專利名稱：焊接機的控制設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1前序部分所述的焊接機用的控制設備。
已知一些焊接機的控制設備，其中，在焊炬內設輸入裝置和顯示裝置。輸入裝置或顯示裝置的各個操作元件通過導線直接與焊接機的控制設備尤其微處理機控制器連接，所以通過操縱操作元件可從焊炬出發(fā)引入一個控制過程。所進行的改變或調整顯示在焊炬上的顯示裝置上，所以使用者隨時可以在顯示裝置上讀出這些改變。在這里的缺點是，由于各操作元件與控制設備直接連接需要許多導線，所以為連接焊接機與焊炬形成了比較粗的軟管包，由此影響在使用焊炬時的靈活性。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種控制設備，它允許在焊炬與焊接機之間方便地傳輸數(shù)據(jù)。
按本發(fā)明此目的通過權利要求1特征部分中所述的特征達到。在這里有利的是，通過布置數(shù)據(jù)總線或現(xiàn)場總線，可以在焊炬與焊接機之間實施具有任意數(shù)量控制過程的串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸。另一個優(yōu)點在于，通過使用數(shù)據(jù)總線任意多種方案的焊炬可與此焊接機連接，因為不再需要有一個能適應不同焊炬的硬件，只需通過簡單地調整軟件便可以達到擴展焊接機使用的目的。
按權利要求2的設計也是有利的，因為這樣一來使有源和無源的元器件與輸入裝置或輸出裝置之間的導線較短，從而可以減少對導線的外部影響。
按權利要求3的設計也是有利的，因為通過采用標準化的數(shù)據(jù)總線可以隨時與外部控制設備或與PC連接。
按權利要求4的設計也是有利的，因為由此可以節(jié)省一部分用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶Ь€，并通過總線系統(tǒng)可同時控制多個部件。
按權利要求5的設計也是有利的，因為由此可將任意數(shù)量的不同控制過程通過輸入裝置或輸出裝置傳輸給焊接機。
按權利要求6的設計也是有利的，因為可在焊炬上設任意多個操作元件，在這種情況下為了數(shù)據(jù)傳輸仍只需要少量的用于數(shù)據(jù)總線的導線。
按權利要求7的設計也是有利的，因為通過采用標準化的數(shù)據(jù)總線可使任何一種焊炬與焊接機連接，從而為使用者提供了高度的錄活性。
按權利要求8的設計也是有利的，因為由此可實現(xiàn)控制設備自動適應當時的焊炬。
按權利要求9的設計也是有利的，因為由此可做到經(jīng)濟地生產(chǎn)帶有相應的數(shù)據(jù)總線的焊接機。
按權利要求10的設計也是有利的，因為由此對于新發(fā)展的焊炬或在使用另一種焊炬時通過簡單地修改焊接機內的軟件便可將焊炬連接在老的焊接機上。
按權利要求11的設計也是有利的，因為由此允許有多個控制器與焊接機的控制設備交聯(lián)的可能性，所以通過焊接機的控制設備可干預生產(chǎn)過程。
按權利要求12的設計也是有利的，因為由此可按簡單的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在這里由于使用光導線所以基本避免了外界影響。
按權利要求13的設計也是有利的，因為由此為使用者提供了一種附加的輸入可能性。
按權利要求14的設計也是有利的，因為由此可以節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸用的導線。
最后，按權利要求15的設計也是有利的，因為由此使用者在焊接過程中可實施改變至少一個焊接參數(shù)，并因而可實現(xiàn)焊接過程最佳地適應完全不同的條件。
下面借助于附圖中表示的實施例進一步說明本發(fā)明。
其中


圖1焊接機的結構示意圖；以及圖2帶焊炬的焊接機方框示意簡圖。
首先應當明確，在表示的實施例中相同的部分用同樣的基準標記或同樣的元件符號，其中，在全部說明中所含的公開揭示按意義可移用于有相同基準標記或相同元件符號的同樣的部分。在說明中選擇的位置說明，如上、下、側面等，涉及直接的說明及所表示的附圖，當位置改變時按意義移用于新的位置。此外，由所示實施例得出的各單項特征也可以表示按本發(fā)明獨立的解決方案。
圖1表示焊接機1，它用于完全不同的焊接方法，例如MIG/MAG焊或TIG焊。焊接機1包括帶功率部分3的電源2、控制設備4和配屬于功率部分3或控制設備4的轉換元件5。轉換元件5或控制設備4與控制閥6連接，后者設在氣體8的供氣管道中位于儲氣罐9與焊炬10之間，氣體8尤其是一種保護氣體，例如CO2、氦或氬等。
此外，通過控制設備4還可控制如常用于MIG/MAG焊的送焊絲裝置11，在這里，焊絲13通過供應管12從備用滾筒14輸入焊炬10的區(qū)域內。在焊絲13與工件16之間形成電弧15的電流，從電源2的功率部分3經(jīng)電源線17供入焊炬10或焊絲13。
為了冷卻焊炬10，可通過冷卻回路18將焊炬10經(jīng)水流控制器19作為中間連接裝置與水箱20連接，因此在焊炬10投入運作時冷卻回路18由控制設備4起動，從而實現(xiàn)冷卻焊炬10或焊絲13。
此外，焊接機1有輸入和/或顯示裝置21，通過它可調整焊接機完全不同的焊接參數(shù)或工作方式。在這里，借助輸入和/或顯示裝置21調整后的焊接參數(shù)進一步傳給控制設備4，并接著由控制設備操縱焊接機1的各個部件。
顯然也可以不同于所示的實施例中焊炬10是通過單根管線與各部件尤其與焊接機1或送焊絲裝置11連接的，而是將各管線組合成一個共同的軟管包并與焊炬10連接。
此外，焊炬10有輸入裝置22和顯示裝置23。使用者在實施焊接過程時可通過輸入裝置22或顯示裝置23讀出經(jīng)調整的焊接參數(shù)，或通過例如由一個個按鍵或類似物構成的輸入裝置22影響或修改各焊接參數(shù)，從而可以借助焊炬10實施優(yōu)化調整焊接過程。當然，使用者可以在焊接過程中通過輸入裝置22改變已調整好的焊接參數(shù)，從而隨時可以實施最佳地適應焊接過程。
圖2用簡化的形式表示焊接機11的方框圖。
控制設備4優(yōu)選地由微處理機控制器24構成。在控制設備4的尤其是微處理機控制器24的入口通過多根導線25、26(但為了視圖清晰起見僅各畫了一根導線25、26)連接輸入和/或顯示裝置21。但在這里輸入和/或顯示裝置21也可以由分開的部分亦即由輸入裝置27與顯示裝置28構成。此外對于輸入裝置27可使用鍵盤或有其他各種類型的輸入可能性，例如電位計、觸摸屏或傳統(tǒng)的按鍵等。使用者可通過輸入裝置27的各元件選擇各項焊接參數(shù)和借助焊接機1上的相應按鍵進行調整，從而可以針對不同的焊接過程調整和實施具有所期望的焊接參數(shù)的相應的焊接程序。
顯示裝置28可例如由顯像指示器、LED指示器、LCD指示器、數(shù)字式指示器、像屏或觸摸屏構成，在顯示裝置28上向使用者顯示所選擇的焊接參數(shù)，尤其是它們的數(shù)值。輸入和/或顯示裝置21尤其是輸入裝置27和輸出裝置28之間的數(shù)據(jù)交換通過導線25、26進行，也就是說在操作輸入裝置27時相應的信號傳輸給控制設備4，此后，控制設備4尤其是微處理機控制器24實施相應的控制過程。與此同時或接著從控制設備4經(jīng)導線26起動顯示裝置28，由此在顯示裝置28上顯示從控制設備4傳來的信號或相應的值。
在微處理機控制器24另一些入口和/或出口處例如通過總線系統(tǒng)29連接一存儲器30，此總線系統(tǒng)例如由地址和數(shù)據(jù)線構成。在存儲器30內儲存各種數(shù)據(jù)和程序，尤其是調整焊接機1所需的用戶程序。此外，在存儲器30內還可以儲存其他一些使用者特定的數(shù)據(jù)。為此使用者可借助輸入裝置27通過起動相應的機構將焊接調整的記錄從焊接機1傳入存儲器30中，所以可以重新調用這些數(shù)據(jù)和調整焊接機1。
為了由控制設備4控制相應的焊接過程，控制設備4通過至少一根導線31與功率部分3連接，通過導線31實施功率部分3與控制設備4之間的數(shù)據(jù)交換。此外，也可以設多根導線31，不過在這里為了看得清楚起見仍然只畫了一條導線31。功率部分3可例如由發(fā)出一次脈沖的反相電源(primargetaktete Inverterstromquelle)32構成。為了給功率部分3供應電流和電壓，將功率部分3通過電源線33、34與電壓供電網(wǎng)35連接。當然也可以用其他任何類型的能源來取代電壓供電網(wǎng)35，例如可使用電池向功率部分3供電。電壓供電網(wǎng)35也可以由雙相電網(wǎng)或三相電網(wǎng)構成。
功率部分3的任務是如由先有技術已知的那樣將電壓供電網(wǎng)35供應的能量轉換成適當?shù)暮附幽芰?，因此不再詳細說明所供應電能的轉換功能。為了能通過焊炬10建立焊接電流回路，將功率部分3通過電源線17與焊炬10連接起來，而工件16通過另一根電源線36同樣與功率部分3連接，從而經(jīng)由焊炬10尤其經(jīng)由焊絲13及工件16可形成電流回路。
現(xiàn)在為了能引發(fā)焊絲13與工件16之間的電弧15，例如焊接機1可有一高頻發(fā)生器37。它通過導線38、39既與控制設備4也與焊炬10的電源線17連接。當然為了引發(fā)電弧15也可以使用其他任何一種屬于先有技術的方法。為了能借助高頻發(fā)生器37引發(fā)焊絲13與工件16之間的電弧，在起動焊接過程時從控制設備4發(fā)出一個高頻信號，接著該信號調制為焊接能量并因而實現(xiàn)引發(fā)電弧15。
為了能監(jiān)控焊接過程，在電源線17內設測量裝置40。在這里，測量裝置40可由一個屬于先有技術的分流電阻41構成，由此可以用測量裝置40檢測出經(jīng)由電源線17的電流。為此，在分流電阻41兩端的導線42、43與電源線17連接。導線42、43接著與變換器44連接。變換器44將測得的模擬信號轉換成數(shù)字信號，并隨后將此信號經(jīng)導線45傳輸給控制設備4。當然變換器44也可以設計為測量信號的放大器，所以測得的信號不是如上面所提及的那樣轉換成數(shù)字信號，而是將此測得的信號放大為一個可預調的值。
為了也能檢測在焊炬10上或在焊絲13與工件16之間的電壓，將另一根導線46與變換器44和電源線36連接起來。變換器44的任務是將測量裝置40在焊絲13與工件16之間測得的模擬值或信號轉換成數(shù)字量或信號，或放大此模擬信號并接著進一步傳給控制設備，所以可由控制設備4實施對所記錄的值或信號的處理。
此外，控制設備4有數(shù)據(jù)總線47或現(xiàn)場總線。此控制設備與串聯(lián)的數(shù)據(jù)總線47尤其與現(xiàn)場總線連接，在數(shù)據(jù)總線上可連接焊炬10和/或焊接機1和/或焊接設備的其他部件，如焊接機器人、焊接自動機、加工設備、生產(chǎn)流水線、旋轉臺等。數(shù)據(jù)總線47可例如由CAN、聯(lián)絡總線-S成形總線(Profibus)構成，并可有串聯(lián)接口尤其是RS232、RS485等。數(shù)據(jù)總線47在控制設備4與焊炬10之間由總線系統(tǒng)48構成，它由至少兩條電導線組成。在總線系統(tǒng)48上至少連接兩個分路裝置，分路裝置由用于通過數(shù)據(jù)總線47傳輸數(shù)據(jù)的各元件組成并在下面稱為接口驅動器49、50，因此使輸入裝置22和/或顯示裝置23與控制設備4連接。此外，如示意地用虛線畫的邊界所示，焊炬10有用于通過總線系統(tǒng)48傳輸數(shù)據(jù)的各元件。
通過由屬于先有技術的數(shù)據(jù)總線47例如RS232構成數(shù)據(jù)總線47，為了與控制設備10數(shù)據(jù)交換，在焊炬10內設另一個帶相關功能組件的接口驅動器50，如圖中示意地表示的那樣?，F(xiàn)在，在焊炬10內存在這種可能性，即，可通過模擬和/或數(shù)字的輸入和/或輸出51設相應的操作元件52，尤其是各按鍵53至56。各個為通過數(shù)據(jù)總線47傳輸數(shù)據(jù)所需的元件，例如顯示驅動器、模擬和/或數(shù)字的輸入和/或輸出51、接口驅動器50等都裝在焊炬10內。
此外，還可在接口驅動器50上連接顯示裝置23，所以有關顯示方法的數(shù)據(jù)傳輸同樣可通過接口驅動器50實現(xiàn)。
通過設置用于輸入裝置22的各操作元件52，現(xiàn)在使用者可以通過焊炬10調用或調整完全不同的功能流程或焊接參數(shù)，它們可通過顯示裝置23再次顯示在焊炬10上，也就是說，例如通過操作按鍵53至56，信號從接口驅動器50經(jīng)總線系統(tǒng)48發(fā)送給控制設備4，之后，控制設備4實施相應地改變工作狀態(tài)，接著這一改變重新通過接口驅動器49在總線系統(tǒng)48上傳遞，在這之后接口驅動器50發(fā)生用于顯示裝置23的相應的控制信號，因此使用者可在顯示裝置23上讀出所進行的改變。
通過將焊炬10尤其它的輸入裝置22和顯示裝置23經(jīng)數(shù)據(jù)總線47與控制設備4連接，現(xiàn)在有可能基于串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸節(jié)省在焊炬10與控制設備4之間的通信線，因為串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸只需要少量導線，例如兩至九根導線。經(jīng)串聯(lián)數(shù)據(jù)總線47的數(shù)據(jù)傳輸按適當?shù)耐ㄐ乓?guī)約進行，在這里可以采用由先有技術已知的任何一種通信規(guī)約。
通過在焊炬10內布置用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠性春蜔o源元件，以有利的方式做到，允許為同一臺焊接機1使用多種不同類型的焊炬10，也就是說，例如有一相應接口驅動器50例如RS232的焊炬10現(xiàn)在可以不使用如在所表示的實施例中那樣的有四個按鍵53至56，而是此焊炬10可以有多于四個按鍵53至56，所以通過焊炬10同樣可以實施特殊功能，在這里對于這樣一種焊炬10不再需要任何附加的導線或控制線。這一點是可以做到的，因為在操作加設的按鍵53至56時，要實施的功能或改變通過具有相同通信規(guī)約的串聯(lián)總線47進行傳輸，從而可以使用任意數(shù)量的按鍵53至56。接著在控制設備4內完成傳輸數(shù)據(jù)的分析計算，所以控制設備4可根據(jù)傳遞的數(shù)據(jù)實施相應的控制或調節(jié)過程。
此外，現(xiàn)在不是再要求焊接機1必須與完全不同的焊炬10匹配，而只是需要儲存在存儲器30內的軟件或程序必須與各焊炬10協(xié)調，因為完全不同的焊炬10通過標準化的通信規(guī)約實施數(shù)據(jù)傳輸。為此例如可以在購買新焊炬10時同時向使用者提供一相應的更新磁盤，使用者然后將此磁盤插入裝在焊接機1內或與焊接機1連接的軟磁盤運轉機構內，由于數(shù)據(jù)總線47與計算機連接，故可經(jīng)數(shù)據(jù)總線47傳輸數(shù)據(jù)，從而可實施調整在存儲器30內所儲存的軟件，之后使用者便可隨時使用此相應的焊炬10。也可以是焊接機1的程序或軟件已經(jīng)針對完全不同的焊炬10進行了調準，所以使用者只須將焊炬10與軟管包或與焊接機1連接，之后，使用者便可為完成焊接過程利用焊炬10的全部功能。
當然可以通過在控制設備4內設置可重寫或可修改的存儲器30將軟件，尤其用戶程序儲存在存儲器30內，所以可通過接口尤其通過數(shù)據(jù)總線47在軟件上存取，并因而隨時可以修改軟件。
采用這種設計，現(xiàn)在可以有利的方式做到對于同一臺焊接機1使用任意多的焊炬10，因此為使用者提供了相當大的靈活性。此外，還可以在更換焊炬10時實施自動識別。
這例如可以這樣進行在焊炬10內的一個存儲器中儲存識別碼，在焊炬10起動時或在焊接機1投入運行時識別碼自動從接口驅動器50出發(fā)在數(shù)據(jù)總線47上發(fā)送，所以此識別碼傳輸給控制設備4。接著，控制設備4將從焊炬10發(fā)送來的識別碼與儲存在存儲器30內的識別碼作比較，在一致時控制設備4可以從存儲器30讀出除此識別碼之外的數(shù)據(jù)，并因而可以實施焊炬10的類型識別。
此外還可以根據(jù)連接在焊接機1上的焊炬10由控制設備4實施運行系統(tǒng)適配和用戶程序調整，也就是說，由控制設備4通過從存儲器30取出實施不同焊接參數(shù)相應的預調，以達到焊接過程的優(yōu)化。此外可以采用不同類型的必要時具有不同輸入裝置22和/或顯示裝置23的焊炬10，在這種情況下完全不同的焊炬10可為此例如設一可與數(shù)據(jù)總線47連接的存儲元件，用于確定或用于儲存賦予焊炬10類型的識別碼，并因而能實現(xiàn)焊炬10的自動識別。
在圖示的實施例中例如可以規(guī)定按鍵53用于增大在顯示裝置23(尤其是LCD指示器)上顯示的值，而按鍵54用于減小此值，也就是說使用者操作按鍵53時可將顯示的值例如從50提高到60。這例如可通過按鍵53的步進式操作實現(xiàn)，由此將數(shù)據(jù)經(jīng)接口驅動器50傳輸給控制設備4，然后控制設備4通過導線38相應地控制功率部分3。
另一些按鍵55、56可例如應用于選擇不同的焊接參數(shù)，也就是說在操作按鍵55時顯示裝置23從電流值的焊接參數(shù)翻轉成焊絲直徑等，從而在此顯示裝置23上顯示出經(jīng)調整或預給的焊絲直徑?，F(xiàn)在操作按鍵55使用者可以詢問各種焊接參數(shù)。此外例如可以使用不同旋轉方向的按鍵55、56以滾動顯示各焊接參數(shù)。采用這種焊炬10，使得使用者有可能從焊炬10出發(fā)選擇和調整全部提供使用的焊接參數(shù)。
與由先有技術已知的具有在焊炬10內所設輸入裝置22和顯示裝置23的焊炬10的區(qū)別在于，在屬于先有技術的焊炬10中的各操作元件52通過一根根導線直接連接在控制設備4上，尤其是連接在微處理機控制器24上，這就是說，當例如使用屬于先有技術的含有焊炬按鍵、上和下按鍵、電位計、LED指示器或7段顯示器的焊炬時，這些操作元件52均通過單根導線直接與微處理機控制器24連接。由于各操作元件52一個個直接連接在控制設備4上，延伸了許多經(jīng)軟管包到焊接機1的導線，所以形成較粗的軟管包并因而限制了焊炬10的靈活性。屬于先有技術的焊炬其重要的缺點在于，對于不同的焊炬10，根據(jù)各焊炬10的作用范圍焊接機1尤其是電源2也必須作不同的或過尺寸的設計，以便能在焊接機1上連接大量不同的焊炬10。
此外，在屬于先有技術的系統(tǒng)中(其中操作元件52與控制設備4直接連接)的情況是，在焊炬10的功能改變時也必須在焊接機1尤其電子裝置內實施修改，從而導致為了使用新發(fā)展的焊炬10要付出高昂的代價。為能保證有相應的防干擾安全性，各驅動器組件為了導線去干擾應直接設在各操作元件52上或設在顯示裝置24上。由于各操作元件52有大量導線，所以為了導線去干擾必須付出大的代價，導致焊炬10結構尺寸增大，并因而再次給焊炬10的靈活性造成限制。
由于不同焊炬10有不同的結構，在使用先有技術的焊炬10時還可能要對插頭電纜或控制電纜進行不同的布設，所以用于不同的焊炬10的焊接機1必須相應地設計硬件，其結果是顯著提高了此類焊接機1的成本。采用屬于先有技術的具有一根根直接與控制設備4連接導線的焊炬10還限制了焊炬10的使用功能，因為為了經(jīng)濟地生產(chǎn)焊接機1，它不可能設計用于任何一種焊炬10，要不然對于具有完全不同的操作元件52接頭或方案的完全不同的焊炬10必須相應地設計在焊接機1內的硬件，從而顯著提高了成本，也就是說，在例如使用只有兩個按鍵53、54的焊炬10時提供的硬件控制與在使用有四個或四個以上按鍵53至56的焊炬10時是不同的，因為在使用只有兩個按鍵53、56的焊炬10時至少有兩條或三條導線通往控制設備4，而在使用有四個按鍵53至56的焊炬10時至少有四或五條導線通往控制設備4，因此焊接機1的硬件必須與不同類型的焊炬10相匹配。
現(xiàn)在由于設計具有數(shù)據(jù)總線47的焊炬10，可以做到，通過使用于焊接機1與焊炬10之間數(shù)據(jù)交換的接口及通信規(guī)約的標準化，可以使用對于完全不同的焊炬10已標準化的焊炬插頭電纜布設，所以在焊炬10結構形式不同時可維持相同的焊炬插頭電纜布設，或通過串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸在焊接機1與焊炬10之間的導線數(shù)量并不因為焊炬10功能不同而必須增加。此外，采用按本發(fā)明的焊炬10設計或焊炬10通過數(shù)據(jù)總線45與焊接機1連接，還可以做到取消借助于如由先有技術已知用于改變焊接參數(shù)的那種遙控器遙控調節(jié)，因為可設計具有完全不同功能的焊炬，并因而不再需要使用遙控器。由于數(shù)據(jù)傳輸使用少量的導線，尤其使用兩至九條導線，從而以有利的方式做到，可設計很細的連接焊炬10與焊接機1的軟管包，從而給予使用者高度靈活性，并因而允許實現(xiàn)長距離可靠的數(shù)據(jù)傳輸，例如當焊接機1在造船廠中使用時便是這種情況。
對于新發(fā)展的具有其他不同功能或有特殊功能的焊炬10，不必改變焊接機1中的硬件，因為通過標準化的數(shù)據(jù)總線47數(shù)據(jù)傳輸串聯(lián)地進行，所以可在焊炬10內設任意數(shù)量的操作元件52或任意數(shù)量的顯示裝置23，也就是說，基于串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸，在焊炬10上實施的各個操作過程借助于接口驅動器50轉換成串聯(lián)的數(shù)據(jù)信號或預定的通信規(guī)約并經(jīng)總線系統(tǒng)48傳輸給控制設備4，因此，對于新發(fā)展的焊炬10仍可通過采用標準化的數(shù)據(jù)總線47而使用標準化的焊炬插頭電纜布設，并因而沒有必要改變硬件。
按本發(fā)明的焊接機1和焊炬10設計的另一項優(yōu)點在于，可在焊炬10內設各個有源元件，因為串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸只需用少量的導線，并因而在總線系統(tǒng)48內受到的干擾可直接在焊炬10處濾出，從而可以無可指摘地通過總線系統(tǒng)48傳輸數(shù)據(jù)。當然，干擾的濾出可借助于相應的軟件亦即按照軟件來完成。
焊炬10也可以按不同的方案設計，因為通過總線系統(tǒng)48數(shù)據(jù)傳輸是標準化的，所以只有焊接機1的運行系統(tǒng)或軟件必須與新方案的焊炬10匹配，并因而不再需要改變焊接機1中的硬件。采用這種設計顯著節(jié)省了使用者的費用，因為使用者在采用新型焊炬10時，可通過使用數(shù)據(jù)總線47再次將此焊炬與老的焊接機1連接，并因而不會因為要改變焊接機1中的硬件而產(chǎn)生價格方面的負擔。采用串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸還可以節(jié)省總線系統(tǒng)48的一根根控制線，因為通過標準化的數(shù)據(jù)傳輸，尤其通過串聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸，只需要少量的導線。
在發(fā)展焊炬10時也節(jié)約了成本，因為通過在焊炬10的區(qū)域內歸并用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠性春蜔o源元件，電路結構可以標準化，并因而對于完全不同的焊炬10始終可以再次使用具有不同功能的此相同的結構。
還存在這種可能性，即，通過在焊接機1中使用數(shù)據(jù)總線47，可通過數(shù)據(jù)總線控制外面的部件，例如通過在焊接機器人或焊接自動機中使用焊接機1，此焊接機1尤其是控制設備4可通過數(shù)據(jù)總線47與焊接機器人或焊接自動機尤其它們的控制器連接，從而可以在焊接機1與焊接機器人或焊接自動機之間實施數(shù)據(jù)交換。此外例如在汽車工業(yè)的生產(chǎn)流水線或加工設備中使用焊接機1時可以通過焊接機1控制各構件的繼續(xù)運動，也就是說，例如在一個焊接過程結束后，焊接機1通過數(shù)據(jù)總線47向生產(chǎn)流水線或加工設備尤其向使用于生產(chǎn)流水線或加工設備的控制器或SPS控制器或計算機控制器輸出一個信號，所以此控制器可以識別，焊接機1的焊接過程已經(jīng)結束并因而開始繼續(xù)輸送剛才已加工好的構件。
還可以設置一個可用于將焊接機1與計算機連接的外部接口，所以可通過數(shù)據(jù)總線47實施軟件修改。此外，在焊接機1使用于其他部件例如使用于旋轉臺等的裝配操作裝置中時，通過在焊接機1中設控制設備4和標準化的數(shù)據(jù)總線47，可通過焊接機1的控制設備4控制它們，從而可以取消用于其他部件的附加的控制器。
通過使用數(shù)據(jù)總線47還可以做到，同樣可借助于數(shù)據(jù)總線47或總線系統(tǒng)48控制焊接機1所需的其他部件，例如送焊絲裝置11等。在圖2中通過設在數(shù)據(jù)總線47內的另一個接口驅動器57對此作為舉例表示，也就是說，通過送焊絲裝置11與接口驅動器57連接，可在控制設備4與送焊絲裝置11之間實現(xiàn)串聯(lián)的數(shù)據(jù)交換。在這里的優(yōu)點是，不再如由先有技術已知的那樣將送焊絲裝置11重新直接通過一根根導線與控制設備4連接，而是仍通過使用標準化的數(shù)據(jù)總線47進行控制，由此保證節(jié)省功率和數(shù)據(jù)的可靠傳輸。其結果是創(chuàng)造了一種可能性，即可以使用不同的送焊絲裝置11，因為通過使用數(shù)據(jù)總線47，為了與送焊絲裝置11相匹配只需對控制設備4中的軟件進行修改。
當然也可以在數(shù)據(jù)總線47上尤其在總線系統(tǒng)48內設其他多個接口驅動器57，由此可從控制設備4出發(fā)通過數(shù)據(jù)總線47控制任意多個部件。
當然也可以取代此電的數(shù)據(jù)總線47采用其他任何一種由先有技術已知的傳輸系統(tǒng)，也就是說，例如也可以取代電導線采用一根或多根光導線，所以數(shù)據(jù)交換通過光導線完成，由此提供比較高的抗干擾安全性，因為在通過光導線傳輸數(shù)據(jù)時不必再考慮電的影響。在這種借助于光導線的數(shù)據(jù)總線47的設計中，各個接口驅動器49、50和57必須與相應的導線系統(tǒng)相調諧。
此外也可以采用不同類型的必要時具有不同輸入裝置22和/或顯示裝置23的焊炬10，其中總是設同類的連接在數(shù)據(jù)總線47上的分路裝置，尤其是接口驅動器49、50、57，因此可以使用多個不同設計的焊炬10。
此外，數(shù)據(jù)總線47也可以與外部操作裝置連接。為此，操作裝置有輸入裝置22和顯示裝置23，所以可通過操作元件控制焊接機1，尤其是調整各個焊接參數(shù)。在這里操作元件可與此軟管包無關地通過自己的軟管包與焊接機1尤其數(shù)據(jù)總線47連接。此外還可以將操作裝置按這樣的方式設計，即，它例如可通過一固定裝置或另一個固定機構與焊炬10連接。此外，仍可以如在前面已說明的實施例中的情況一樣，輸入裝置22和/或顯示裝置23為了在焊接過程中傳輸控制信號通過數(shù)據(jù)總線47與控制設備4連接起來，所以即使在焊接過程中也有可能改變焊接參數(shù)，并因而可以由使用者實施焊接過程的優(yōu)化調整。
當然有可能至少在焊接機1的部分區(qū)域內可以無線地，例如通過光信號，如紅外信號，實現(xiàn)與焊接機1的部件，尤其是焊炬10，或外部部件的數(shù)據(jù)傳輸。但在這種情況下為了無線地數(shù)據(jù)傳輸各部件仍使用標準化的或統(tǒng)一的通信規(guī)約，所以為使用者在使用此類焊接機1時提供了高度的靈活性。此外，例如還可以在使用多臺焊接機1時每臺焊接機1分配到一個自己的識別碼，通過此識別碼提供一個賦予的數(shù)據(jù)。此識別碼由焊接機1的每個部件例如儲存在非易失的存儲器內，因此每個部件在接收數(shù)據(jù)時首先濾出此識別碼，接著，在一致時可實施或執(zhí)行相應的控制過程。
此外，焊炬10除數(shù)據(jù)總線47外還可以有與控制設備4尤其與微處理機控制器24直接連接的操作元件52，它們通過導線直接與控制設備4連接，也就是說可以在輸入裝置22與直接和控制設備4連接的操作元件52之間實施平行作業(yè)。在這里的優(yōu)點是，當數(shù)據(jù)總線47出故障時仍保持焊炬10的基本功能，所以使用者隨時可以實施焊接過程。此外，使用者可以通過焊接機1上的輸入和/或顯示裝置21修改焊接參數(shù)。在此類設計中，焊炬10大多只通過那些對于焊接過程肯定需要的操作元件52(例如為起動焊接過程所設的按鍵)與控制設備4直接連接，因為修改焊接參數(shù)隨時可由使用者在焊接機1上進行。
最后應當指出，在上面所說明的實施例中各部分未按比例地放大或示意表示，以便于更好地理解本發(fā)明的解決方案。此外，上面所說明的實施例特征組合的各個部分也可以結合其他單項特征構成獨立的按本發(fā)明的解決方案。
首先，在圖1、2中所示的各實施例可以構成獨立的按本發(fā)明的解決方案的內容。由這些圖的詳細說明中可看出按本發(fā)明相關的目的和解決方案。
權利要求
1．焊接機或焊接設備的控制設備，包括一個通過連接管線與焊接機連接的焊炬，其中在焊炬上設至少一個輸入裝置和/或一個顯示裝置，其特征為控制設備(4)與串聯(lián)的數(shù)據(jù)總線(47)尤其現(xiàn)場總線連接，在數(shù)據(jù)總線上連接焊炬(10)和/或焊接機(1)和/或焊接設備的其他部件。
2．按照權利要求1所述的控制設備，其特征為在焊炬(10)中設有各個用于通過數(shù)據(jù)總線(47)傳輸數(shù)據(jù)所需的元器件，如顯示驅動器、模擬和/或數(shù)字的輸入和/或輸出(51)、接口驅動器(49、50、57)等。
3．按照權利要求1或2所述的控制設備，其特征為數(shù)據(jù)總線(47)例如通過CAN、聯(lián)絡總線-S、成形總線構成并有串聯(lián)接口，尤其是RS232、RS485等。
4．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為在控制設備(4)與焊炬(10)之間的數(shù)據(jù)總線(47)由總線系統(tǒng)(48)構成，在此總線系統(tǒng)上至少連接兩個分路裝置，例如接口驅動器(49、50、57)。
5．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為設在焊炬(10)內的輸入裝置(22)和/或輸出裝置(23)通過數(shù)據(jù)總線(47)與控制設備(4)連接。
6．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為操作元件(52)通過模擬和/或數(shù)字的輸入和/或輸出(51)連接在數(shù)據(jù)總線(47)上。
7．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為不同類型的焊炬(10)設有必要時不同的輸入裝置(22)和/或顯示裝置(23)，以及總是設同類的分路裝置例如接口驅動器(49、50、57)用于與數(shù)據(jù)總線(47)連接。
8．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為焊炬(10)內設一可與數(shù)據(jù)總線(47)連接的存儲器元件，用于確定或用于儲存賦予焊炬(10)類型的識別碼。
9．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為控制設備(4)由微處理機控制器(24)構成。
10．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為控制設備(4)有用于軟件尤其用戶程序的可重寫或可改變的存儲器(30)，它可與接口尤其數(shù)據(jù)總線(47)連接。
11．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為焊接機(1)的控制設備(4)通過數(shù)據(jù)總線(47)與至少一個外部部件的至少一個控制器，例如焊接機器人或焊接自動機連接。
12．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為總線系統(tǒng)(48)由一根或多根光導線構成。
13．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為數(shù)據(jù)總線(47)與外部操作裝置連接，在此操作裝置中設輸入裝置(22)和/或顯示裝置(23)。
14．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為數(shù)據(jù)傳輸至少在部分區(qū)域內無線地例如借助光信號，如紅外信號進行。
15．按照前列諸權利要求中一項或多項所述的控制設備，其特征為輸入裝置(22)和/或顯示裝置(23)為了在焊接過程中傳送控制信號通過數(shù)據(jù)總線(47)與控制設備(4)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焊接機(1)或焊接設備的控制設備(4),包括通過連接管線與焊接機(1)連接的焊炬(10),其中在焊炬(10)上設至少一個輸入裝置(22)和/或一個顯示裝置(23)?？刂圃O備(4)與串聯(lián)的數(shù)據(jù)總線尤其現(xiàn)場總線連接,在數(shù)據(jù)總線上連接焊炬(10)和/或焊接機(1)和/或焊接設備的其它部件。
文檔編號B23K9/10GK1288404SQ99802147
公開日2001年3月21日 申請日期1999年1月8日 優(yōu)先權日1998年1月13日
發(fā)明者赫爾穆特·弗里德爾, 弗蘭茨·尼德勒德 申請人:弗羅紐斯焊接機械制造兩合公司