микропроцессорной системой управления 24. К одному вводу устройства 4 управления в частности, микропроцессорной системы управления 24, несколькими проводами 25, 26, из которых для наглядности изображено только по одному проводу 25, 26, присоединено устройство ввода и/или устройство 21 индикации. Но при этом возможно также, чтобы устройство ввода и/или устройство 21 индикации было разделено, то есть состояло из устройства ввода 27 и устройства 28 индикации. Кроме того, возможно, чтобы для устройства 27 ввода применялась клавиатура или любой другой возможный вид ввода, например, потенциометр, контактный экран или обычные клавишные переключатели и т.д. С помощью отдельных элементов устройства 27 ввода пользователь может набирать отдельные параметры режима сварки и соответствующими клавишами устанавливать их на сварочном аппарате 1, так что можно устанавливать и осуществлять соответствующий процесс сварки с необходимыми параметрами режима сварки для разных процессов сварки.

Устройство 28 индикации может быть реализовано, например, устройством индикации на экране дисплея, устройством индикации на светодиодах, устройством индикации на жидких кристаллах, устройством цифровой индикации, с помощью экрана или контактного экрана, причем на устройстве 28 индикации для пользователя отображаются выбранные параметры сварки, в частности их значения. Обмен данными между устройством ввода и/или устройством 21 индикации, в частности устройством 27 ввода и устройством 28 индикации, осуществляется по проводам 25, 26, то есть при приведении в действие устройства 27 ввода соответствующий сигнал передается в устройство 4 управления, после чего устройство 4 управления, в частности микропроцессорная система 24 управления, осуществляет соответствующий процесс управления. Одновременно или вслед за этим устройство управления 4 по проводу 26 приводит в действие устройство 28 индикации, после чего на устройстве 28 индикации появляется соответствующее значение или переданный из устройства 4 управления сигнал.

К другим вводам и/или выводам микропроцессорной системы 24 управления по системе 29 шин, образованной, например, адресной шиной или шиной данных, присоединено запоминающее устройство 30. В запоминающем устройстве 30 хранятся отдельные данные и программы, в частности программы пользователя, необходимые для установки сварочного аппарата 1. Кроме того, в запоминающем устройстве 30 можно хранить другие данные пользователя. Для этого пользователь через устройство ввода 27 путем приведения в действие соответствующего органа может выдать команду на хранение в запоминающем устройстве 30 установленных параметров сварки сварочного аппарата 1 таким образом, что возможно повторное обращение к этим данным и к уставкам сварочного аппарата 1.

Для управления соответствующим процессом сварки устройство 4 управления соединено, по меньшей мере, одним проводом 31 с силовым блоком 3, причем по проводу 31 осуществляется обмен данными между силовым блоком 3 и устройством управления 4. Кроме того, можно применить несколько проводов 31, причем на чертеже ради наглядности изображения показан только один провод 31. Силовой блок 3 может быть образован, например, инверторным источником тока 32 с первичным тактом. Для того, чтобы подавать в силовой блок 3 ток и напряжение, силовой блок 3 соединен питающими линиями 33, 34 с питающей сетью 35. Разумеется, возможно, чтобы вместо питающей сети 35 был использован любой другой вид энергии, например батарея, для питания силового блока 3. Питающая сеть 35 может быть также образована двухфазной сетью или трехфазной сетью.

Силовой блок 3 предназначен для преобразования энергии, подаваемой питающей сетью 35, в соответствующую энергию сварки, как это уже известно из уровня техники, и поэтому функция преобразования переданной энергии детально не рассматривается. Для создания сварочной горелкой 10 цепи сварочного тока, силовой блок 3 питающей линией 17 соединяют со сварочной горелкой 10, в то время как деталь 16 другой питающей линией 36 также соединена с силовым блоком 3, так что цепь тока может быть образована через сварочную горелку 10, в частности сварочную проволоку 13 и деталь 16.

Для зажигания электрической дуги 15 между сварочной проволокой 13 и деталью 16 можно, например, установить в сварочном аппарате 1 генератор 37 высоких частот. Он соединен проводами 38, 39 как с устройством 4 управления, так и с питающей линией 17 для сварочной горелки 10. Разумеется, для зажигания электрической дуги 15 можно применять любой другой способ, входящий в уровень техники. Для зажигания электрической дуги между сварочной проволокой 13 и деталью 16 от генератора 37 высоких частот из устройства 4 управления при приведении в действие процесса сварки передается высокочастотный сигнал, который после этого модулируется по энергии сварки и тем самым осуществляется зажигание электрической дуги 15.

Для обеспечения возможности контроля за процессом сварки, в питающей линии 17 установлено измерительное устройство 40. При этом измерительное устройство 40 может быть образовано относящимся к уровню техники шунтом 41, вследствие чего электрический ток в питающей линии 17 может измеряться измерительным устройством 40. С этой целью с обеих сторон шунта 41 провода 42, 43 соединены с питающей линией 17. Затем провода 42, 43 соединены с преобразователем 44. Преобразователь 44 преобразует измеренный аналоговый сигнал в цифровой сигнал и затем по проводам 45 передает его в устройство 4 управления. Разумеется, можно выполнить преобразователь 44 как усилитель измеренного сигнала, так что измеренный сигнал не преобразуется, как было упомянуто, в цифровой сигнал, а измеренный сигнал усиливается на заранее устанавливаемое значение.

Для того, чтобы иметь возможность измерения также и напряжения на сварочной горелке 10 между сварочной проволокой 13 и деталью 16, другой провод 46 соединен с преобразователем 44 и питающей линией 36. Преобразователь 44 предназначен для преобразования измеренных измерительным устройством 40 аналоговых значений или сигналов между сварочной проволокой 13 и деталью 16 в цифровые значения или сигналы и усиления аналоговых сигналов последующей передачи в устройство 4 управления, так что устройство 4 управления может произвести обработку принятых значений или сигналов.

Далее устройство 4 управления имеет шину 47 данных или шину массива данных. Устройство управления соединено с последовательной шиной 47 данных в частности, шиной массива данных, к которой могут быть присоединены сварочная горелка 10 и/или другие элементы сварочного аппарата 1 и/или сварочной установки, например сварочный робот, сварочный автомат, технологическое оборудование, автоматическая линия, поворотный стол и т.д. Шина 47 данных может быть образована, например, контроллером Area Network, интершиной S по стандарту DIN E19258/EN50170 и т.д. и может иметь последовательный интефейс, в частности последовательные порты RS 232 и RS 458. Шина 47 данных получена системой шин 48 между устройством 4 управления сварочной горелкой 10, которая состоит, по меньшей мере, из двух электрических проводов. К системе 48 шин присоединены, по меньшей мере, два ответвителя устройства, состоящие из отдельных деталей для передачи данных по шине 47 данных и вследствие этого обозначаемые как задающие устройства 49, 50, и тем самым устройство ввода 22 и устройство индикации 23 соединены с устройством 4 управления. С этой целью сварочная горелка 10, как это схематически показано штриховыми линиями, имеет отдельные конструктивные элементы для передачи данных по системе 48 шин.

Благодаря выполнению шины 47 данных в виде известной из уровня техники шины данных, например, RS 232, для обмена данных с устройством 4 управлениям в горелке 10 установлено другое задающее устройство 50 интерфейса с надлежащими функциональными модулями, как это показано схематически. В сварочной горелке 10 имеется возможность установить через аналоговые и/или цифровые вводы и/или выводы 51 соответствующие органы 52 управления, в частности отдельные клавишные переключатели 53-56. Отдельные необходимые для передачи данных по шине данных 47 конструктивные элементы, например задающее устройство индикации, аналоговые и/или цифровые вводы и/или выводы 51, задающее устройство 50 интерфейса и т.д., установлены в сварочной горелке 10.

Далее к задающему устройству 50 интерфейса можно присоединить устройство 23 индикации, так что передача данных о режиме индикации может осуществляться также через задающее устройство 50 интерфейса.

Благодаря установке отдельных органов 52 управления для устройства 22 ввода создается возможность, чтобы пользователь через сварочную горелку 10 мог вызвать и установить различные последовательности операций или параметры режима сварки, которые снова выводятся на устройство 23 индикации на горелке 10, то есть, например, в результате нажатия клавишного переключателя 53-56 из задающего устройства 50 интерфейса по системе 48 шин в устройство 4 управления передается сигнал, после чего устройство 4 управления осуществляет соответствующее изменение режима работы и это изменение затем передается через задающее устройство 49 интерфейса в систему 48 шин, после чего задающее устройство 50 интерфейса выдает соответствующий запускающий сигнал для устройства 23 индикации и тем самым пользователь может считать произведенное в устройстве индикации 23 изменение.

За счет соединения сварочной горелки 10, в частности, ее устройства 22 ввода и устройства 23 индикации с устройством 4 управления по шине 47 данных по причине последовательной передачи данных возможна экономия проводов для связи между сварочной горелкой 10 и устройством управления 4, так как для последовательной передачи данных требуется лишь незначительное количество проводов, например 2-9 проводов. Передача данных по последовательной шине 47 данных осуществляется соответствующим протоколом передачи, причем может применяться любой известный из уровня техники протокол передачи.

За счет установки активных и пассивных конструктивных элементов для передачи данных в сварочной горелке 10 с преимуществом достигается то, что можно применять многообразие разных типов сварочных горелок 10 для одного и того же сварочного аппарата 1, то есть, например, сварочная горелка 10 с соответствующим задающим устройством 50, например RS 232, может применяться уже не с четырьмя клавишными переключателями 53-56, как в изображенном примере выполнения, а с более чем четырьмя клавишными переключателями 53-56, так что специальные функции могут выполняться также сварочной горелкой 10, причем для подобной сварочной горелки 10 более не требуются дополнительные провода или управляющие линии. Это возможно постольку, поскольку при приведении в действие установленных дополнительных клавишных переключателей 53-56 передача выполняемых функций или изменений осуществляется по последовательной шине данных 47 с помощью одного и того же протокола передачи, так что можно применять любое количество клавишных переключателей 53-56. Обработка переданных данных производится затем в устройстве 4 управления так, что в соответствии с переданными данными устройство 4 управления может осуществлять соответствующие процессы управления и регулирования.

Для этого уже не требуется, чтобы сварочный аппарат 1 был согласован с разными сварочными горелками 10, а скорее программное обеспечение или программы, заложенные в запоминающем устройстве 30, должны быть согласованы с отдельными сварочными горелками 10, так как самые разные сварочные горелки 10 осуществляют передачу данных со стандартным протоколом передачи. Кроме того, также, например, возможно, чтобы при покупке новой сварочной горелки 10 пользователь получил соответствующую дискету с программой обработки, с помощью которой он может путем установки в дисковод, встроенный в сварочный аппарат 1 или соединенный со сварочным аппаратом 1, и путем передачи данных по шине 47 данных за счет соединения шины 47 данных с компьютером произвести согласование программного обеспечения, введенного в запоминающее устройство 30, так что затем пользователь может в любое время использовать соответствующую сварочную горелку 10. Возможно также согласовать программы или программное обеспечение сварочного аппарата 1 с самыми разными сварочными горелками 10, так что пользователь должен только соединить сварочную горелку 10 с гибкой трубкой или со сварочным аппаратом 1, после чего пользователь может полностью использовать функции сварочного аппарата 10 для процесса сварки.

Разумеется, путем установки перезаписываемого или изменяемого запоминающего устройства 30 в устройстве 4 управления можно вводить программное обеспечение, в частности программы пользователя, в запоминающее устройство 30 так, чтобы иметь доступ к программному обеспечению через интерфейс, в частности шину 47 данных, и тем самым в любое время осуществлять изменение программного обеспечения.

За счет такого выполнения с преимуществом достигается то, что для одного и того же сварочного аппарата 1 можно применять любое количество сварочных горелок 10, благодаря чему создается относительно высокая гибкость для пользователя. Кроме того, также можно проводить при смене сварочной горелки 10 автоматическое опознавание.

Это можно осуществить, например, таким образом, чтобы в сварочной горелке 10 в запоминающее устройство был введен код опознавания, который при приведении в действие сварочной горелки 10 или при пуске сварочного аппарата 1 автоматически передается от задающего устройства 50 интерфейса в шину 47 данных так, что этот код опознавания передается в устройство 4 управления. После этого устройство 4 управлениями производит сравнение переданного от сварочной горелки 10 кода опознавания с введенными в запоминающем устройстве 30 кодами опознавания таким образом, что при совпадении устройство 4 управления сможет считать дополнительные данные по этому коду из запоминающего устройства и тем самым опознать тип сварочной горелки 10.

Кроме того, также возможно, чтобы в соответствии с присоединенной к сварочному аппарату 1 сварочной горелкой 10 устройство 4 управления осуществляло согласование операционной системы и согласование программ пользователя, то есть, чтобы устройство 4 управления осуществляло начальные установки в разных параметрах режима сварки путем вывода из запоминающего устройства 30, благодаря чему достигается оптимизация процесса сварки. Кроме того, можно снабдить разные типы сварочных горелок 10 при необходимости разными устройствами 22 ввода и/или 23 индикации, причем для этого установлены самые разные сварочные горелки 10, например соединяемый с шиной 47 данных запоминающий элемент, для определения или ввода в память присвоенного типу сварочной горелки 10 кода опознавания, и тем самым может осуществляться автоматическое опознавание сварочной горелки 10.

В изображенном примере выполнения, например, возможно, чтобы клавишный переключатель 53 был ответственным за увеличение значения, показываемого на устройстве 23 индикации, в частности устройства индикации на жидких кристаллах, в то время как клавишный переключатель 54 используется для уменьшения этого значения, то есть пользователь при нажатии клавишного переключателя 53 может увеличить показываемое значение, например, с 50 до 60. Это может осуществляться, например, пошаговым переключением клавишного переключателя 53, за счет чего запускается передача данных через задающее устройство 50 интерфейса в устройство 4 управления, после чего устройство 4 управления по проводу 38 соответственно запускает силовой блок 3.

Другие клавишные переключатели 55, 56 могут применяться, например, для выборки разных параметров режима сварки, то есть, например, при использовании клавишного переключателя 55 устройства 23 индикации переходит от параметра режима работы величины тока на диаметр сварочной проволоки и т.д., так что установленный или заданный диаметр сварочной проволоки показывается на устройстве 23 индикации. Путем нажатия на клавишный переключатель 55 пользователь может считать отдельные параметры режима сварки. Кроме того, например, можно использовать клавишные переключатели 55 и 56 для разных направлений прокрутки отдельных параметров режима сварки. За счет такой сварочной горелки 10 пользователь имеет возможность выбирать и устанавливать все имеющиеся в распоряжении параметры режима сварки со сварочной горелки 10.

Отличие от известных из уровня техники сварочных горелок 10 с установленными в сварочной горелке 10 устройством 22 ввода и устройством 23 индикации заключается в том, что отдельные органы 52 управления в относящейся к уровню техники сварочной горелке 10 присоединены отдельными проводами непосредственно к устройству 4 управления, в частности к микропроцессорному устройству 24 управления, то есть, например, при использовании относящейся к уровню техники сварочной горелки 10 с клавишей горелки, клавишей вверх-вниз, потенциометром, устройством индикации на светодиодах или устройством 7-сегментной индикации, эти органы 52 управления присоединены отдельными проводами непосредственно к микропроцессорному устройству 24 управления. Отдельными прямыми соединениями отдельных органов 52 управления с устройством 4 управления большое количество проводов проведено через гибкую связку проводов к сварочному аппарату 1 так, что создается гибкая связка проводов соответственно большой толщины и тем самым гибкость сварочной горелки 10 ограничивается. Существенный недостаток относящейся к уровню техники сварочной горелки 10 заключается в том, что при применении разных сварочных горелок 10 в зависимости от объема функций отдельных сварочных горелок 10 сварочный аппарат 1, в частности источник 2 тока, также необходимо выполнять по-разному или с слишком большими размерами для того, чтобы к сварочному аппарату 1 можно было присоединять большое количество разных сварочных горелок 10.

Кроме того, в относящихся к уровню техники системах, в которых органы 52 управления соединены непосредственно с устройством 4 управления, это представляет собой случай, когда при изменении функции сварочной горелки 10 необходимо также произвести изменение в сварочном аппарате 1, в частности в электронном устройстве, вследствие чего возникают высокие затраты на применение новой модели сварочной горелки 10. Для обеспечения соответствующей помехозащищенности отдельные конструктивные элементы задающего устройства для подавления помех в проводах необходимо присоединять непосредственно к отдельным органам управления 52 или к устройству индикации 23. По причине большого количества проводов для отдельных органов 52 управления необходимы большие затраты для подавления помех в проводах, так что возникает увеличение габаритов сварочной горелки 10 и тем самым ограничение гибкости сварочной горелки 10.

Так как за счет разной конструкции разных сварочных горелок 10 также возможно, что в примененных по уровню техники сварочных горелках 10 могут быть осуществлены разные разводки контактов и кабелей, для разных сварочных горелок 10 должны быть выполнены соответствующие аппаратные средства сварочного аппарата 1 так, что затраты для такого сварочного аппарата 1 значительно увеличиваются. Вследствие выполнения относящейся к уровню техники сварочной горелки 10 с отдельными, соединенными непосредственно с устройством 4 управления проводами также создается ограничение функциональности сварочных горелок 10, так как для требующего меньших затрат на изготовление сварочного аппарата 1 он не может работать с любой сварочной горелкой 10, так как в противном случае для самых разных сварочных горелок 10 с самыми разными присоединениями и вариантами органов 52 управления необходимо соответствующее выполнение аппаратных средств в сварочном аппарате, вследствие чего значительно повышаются затраты, то есть, например, при применении сварочной горелки 10 только с двумя клавишными переключателями 53, 54 создается другое управление аппаратными средствами по сравнению с применением сварочной горелки 10 с четырьмя или более клавишными переключателями 53-56, так как при применении сварочной горелки 10 только с двумя клавишными переключателями 53, 56 проведены, по меньшей мере, два или три провода для устройства 4 управления, в то время как при применении сварочной горелки с четырьмя клавишными переключателями 53-56 проводятся, по меньшей мере, четыре или пять проводов к устройству 4 управления, и тем самым аппаратные средства сварочного аппарата 1 должны быть согласованы с разными типами сварочной горелки 10.

За счет выполнения сварочной горелки 10 с шиной 47 данных достигается то, что в результате стандартизации интерфейсов, а также протокола передачи для обмена данными между сварочным аппаратом 1 и сварочной горелкой 10 можно применять для самых разных сварочных горелок 10 стандартные разводки контактов горелки, так что при разном конструктивном исполнении сварочных горелок 10 разводка контактов горелки может сохраняться одинаковой и соответственно количество проводов между сварочным аппаратом 1 и сварочной горелкой 10 не должно увеличиваться вследствие разных функций сварочной горелки 10 по причине последовательной передачи данных. За счет выполнения сварочной горелки 10 и соединения сварочной горелки 10 со сварочным аппаратом 1 через шину 45 данных согласно изобретению достигается то, что дистанционная установка с помощью дистанционного регулятора, известного из уровня техники для изменения параметра режима сварки, может быть ненужной, так как сварочная горелка может быть выполнена с самыми разными функциями и тем самым применение дистанционного задающего устройства или дистанционного регулятора более не требуется. За счет применения небольшого количества проводов, в частности двух-девяти проводов, для передачи данных с преимуществом достигается то, что гибкая связка проводов для соединения сварочной горелки 10 со сварочным аппаратом 1 может быть выполнена очень небольшой толщины, так что создается высокая гибкость для пользователя и тем самым также возможность надежной передачи данных на большие расстояния, как это имеет место, например, при применении сварочного аппарата 1 на судостроительных заводах.

В новой модели сварочной горелки 10 с другими разными функциями и специальными функциями отсутствует необходимость изменения аппаратных средств в сварочном аппарате 1, так как благодаря стандартной шине 47 данных передача данных осуществляется последовательно таким образом, что в сварочной горелке 10 можно установить любое количество органов управления 52 и соответственно любое количество устройств 23 индикации, то есть вследствие последовательной передачи данных отдельные проведенные в сварочной горелке 10 процессы управления преобразуются задающим устройством 50 интерфейса в последовательный сигнал данных или в протокол передачи и он передается по системе 48 шин в устройство 4 управления, вследствие чего в новой модели сварочной горелки 10 также за счет применения стандартной шины 47 данных может применяться стандартная разводка контактов горелки и тем самым отпадает необходимость в изменении аппаратных средств.

Следующее преимущество выполнения сварочного аппарата 1 и сварочной горелки 10 согласно изобретению заключается в том, что отдельные активные конструктивные элементы можно установить в сварочной горелке 10, так как для последовательной передачи данных необходимо только небольшое количество проводов и тем самым принятые в системе 48 шин помехи могут отфильтровываться непосредственно в сварочной горелке 10, так что возможна передача данных по системе 48 шин без помех. Разумеется, можно осуществлять фильтрацию помех с помощью соответствующего программного обеспечения или в соответствии с программным обеспечением.

Можно также осуществлять различные варианты сварочных горелок 10, так как передача данных по системе 48 шин стандартная, поэтому для нового варианта сварочной горелки 10 необходимо согласовывать только операционную систему или программное обеспечение сварочного аппарата 1 и тем самым изменение аппаратных средств в сварочном аппарате 1 уже не требуется. Благодаря такому выполнению пользователь имеет значительную экономию затрат, так что пользователь при применении сварочных горелок 10 нового типа может соединять их снова с прежним сварочным аппаратом 1, используя шину 47 данных, и тем самым не несет расходов по изменению конструктивных элементов в сварочном аппарате 1. Благодаря последовательной передаче данных достигается также экономия отдельных проводов цепи управления в системе 48 шин, так как вследствие стандартной передачи данных, в частности последовательной передачи данных, требуется лишь небольшое количество проводов.

Достигается также экономия затрат при разработке сварочных горелок 10, так как благодаря соединению активных и пассивных конструктивных элементов для передачи данных на участке сварочной горелки 10 можно стандартизировать компоновку схем и тем самым использовать для разных сварочных горелок 10 одну и ту же конструкцию с разными функциями.

Кроме того, благодаря применению шин 47 данных в сварочном аппарате 1 имеется возможность управления внешними элементами по шине данных, то есть, например, при установке сварочного аппарата 1 в сварочный робот или сварочный автомат - сварочный аппарат 1, в частности, устройство 4 управления можно соединять со сварочным роботом или сварочным автоматом, в частности, с его системой управления, по шине данных создается возможность обмена данными между сварочным аппаратом 1 и сварочным роботом или сварочным автоматом. Кроме того, можно, например, при применении сварочного аппарата 1 в автоматической линии или в технологическом оборудовании для автомобильной промышленности осуществлять управление подачей отдельных деталей с использованием сварочного аппарата 1, то есть, например, по окончании процесса сварки сварочный аппарат 1 передает по 47 шине данных сигнал на автоматическую линию или технологическое оборудование, в частности, в устройство управления или устройство программного управления от ЗУ или устройство управления с помощью компьютера, примененное для автоматической линии или технологического оборудования, так что устройство управления может опознавать, что процесс сварки сварочным аппаратом закончен и тем самым включается дальнейшая подача только что обработанной детали.

Можно также посредством установки внешнего интерфейса применять его для соединения сварочного аппарата 1 с компьютером, так что через шину 47 данных можно осуществлять изменения программного обеспечения. Кроме того, посредством установки устройства 4 управления и стандартной шины 47 данных в сварочном аппарате 1 при работе сварочного аппарата в монтажном цехе для установки других элементов, например поворотного стола и т.д., можно управлять устройством 4 управления сварочного аппарата 1, так что дополнительные устройства управления для других элементов не требуются.

За счет применения шины 47 данных далее достигается то, что необходимые для сварочного аппарата 1 другие элементы, например механизм 11 подачи проволоки и т.д., могут управляться также через шину 47 данных или систему 48. Это показано, например, на фиг.2 в виде следующего установленного в шине данных задающего устройства 57, то есть за счет соединения механизма 11 подачи проволоки с задающим устройством 57 интерфейса может осуществляться последовательный обмен данными между устройством 4 управления и механизмом 11 подачи проволоки. Преимущество заключается в том, что механизм 11 подачи проволоки соединен с устройством 4 управления не непосредственно отдельными проводами, как это известно из уровня техники, а управление осуществляется также с использованием стандартной шины 47 данных, вследствие чего обеспечивается экономия проводов и надежная передача данных. Тем самым создается возможность применения разных механизмов подачи проволоки, так как вследствие применения шины 47 данных необходимо осуществить только одно изменение программного обеспечения в устройстве 4 управления для согласования с механизмом 11 подачи проволоки.

Разумеется, в шине 47 данных, в частности в системе 48 шин, можно установить несколько других задающих устройств 57 интерфейса, благодаря чему устройством 4 управления по шине 47 данных можно управлять любым количеством элементов.

Разумеется, вместо электрической шины данных можно применять любую другую известную из уровня техники систему передачи, то есть, например, можно вместо электрических проводов применять один или несколько световодов, по которым осуществляется обмен данными, вследствие чего создается соответственно высокая помехозащищенность, так как электрические воздействия при передаче данных по световоду можно уже не учитывать. При таком выполнении шины 47 данных по световоду необходимо согласовывать отдельные задающие устройства 49, 50 и 57 с соответствующей системой управления.

Кроме того, разные типы сварочных горелок 10 при необходимости можно снабдить разными устройствами 22 ввода и/или 23 индикации, причем ответвители соответственно одинакового типа, в частности задающие устройства 49, 50, 57 интерфейса, установлены для присоединения к шине данных 47, вследствие чего можно применять большое количество выполненных по-разному сварочных горелок 10.

Кроме того, можно соединить шину 47 данных с внешним устройством управления. Для этого устройство управления имеет устройство 22 ввода и/или устройство 23 индикации, так что управление сварочным аппаратом 1, в частности установка отдельных параметров режима сварки, может осуществляться через орган управления. При этом орган управления может независимо от гибкой связки проводов своей собственной связкой проводов соединяться со сварочным аппаратом 1, в частности с шиной 47 данных. Кроме того, можно выполнить устройство управления таким образом, чтобы оно, например, было соединено фиксатором или другим крепежным средством со сварочной горелкой 10. Для этого также можно, как это также имеет место для ранее описанных вариантов выполнения, соединить устройство 22 ввода и/или устройство 23 индикации во время процесса сварки с устройством 4 управления для передачи управляющего сигнала по шине 47 данных, так что во время процесса сварки возможно изменение параметров режима сварки и тем самым пользователь может осуществлять оптимальное согласование процесса сварки.

Разумеется, передачу данных можно осуществлять без проводов, по меньшей мере, на некоторых участках сварочного аппарата 1 с элементами сварочного аппарата 1, в частности сварочной горелкой 10, или внешними элементами, например световыми сигналами, например инфракрасными сигналами. При этом для беспроводной передачи данных снова используется стандартный или унифицированный протокол передачи отдельных элементов, так что у пользователя имеется в распоряжении высокая гибкость при работе с таким сварочным аппаратом 1. Кроме того, можно также, например, при применении нескольких сварочных аппаратов 1 присвоить каждому сварочному аппарату 1 код опознавания, с помощью которого задается распределение данных. Этот код опознавания каждого элемента сварочного аппарата введен, например, в энергонезависимое ЗУ, благодаря чему каждый элемент при приеме данных отфильтровывает сначала данный код и затем при совпадении может произвести или выполнить соответствующий процесс управления.

Кроме того, сварочная горелка 10 дополнительно к шине 47 данных может иметь органы 52 управления, соединенные непосредственно с устройством 4 управления, в частности микропроцессорной системой 24 управления, которая соединена проводами непосредственно с устройством 4 управления, то есть, чтобы осуществлялся параллельный режим работы между устройством 22 ввода и органами 52 управления, соединенными непосредственно с устройством 4 управления. При этом имеет преимущество то, что при отказе шины 47 данных основные функции сварочной горелки 10 сохраняются, так что пользователь может в любое время проводить процесс сварки. Кроме того, пользователь может изменять параметры режима сварки с помощью устройства 21 ввода и/или индикации на сварочном аппарате 1. При таком выполнении сварочная горелка 10 соединена непосредственно с устройством 4 управления в основном теми органами 52 управления, например, переключателем для пуска процесса сварки, которые обязательно необходимы для процесса сварки, так как изменение параметров режима сварки в любое время может производиться пользователем на сварочном аппарате 1.

В заключение следует указать на то, что в вышеописанном примере выполнения отдельные детали показаны непропорционально увеличенными или схематично для того, чтобы облегчить понимание решения согласно изобретению. Кроме того, отдельные части вышеописанной комбинации признаков примера выполнения в сочетании с другими отдельными признаками могут составлять самостоятельные технические решения на уровне изобретения.

Прежде всего отдельные, показанные на фиг.1, 2 примеры выполнения, могут составлять самостоятельные технические решения на уровне изобретения. Относящиеся к этому задачи и решения в соответствии с изобретением представлены в детальных описаниях этих фигур.

Перечень позиций на чертежах

1. Сварочный аппарат

2. Источник тока

3. Силовой блок

4. Устройство управления

5. Переключающий элемент

6. Распределительный клапан

7. Питающая линия

8. Газ

9. Ресивер газа

10. Сварочная горелка

11. Механизм подачи проволоки

12. Питающая линия

13. Сварочная проволока

14. Питающий барабан

15. Электрическая дуга

16. Деталь

17. Питающая линия

18. Контур охлаждения

19. Реле расхода

20. Резервуар воды

21. Устройство ввода и/или индикации

22. Устройство ввода

23. Устройство индикации

24. Микропроцессорная система управления

25. Провод

26. Провод

27. Устройство ввода

28. Устройство индикации

29. Система шин

30. Запоминающее устройство

31. Провод

32. Инверторный источник тока

33. Питающая линия

34. Питающая линия

35. Питающая сеть

36. Питающая линия

37. Генератор высоких частот

38. Провод

39. Провод

40. Измерительное устройство

41. Шунт

42. Провод

43. Провод

44. Преобразователь

45. Провод

46. Провод

47. Шина данных

48. Система шин

49. Задающее устройство интерфейса

50. Задающее устройство интерфейса

51. Ввод и/или вывод

52. Орган управления

53. Клавишный переключатель

54. Клавишный переключатель

55. Клавишный переключатель

56. Клавишный переключатель

57. Задающее устройство интерфейсаз 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Аппарат управления сварочной установкой или сварочным аппаратом со сварочной горелкой, соединенной соединительными проводами со сварочным аппаратом, содержащий устройство управления и, по меньшей мере, устройство ввода и/или устройство индикации, установленное на сварочной горелке, отличающийся тем, что устройство управления имеет последовательную шину (47) данных, соединенную с ним, к которой присоединены сварочная горелка и/или другие элементы сварочного аппарата и/или сварочной установки.

2. Аппарат управления по п.1 или 2, отличающийся тем, что последовательная шина (47) данных выполнена в виде шины массива данных.

3. Аппарат управления по п.1, отличающийся тем, что он имеет отдельные конструкционные элементы, необходимые для передачи данных по последовательной шине данных, установленные в сварочной горелке.

4. Аппарат управления по п.1 или 2, отличающийся тем, что отдельные конструкционные элементы представляют собой задающее устройство индикации, аналоговые и/или цифровые вводы и/или выводы (51), задающее устройство (49, 50, 57) интерфейса.

5. Аппарат управления по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что последовательная шина (47) данных между устройством управления и сварочной горелкой образована системой шин, к которой присоединены, по меньшей мере, два ответвления.

6. Аппарат управления по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что два ответвления представляют собой задающие устройства (49, 50, 57) интерфейса.

7. Аппарат управления по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что оно имеет установленное в сварочной горелке устройство (22) ввода и/или устройство (23) вывода, соединенное последовательной шиной (47) данных с устройством управления.

8. Аппарат управления по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что оно имеет органы управления, которые присоединены аналоговыми и/или цифровыми вводами и/или выводами (51) к последовательной шине (47) данных.

9. Аппарат управления по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что для разных типов сварочных горелок оно снабжено разными устройствами (22) ввода и/или устройствами (23) индикации и соответственно установленными однотипными ответвителями для присоединения к шине данных.

10. Аппарат управления по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что однотипные ответвители представляют собой задающие устройства (49, 50, 57) интерфейса.

11. Аппарат управления по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что имеет запоминающий элемент, установленный в сварочной горелке и соединенный с последовательной шиной (47) данных для определения или ввода кода опознавания, присвоенного типу сварочной горелки.

12. Аппарат управления по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что устройство управления образовано микропроцессорной системой (24) управления.

13. Аппарат управления по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что устройство управления имеет перезаписываемое или изменяемое запоминающее устройство (30) для программного обеспечения, выполненное с возможностью присоединения к интерфейсу.

14. Аппарат управления по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что устройство управления имеет перезаписываемое или изменяемое запоминающее устройство (30) для программ пользователя, выполненное с возможностью присоединения к интерфейсу.

15. Аппарат управления по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что устройство управления имеет перезаписываемое или изменяемое запоминающее устройство (30) для программного обеспечения или программ пользователя, выполненное с возможностью присоединения к последовательной шине (47) данных.

16. Аппарат управления по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что устройство управления соединено последовательной шиной (47) данных, по меньшей мере, с аппаратом управления, по меньшей мере, одного элемента сварочного аппарата.

17. Аппарат управления по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что элемент сварочного аппарата, соединенный последовательной шиной (47) данных, по меньшей мере, с аппаратом управления представляет собой сварочный робот или сварочный автомат.

18. Аппарат управления по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что последовательная шина (47) данных выполнена в виде системы шин, образованной одним или несколькими световодами.

19. Аппарат управления по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью передачи данных, по меньшей мере, на некоторых участках без проводов.

20. Аппарат управления по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью передачи данных, по меньшей мере, на некоторых участках без проводов световыми сигналами.

21. Аппарат управления по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью передачи данных, по меньшей мере, на некоторых участках без проводов инфракрасными сигналами.

22. Аппарат управления по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что устройство (22) ввода и/или устройство (23) индикации соединено с устройством управления для передачи управляющих сигналов по последовательной шине данных во время сварки. 


РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Технология сварки и сварочное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+сварка -металлов".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сварка" будут найдены слова "газасварка", "электросварка" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("сварка!").



Рейтинг@Mail.ru