Es sind bereits Steuervorrichtungen für Schweißgeräte bekannt, bei denen über einen Host, insbesondere einer Mikroprozessorsteuerung, ein Datenaustausch mit über Lei- tungen verbundenen Steuereinheiten, wie beispielsweise einer Signal-Prozeß-Einheit, in folgenden SP-Einheit genannt, einem Pulsweitenmodulator, im folgenden PWM ge- nannt, usw., durchgeführt wird. Die Steuereinheiten sind über weitere Leitungen mit externen Komponenten, wie beispielsweise einem Leistungsteil, einer Ein-und/oder Ausgabevorrichtung usw. verbunden. Im Host werden für den Schweißprozeß die ein- zelnen Soll-Werte über ein entsprechendes Softwareprogramm ermittelt bzw. berech- net, worauf die Soll-Werte über einen Digital/Analog-Wandler in ein analoges Signal, insbesondere in eine Leitspannung, umgewandelt wird und somit von den Steuereinhei- ten verarbeitet werden können. Die einzelnen Steuereinheiten führen eine Anpassung der von den externen Komponenten gelieferten Ist-Werte an die vorgegebenen Soll- Werte durch. Weiters werden die Ist-Werte von einem Analog/Digital-Wandler in ein Digitalsignal umgewandelt und an den Host weitergegeben, sodaß dieser eine entspre- chende Anpassung der einzelnen Steuersignale und/oder der Soll-Werte durchführen kann. Nachteilig ist hierbei, daß die einzelnen Steuereinheiten mit den einzelnen exter- nen Komponenten zum Datenaustausch abgestimmt sein müssen, sodaß bei einer Ände- rung bzw. bei einem Wechsel einer externen Komponente auch die entsprechend für den Steuervorgang benötigte Steuereinheit ausgetauscht werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für ein Schweißgerät sowie ein Verfahren zum Steuern eines Schweißgerätes zu schaffen, bei dem die Prozeßregelung bzw. Steuerung der einzelnen externen Komponenten rein digital erfolgt.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des An- spruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist hierbei, daß für die Herstellung eines derartigen Schweißgerätes, insbesondere der gemeinsamen Baueinheit, Standardbauelemente ein- gesetzt werden können, sodaß ein sicherer Betrieb erzielt wird und eine geringe Bau- größe erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch einfache Soft-

wareänderungen eine Anpassung an die unterschiedlichsten Betriebsbedienungen für Sondereinsatzgebiete oder eine leichte Anpassung an neu entwickelte Komponenten des Schweißgerätes möglich ist, ohne daß dabei hardwaremäßige Änderungen durchge- führten werden müssen. Von Vorteil ist auch, daß durch die digitale Steuerung der ge- meinsamen Baueinheit ein leichtes Nachrüsten bereits bestehender Schweißgeräte, die die gemeinsame Baueinheit aufweisen, auf neu entwickelten Komponenten möglich ist, da lediglich für den Einsatz der neu Entwickelten Komponenten eine Softwarean- passung durchgeführt werden muß.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 26 beschrieben. Die damit erzielbaren Vorteile sind der detaillierten Figurenbeschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung umfaßt weiters auch ein Verfahren zum Steuern eines Schweißgerätes, wie es im Oberbegriff des Anspruches 27 beschrieben ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird aber unabhängig davon auch durch ein Verfahren zum Steuern eines Schweißgerätes gemäß den im Kennzeichenteil des Anspruches 27 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die digitale Daten- übertragung der einzelnen Komponenten untereinander eine schnelle Steuerung bzw.

Regelung des Schweißprozesses durchgeführt werden kann, wodurch die Schweißquali- tät erheblich verbessert wird.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind im Anspruch 28 beschrieben. Die damit erziel- baren Vorteile sind der detaillierten Figurenbeschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Schweißgerätes in vereinfachter Darstel- lung ; Fig. 2 ein Schaubild einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung für ein Schweiß- gerät, in vereinfachter, schematischer Darstellung.

Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsfor- men gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeich- nungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombi- nationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie- len für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

In Fig. 1 ist ein Schweißgerät 1 für verschiedenste Schweißverfahren, wie z. B. MIG/ MAG-Schweißen bzw. TIG-Schweißen, gezeigt.

Das Schweißgerät 1 umfaßt eine Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3, eine Steuer- vorrichtung 4 und ein dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuervorrichtung 4 zugeordnetes Umschaltglied 5. Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuervorrichtung 4 ist mit einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8, insbe- sondere ein Schutzgas, wie beispielsweise C02, Helium oder Argon und dgl., zwi- schen einem Gasspeicher 9 und einem Schweißbrenner 10 angeordnet ist.

Zudem kann über die Steuervorrichtung 4 auch noch ein Drahtvorschubgerät 11, wie für das MIG/MAG-Schweißen üblich, angesteuert werden, wobei über eine Versor- gungsleitung 12 ein Schweißdraht 13 von einer Vorratstrommel 14 in den Bereich des Schweißbrenners 10 zugeführt wird. Der Strom zum Aufbau eines Lichtbogens 15 zwischen dem Schweißdraht 13 und einem Werkstück 16 wird über eine Versorgungs- leitung 17 vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Schweißbrenner 10 bzw. dem Schweißdraht 13 zugeführt, wobei das zu verschweißende Werkstück 16 über eine weitere Versorgungsleitung 18 ebenfalls mit dem Schweißgerät 1 verbunden ist und somit über dem Lichtbogen 15 ein Stromkreis aufgebaut werden kann.

Zum Kühlen des Schweißbrenners 10 kann über einen Kühlkreislauf 19 der Schweiß- brenner 10 unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters 20 mit einem Wasserbe- hälter 21 verbunden werden, wodurch bei der Inbetriebnahme des Schweißbrenners 10 der Kühlkreislauf 19 von der Steuervorrichtung 4 gestartet wird und somit eine Küh- lung des Schweißbrenners 10 bzw. des Schweißdrahtes 13 erreicht wird.

Weiters weist das Schweißgerät 1 eine Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 auf, über die die unterschiedlichsten Schweißparameter bzw. Betriebsarten des Schweißgerätes 1 eingestellt werden können. Dabei werden die über die Ein-und/oder Ausgabevorrich- tung 22 eingestellten Schweißparameter an die Steuervorrichtung 4 weitergeleitet und von dieser werden anschließend die einzelnen Komponenten des Schweißgerätes 1 an- gesteuert.

Selbstverständlich ist es möglich, daß nicht wie in dem dargestellten Ausführungsbei- spiel der Schweißbrenner 10 über einzelne Leitungen mit den einzelnen Komponenten, insbesondere mit dem Schweißgerät 1 bzw. dem Drahtvorschubgerät 11, verbunden wird, sondern, daß diese einzelnen Leitungen in einem gemeinsamen Schlauchpaket zusammengefaßt sind und an dem Schweißbrenner 10 angeschlossen werden.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung 23 für ein Schweißgerätes 1 gezeigt.

Hierzu weist die Regelvorrichtung 23 für das Schweißgerät 1 die Steuervorrichtung 4 in Form einer Mikroprozessorsteuerung 24 bzw. eines Mikrokontrollers auf. Weiters ist in der Regelvorrichtung 23 eine Schweißprozeßregeleinheit 25 angeordnet. Die Schweißprozeßregeleinheit 25 ist derartig ausgebildet, daß nur digitale Signale ver- arbeitet werden können, wodurch jede zu regelnde Größe, insbesondere jeder Schweiß- parameter, in digitaler Form an die Schweißprozeßregeleinheit 25 übergeben werden muß. Die Schweißprozeßregeleinheit 25, insbesondere deren Komponenten, sind über einen handelsüblichen Daten/Adreßbus 26 mit der Steuervorrichtung 4, insbesondere der Mikroprozessorsteuerung 24 verbunden, wodurch eine fiktive Schnittstelle 27, welche strichliert eingezeichnet ist, zwischen der Steuervorrichtung 4, insbesondere der Mikroprozessorsteuerung 24, und der Schweißprozeßregeleinheit 25 gebildet wird.

Die einzelnen Komponenten der Schweißprozeßregeleinheit 25 können sich aus einer digitalen Signal-Prozeß-Einheit 28, im folgenden SP-Einheit 28 genannt, und einem digitalen Pulsweitenmodulator 29, im folgenden PWM 29 genannt, zusammensetzen.

Hierzu ist es möglich, daß die beiden Komponenten, nämlich die SP-Einheit 28 und der PWM 29, als gemeinsamer Baustein ausgebildet werden kann.

Die Ausgänge des PWM's 29 sind an eine Schnittstelle 30 der Regelvorrichtung 23 geführt, wobei hierdurch wiederum eine fiktive Schnittstelle 31 zwischen der Schweiß- prozeßregeleinheit 25 und der Regelvorrichtung 23 geschaffen wird. Über die Schnitt- stelle 28 der Regelvorrichtung 23 ist das Leistungsteil 3 mit dem PWM 29 verbunden.

Grundsätzlich kann gesagt werden, daß die Schnittstelle 30 eine Verbindungsstelle mit der externen Komponente des Leistungsteils 3 bildet, wobei die Datenübertragung von der Schnittstelle 30, insbesondere dem erzeugten Steuerungssignal, zum Leistungsteil 3 in digital Form, insbesondere durch ein Datenprotokoll, übertragen wird, d. h. daß das Leistungsteil 3, welches beispielsweise durch eine zum Stand der Technik zäh- lende Inverterstromquelle gebildet ist, das übertragene Datenprotokoll erkennen muß und anschließend entsprechend den übergebenen Daten eine Steuerung des Leistungs- teils 3 durchführt. Hierzu ist es möglich, daß die Daten des Datenprotokolls von ent- sprechenden Bausteinen ausgewertet werden, worauf eine Umwandlung der Daten in ein Analogsignal durchgeführt wird. Durch eine derartige Ausbildung des Leistungs- teils 3 ist es möglich, daß dieses Umsetzten von den digitalen Daten des Datenproto- kolls auf ein Analogsignal durch eine sogenannte Schnittstellenkarte durchgeführt wer- den kann. Dies hat den Vorteil, daß alle analogen zum Stand der Technik zählenden Leistungsteile 3 durch einfaches aufrüsten mit dieser Schnittstellenkarte eingesetzt werden können. Selbstverständlich ist es möglich, die Steuerung des Leistungsteils digital durchzuführen, wodurch eine derartige Schnittstellenkarte nicht benötigt wird.

Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß ein derartiges Leistungsteil 3 das übertragene Datenprotokoll erkennen muß.

Die Datenübertragung zwischen den einzelnen Komponenten der Regelvorrichtung 23, insbesondere der Mikroprozessorsteuerung 24, der SP-Einheit 28 und dem PWM 29 sowie den weiteren Komponenten, erfolgt ebenfalls über ein entsprechendes Datenpro- tokoll. Dabei ist es möglich, daß das interne Datenprotokoll, also jene Datenübertra- gung die nicht mit einer externen Komponente durchgeführt wird, gegenüber dem ex- ternen Datenprotokoll, also jene Datenübertragung die mit einer externen Komponente beispielsweise dem Leistungsteil 3 durchgeführt wird, unterschiedlich aufgebaut sein kann. Von Vorteil ist jedoch, daß das interne Datenprotokoll mit dem externen Daten- protokoll übereinstimmt, da dadurch die Entwicklung von neuen Komponenten verein- facht wird, da keine Umsetzung von einem Datenprotokoll auf ein weiters Datenproto- koll durchgeführt werden muß.

Damit die Steuervorrichtung 4, insbesondere die Mikroprozessorsteuerung 24, einen Datenaustausch mit der SP-Einheit 28 durchführen kann, ist an der Steuervorrichtung 4 über den internen Daten/Adreßbus 26 eine Speichervorrichtung 32 angeschlossen, in der sämtliche für den Betrieb der Mikroprozessorsteuerung 24 bzw. des Schweißge- rätes 1 benötigte Betriebssoftware und Steuerprogramme hinterlegt sind, sodaß durch Aktivieren des Schweißgerätes 1 die entsprechenden Programme in den Hauptspeicher

des Mikroprozessors geladen werden können und somit eine Konfiguration des Schweißgerätes 1 durchgeführt werden kann, wie dies aus dem Stand der Technik für Mikroprozessorsteuerungen 24, insbesondere für Mikroprozessoren, oder Personalcom- puter bekannt ist.

Um die einzelnen für das Schweißgerät 1 noch benötigten externen Komponenten, wie beispielsweise die Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22, das Drahtvorschubgerät 11, den Kühlkreislauf 19 usw., mit der Regelvorrichtung 23 zu verbinden, weist die Regel- vorrichtung 23 eine Interfaceschnittstelle 33 auf. Diese Interfaceschnittstelle 33 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel direkt mit Ein-und/oder Ausgängen der Mikropro- zessorsteuerung 24 verbunden und wird bevorzugt durch eine zum Stand der Technik zählende Interfaceschnittstelle 33 beispielsweise eine RS 232 gebildet. Diese Interface- schnittstelle 33 ist in Form eines Ringbusses 34 ausgebildet, wie dies mit strichpunk- tierten Linien dargestellt ist, und somit mehrere Komponenten über einen Schnittstel- lenstecker 35 mit dem Ringbus 34 verbunden und angesteuert werden können.

Dadurch ist es nun möglich, daß zumindest eine oder mehrere externe Komponenten mit dem Ringbus 34 verbunden werden, sodaß ein Gesamtaufbau des Schweißgerätes 1 mit der zentralen Regelvorrichtung 23 verwirklicht werden kann, d. h. daß beispiels- weise der Benutzer über die Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 die Einstellung der einzelnen Schweißparametern, wie beispielsweise der Schweißstromhöhe, der Schweiß- spannung, des Schweißdrahtdurchmessers, der unterschiedlichsten Schweißverfahren usw., einstellen kann, die von der Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 über die Inter- faceschnittstelle 33 an die Regelvorrichtung 23, insbesondere an die Mikroprozessor- steuerung 24, übertragen werden. Das Übertragen der einzelnen Daten der externen Komponenten erfolgt wiederum über ein abgestimmtes Datenprotokoll, wobei es wie- derum möglich ist, daß die einzelnen externen Komponenten mit einer Schnittstellen- karte ausgestattet sein können.

Selbstverständlich ist es möglich, daß über die Interfaceschnittstelle 33, insbesondere über den Ringbus 34, die Mikroprozessorsteuerung 24 einen Steuervorgang mit einer externen Komponente durchführen kann, d. h. daß beispielsweise von der Mikroprozes- sorsteuerung 24 die Drahtvorschubgeschwindigkeit an das Drahtvorschubgerät 11 übersendet wird. Hierzu ist es auch möglich, daß während eines Schweißprozesses mit dem Schweißgerät 1 über diesen Ringbus 34 von der Mikroprozessorsteuerung 24 ein ständiger Datenaustausch beispielsweise zum Übermitteln von Soll-bzw. Ist-Werten von oder für die einzelnen Komponenten durchgeführt wird.

Weiters können an der Mikroprozessorsteuerung 24 weitere speziell ausgebildete Schnittstellen 36,37, beispielsweise für speziell ausgebildete externe Komponenten, wie ein spezielles Drahtvorschubgerät 11 und/oder eine spezielle Ein-und/oder Aus- gabevorrichtung 22 angeordnet sein. Diese weiteren Schnittstellen 36,37 können direkt mit Ein-und/oder Ausgängen der Mikroprozessorsteuerung 24, insbesondere des Mikroprozessors, verbunden sein, sodaß wiederum ein Datenaustausch unterein- ander durchgeführt werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, daß mehrere der- artige Schnittstellen 36,37 für weitere externe Komponenten angeordnet sein können, wobei übersichtshalber diese jedoch in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht dargestellt sind. Es wird darauf hingewiesen, daß weitere Komponenten, Bauelemente für den Betrieb der Regelvorrichtung 23, insbesondere der Mikroprozessorsteuerung 24, wie beispielsweise ein Quarz usw., und für den Datenaustausch zwischen der Regelvorrichtung 23 und den externen Komponenten, wie beispielsweise ein Schnitt- stellentreiber usw., der übersichtshalber nicht dargestellt sind.

Damit eine Regelung und/oder Steuerung eines Schweißprozesses über die Regelvor- richtung 23 bzw. der Schweißprozeßregeleinheit 25 durchgeführt werden kann, ist eine weitere Schnittstelle 38 angeordnet. Über diese Schnittstelle 38 werden die vom Schweißbrenner 10 ermittelten bzw. gelieferten Ist-Werte, insbesondere dem Strom-Ist- Wert, dem Spannungs-Ist-Wert usw., an die Regelvorrichtung 23, insbesondere an die Schweißprozeßregeleinheit 25, übergeben. Hierzu ist es möglich, daß die gelieferten Ist-Werte in analoger Form an die Schnittstelle 38 von den einzelnen Ist-Werter- fassungsvorrichtungen weitergeleitet werden, wie dies in dem gezeigten Ausführungs- beispiel der Fall ist. Von der Schnittstelle 38 werden die gelieferten Ist-Werte in den Daten/Adreßbus 26 eingespeist, sodaß die Schweißprozeßregeleinheit 25, insbeson- dere die SP-Einheit 28 und der PWM 29, eine entsprechende Regelung während eines Schweißprozesses durchführen kann. Durch dieses Einspeisen der Ist-Werte in den Daten/Adreßbus 26 wird wiederum in der Schweißprozeßregeleinheit 25 eine fiktive Schnittstelle 39, welche wiederum strichliert dargestellt ist, gebildet. Durch einen der- artigen Aufbau des Daten/Adreßbusses 26 ist es auch möglich, daß die Ist-Werte paral- lel zur Schweißprozeßregeleinheit 25 an der Steuervorrichtung 4, insbesondere der Mikroprozessorsteuerung 24, anliegen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Ist-Werte in analoger Form an die Schnittstelle 38 übergeben, wodurch es nunmehr notwendig ist, diese anlogen Ist- Werte in eine digitale Form umzuwandeln. Hierzu ist zwischen der Schnittstelle 38 und der fiktiven Schnittstelle 39 des Daten/Adreßbusses 26 ein Analog/Digitalwandler

40 angeordnet. Der Analog/Digitalwandler 40 wandelt nunmehr die gelieferten Ist- Werte in digitale Ist-Werte um, wobei die Weiterleitung des digitalen Ist-Wertes in Form des internen Datenprotokolls erfolgt, sodaß die einzelnen Komponenten der Schweißprozeßregeleinheit 25 und der Steuervorrichtung 4 diese Daten verarbeiten können. Selbstverständlich ist es möglich, daß der Analog/Digitalwandler 40 nicht in der Schweißprozeßregeleinheit 25 integriert ist, sondern daß der Analog/Digitalwand- ler 40 direkt in der externen Komponente, insbesondere im Schweißbrenner 10, ange- ordnet ist, wodurch eine Umwandlung des analogen Ist-Wertes außerhalb der Regelvor- richtung 23 durchgeführt wird.

Ist jedoch der Analog/Digitalwandler 40 in der Regelvorrichtung 23, insbesondere in der Schweißprozeßregeleinheit 25, angeordnet, so ist es auch möglich, daß die einzel- nen Komponenten der Schweißprozeßregeleinheit 25, nämlich die SP-Einheit 28, der PWM 29 und der Analog/Digitalwandler 40, durch eigenständige Bauelemente oder durch nur ein einziges Bauelement gebildet werden.

Aus dem dargestellten Blockschaltbild ist zu erkennen, daß die einzelnen Komponen- ten der Schweißprozeßregeleinheit 25 eine gemeinsame Baueinheit 41 bilden. Hierzu ist es auch möglich, daß die Mikroprozessorsteuerung 24 in dieser gemeinsamen Bau- einheit 41 integriert ist. Diese gemeinsame Baueinheit 41 ist durch strichlierte Linien angedeutet. Hierzu ist zu erwähnen, daß die Steuervorrichtung 4, insbesondere die Mikroprozessorsteuerung 24, und die SP-Einheit 28 und der PWM 29 über einen Datenbus, insbesondere über den internen Daten/Adreßbus 26, untereinander verbun- den sind und somit ausschließlich eine reine digitale Datenübertragung durchgeführt wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß die weiteren Komponenten, wie die Spei- chervorrichtung 32, die Interfaceschnittstelle 33, die einzelnen Schnittstellen 30,36 bis 39, der Analog/Digitalwandler 40 usw., eigenständige oder zusammengehörige Baueinheiten bilden und außerhalb dieser gemeinsamen Baueinheit 41 im Schweißge- rät 1 angeordnet sind, wobei diese Baueinheiten anschließend über Datenleitungen mit der gemeinsamen Baueinheit 41 der Regelvorrichtung 23 verbunden sind. Bei dem dar- gestellten Ausführungsbeispiel sind diese Komponenten jedoch in der gemeinsamen Baueinheit 41 der Mikroprozessorsteuerung 24, der SP-Einheit 28 und des PWM's 29 integriert.

Durch die Ausbildung der Regelvorrichtung 23 in Form der gemeinsamen Baueinheit 41 wird erreicht, daß unterschiedliche Typen von Schweißgeräten 1 produziert werden können, wobei jedoch jede Regelvorrichtung 23 durch diese gemeinsame Baueinheit

41 gebildet ist und somit eine kostengünstige Herstellung der Schweißgeräte 1 durch die Verwendung der gleichen Regelvorrichtung 23 für die unterschiedlichen Schweiß- geräte 1 erzielt werden kann. Die einzelnen externen Komponenten des Schweißge- rates 1, wie beispielsweise das Drahtvorschubgerät 11, die Ein-und/oder Ausgabevor- richtung 22, das Leistungsteil 3 usw., werden über die Interfaceschnittstelle 33 oder den einzelnen Schnittstellen 30,36 bis 39 mit der gemeinsamen Baueinheit 41, insbe- sondere der Regelvorrichtung 23, verbunden, sodaß ein modularer Aufbau eines der- artigen Schweißgerätes 1 geschaffen wird, d. h. daß bei der Herstellung jedes Schweiß- gerätes 1 die gemeinsame Baueinheit 41, insbesondere die Regelvorrichtung 23, einge- setzt wird, an die anschließend die unterschiedlichsten Ausführungsformen der exter- nen Komponenten angeschlossen werden.

Damit ein derartiger Aufbau der Schweißgeräte 1 durchgeführt werden kann, ist es not- wendig, daß für die unterschiedlichen Typen von externen Komponenten unterschied- liche Steuerprogramme, die in Form von Software in der Speichervorrichtung 32 hin- terlegt sind, geschaffen werden. Die Erkennung der einzelnen unterschiedlichen Typen von externen Komponenten sowie der Zuordnung der einzelnen Steuerprogramme kann dabei automatisch erfolgen, d. h. daß beispielsweise jede externe Komponente ein eigenes Erkennungsmodul 42 aufweist, sodaß beim Verbinden der externen Kompo- nente mit der Regelvorrichtung 23 entsprechende Daten übersendet werden, wodurch die Mikroprozessorsteuerung 24 nunmehr feststellen kann, welcher Typ der externen Komponente an die gemeinsame Baueinheit 41, insbesondere an die Regelvorrichtung 23, angeschlossen wurde. Dabei ist es möglich, daß beispielsweise für die unterschied- lichen Typen von Schweißgeräten 1 unterschiedliche Leistungsteile 3 verwendet wer- den, sodaß Schweißgeräte 1 mit unterschiedlicher Leistung, insbesondere Stromstärke beispielsweise von 150A, 200A oder 300A usw. produziert bzw. hergestellt oder zu- sammengesetzt werden können, wodurch durch Übersendung von entsprechenden Daten des Erkennungsmoduls 42 die Mikroprozessorsteuerung 24 diesen Typ des Lei- stungsteils 3 erkennen kann und somit von der Mikroprozessorsteuerung 24 die ent- sprechenden Steuerprogramme, insbesondere die benötigte Software, von der Speicher- vorrichtung 32 geladen werden können bzw. auf diese zugegriffen werden kann.

Durch diesen modularen Aufbau des Schweißgerätes 1 wird weiters erreicht, daß der Kunde sich die einzelnen externen Komponenten, wie das Leistungsteil 3, die Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22, das Drahtvorschubgerät 11, den Kühlkreislauf 19 usw., auswählen kann und somit ohne großen Aufwand eine kundenspezifische Herstel- lung möglich ist, d. h. daß der Kunde sich beispielsweise eine aus einer großen Anzahl

unterschiedlicher Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 eine davon auswählt und gleichzeitig dem Hersteller mitteilt, daß das von ihm gewünschte Schweißgerät 1 eine Stromstärke von beispielsweise 200A leisten können muß, sodaß bei der Herstellung des Schweißgerätes 1 an die Schnittstelle 30 ein entsprechendes Leistungsteil 3 und beispielsweise an die Interfaceschnittstelle 33 die ausgewählte Ein-und/oder Ausgabe- vorrichtung 22 angeschlossen wird. Selbstverständlich kann der Kunde jede externe Komponente frei aus einer entsprechenden Produktpalette auswählen. Bei der Inbe- triebnahme des Schweißgerätes 1 werden anschließendem von der Steuervorrichtung 4, insbesondere der Mikroprozessorsteuerung 24, die einzelnen an den verschiedensten Schnittstellen 30,36 bis 39 und der Interfaceschnittstelle 33 angeschlossenen Kompo- nenten nach ihrer Kennung abgefragt, sodaß die entsprechenden Steuerprogramme, insbesondere die Software, aus der Speichervorrichtung 32 geladen werden und somit ein Schweißprozeß vom Kunden ohne weitere Anpassungen durchgeführt werden kann. Dabei ist es möglich, daß die zusammengestoppelte bzw. zusammengesetzte Software in einem eigenen Speicherbereich der Speichervorrichtung 32 gespeichert wird, sodaß eine Konfigurierung und Parametrisierung des Schweißgerätes 1 nur ein einziges Mal durchgeführt werden muß.

Bei dem erfindungsgemäßen Schweißgerät 1 wird nun erreicht, daß die Schweißprozeß- regelung von der Schweißprozeßregeleinheit 25, insbesondere von der gemeinsamen Baueinheit 41, digital erfolgt und daß die Konfigurierung und Parametrisierung der Schweißprozeßregeleinheit 25 softwaremäßig, insbesondere über die Steuerpro- gramme, erfolgt. Hierzu werden von der Mikroprozessorsteuerung 24 bei der erst bzw. bei jeder Inbetriebnahme des Schweißgerätes 1 die entsprechende Software an die Schweißprozeßregeleinheit 25, insbesondere an die SP-Einheit 28 und dem PWM 29 übersandt, sodaß eine Ansteuerung und Regelung des Leistungsteils 3 durchgeführt werden kann. Anschließend werden die entsprechenden Sollwerte von der Mikroprozes- sorsteuerung 24 ermittelt bzw. berechnet und an die SP-Einheit 28 übersandt, sodaß anschließend die Schweißprozeßregeleinheit 25, insbesondere die SP-Einheit 28 und der PWM 29, einen Vergleich mit den ermittelten Ist-Werten durchführt und somit ein entsprechendes Regelsignal erzeugt werden kann, welches über die Schnittstelle 30 in digitaler Form an das Leistungsteil 3 übergeben wird.

Durch die digitale Ausführung der gemeinsamen Baueinheit 41 wird erreicht, daß sämtliche Steuerprozesse bzw. Regelprozesse nunmehr in digitaler Form über ein Datenprotokoll weitergeleitet werden, wodurch Übersetzungs-bzw. Umwandlungsver- luste von einem digitalen Signal in ein Analogsignal vermieden werden, wie dies bei

den aus den Stand der Technik bekannten Schweißgeräten mit Mikroprozessoren bzw.

Mikroprozessorsteuerungen der Fall ist, da bei diesen Schweißgeräten die Ansteue- rung der einzelnen Komponenten, wie der SP-Einheit und dem PWM, in analoger Form erfolgt und somit eine Übersetzung des digitalen Signals vom Mikroprozessor notwendig ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Schweißgerät 1 werden sämtliche Steuerungsvorgänge und Regelungsvorgänge in digitaler Form mit einem standardisierten Datenprotokoll durchgeführt, sodaß auch bei Verwendung unterschiedlicher externer Komponenten, wie beispielsweise unterschiedliche Leistungsteile 3, unterschiedliche Ein-und/oder Ausgabevorrichtungen 22 oder unterschiedliche Drahtvorschubgeräte 11, diese das Datenprotokoll erkennen können, und somit jederzeit unterschiedliche Komponenten eingesetzt werden können. Damit ein derartiges digitales System fur ein Schweißgerät 1 eingesetzt werden kann, ist es erforderlich, daß bei Verwendung von analog ansteuer- baren externen Komponenten diese entsprechende Bauelemente zum Umsetzen der ein- zelnen digitalen Steuersignale in Analogsignale beinhalten, d. h. daß beispielsweise im Leistungsteil 3 oder in der Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 Analog/Digital-und/ oder Digital/Analogwandler angeordnet sind, sodaß ein Datenaustausch mit der ge- meinsamen Baueinheit 41, insbesondere der Regelvorrichtung 23, möglich ist. Hierzu ist es möglich, daß bei Verwendung von analogen Komponenten zwischen diesen und der gemeinsamen Baueinheit 41, also an den Schnittstellen 30,36 bis 39 und der Inter- faceschnittstelle 33 eine Übersetzungseinheit, welche in Form einer Schnittstellenkarte ausgebildet sein kann, anzuordnen, in der sämtliche für den Datenaustausch zwischen der gemeinsamen Baueinheit 41 und der analogen Komponente notwendigen Bauele- mente angeordnet sind. Durch derartiges Ausbilden der externen Komponenten oder der Anordnung der Übersetzungseinheit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß sämt- liche bereits bestehende analogen Komponenten mit der gemeinsamen Baueinheit 41 verbunden werden können und somit eine Neuentwicklung aller bereits bestehender Komponenten nicht notwendig ist.

Selbstverständlich ist es möglich, daß sämtliche externen Komponenten voll digitali- siert ausgeführt sein können, d. h. daß zur Ansteuerung von Schaltvorrichtungen, wie sie beispielsweise im Leistungsteil 3 bei einer Inverterstromquelle verwendet werden, dies auch digital erfolgen kann. Hierzu ist es von Vorteil, daß einzelne Treiberstufen zum Ansteuern derartiger Bauelemente direkt in den externen Komponenten angeord- net sind, da dabei bei der Entwicklung der Komponenten eine Anpassung der Treiber- stufen an die benötigte Leistung einfach möglich ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Schweißgerät 1 können die einzelnen in der gemeinsamen Baueinheit 41 angeordneten Komponenten aus den unterschiedlichsten, aus dem Stand der Technik bekannten digitalen Systeme, wie der Mikroprozessorsteuerung 24, der digitalen Signal-Prozeß-Einheit 28 und dem digitalen Pulsweitenmodulator 29 gebildet werden, wobei jedoch die einzelnen Komponenten über ein gemeinsam abgestimmtes Datenprotokoll einen Datenaustausch durchführen können müssen. Bei dem Schweiß- gerät 1, insbesondere in der gemeinsamen Baueinheit 41 bzw. der Regelvorrichtung 23, erfolgt ein Datenaustausch intern sowie mit den externen Komponenten nurmehr über digitale Signale, d. h. daß keine unterschiedlichen Leitspannungen mehr vorhan- den sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden lediglich die ermittelten Ist-Werte analog an die Schnittstelle 38 zugeführt, worauf diese analogen Signale über den Analog/Digital- wandler 40 in eine digitale Form umgewandelt werden, sodaß von der SP-Einheit 28 ein Vergleich zwischen den digitalisierten Ist-Werten und den vorgegebenen digitalen Soll-Werten durchgeführt werden kann. Daraufhin wird bei einer Abweichung der Ist- Werte von den Soll-Werten von der SP-Einheit 28 ein entsprechendes digitales Aus- gangssignal erzeugt, worauf dieses über den internen Daten/Adreßbus 26 an den PWM 29 weitergeleitet wird. Der digital ausgeführte PWM 29 wandelt das vorgegebene Aus- gangssignal in ein entsprechendes für das Leistungsteil 3 verständliches Digitalsignal um, sodaß über die Schnittstelle 30 eine Ansteuerung des Leistungsteils 3 möglich ist und somit eine Regelung, beispielsweise der Stromhöhe oder der Spannungshöhe usw., über das Leistungsteil 3 durchgeführt werden kann.

Wie zuvor erwähnt, kann das Leistungsteil 3 durch eine Inverterstromquelle gebildet werden, sodaß ein entsprechendes Ansteuerverfahren, wie es bereits aus dem Stand der Technik bekannten ist, eingesetzt werden kann. Die Mikroprozessorsteuerung 24 ist lediglich für die Berechnung und Übermittlung der einzelnen Soll-Werte zuständig, wobei die direkte Regelung bzw. Steuerung des Schweißprozesses über die SP-Einheit 28 und dem PWM 29 bei einer Abweichung der Ist-Werte vom Soll-Wert durchgeführt wird. Der Vorteil eines derartigen Systems liegt nun darin, daß eine unabhängige Regelung bzw. Steuerung des Schweißprozesses vorhanden ist, wobei gleichzeitig bei einer Änderung einer Einstellung eines vorgegebenen Schweißparameters der Mikro- prozessor eine Neuberechnung der Soll-Werte vornehmen kann, die anschließend der SP-Einheit 28 und dem PWM 29 übergeben werden und somit eine Unterbrechung des Schweißprozesses verhindert werden kann.

Durch die unabhängige Steuerung bzw. Regelung des Schweißprozesses von der Mikroprozessorsteuerung 24 ist es möglich, daß eine 100% Reproduzierbarkeit eines Schweißprozesses möglich ist, da die Mikroprozessorsteuerung 24 die eingehenden Ist- Werte, die gleichzeitig vom Analog/Digitalwandler 40 an die Mikroprozessorsteue- rung 24, der SP-Einheit 28 und dem PWM 29 übergeben werden, in einen vordefinier- ten Speicherbereich der Speichervorrichtung 32 hinterlegen kann, wobei jedoch zu dem selben Zeitpunkt von der SP-Einheit 28 und dem PWM 29 die Steuerung bzw.

Regelung des Schweißprozesses durchgeführt wird und somit kein zeitlicher Verlust für die Steuerung bzw. Regelung entsteht. Nach einem Schweißprozeß hat der Be- nutzer anschließend die Möglichkeit, diese Daten aus der Speichervorrichtung 32 zu laden und eine Auswertung, ob eventuelle Fehlschweißungen vorhanden sind, durchzu- führen. Hierzu ist es möglich, daß der Benutzer einen Personalcomputer über die stan- dardisierte Interfaceschnittstelle 33, insbesondere über einen Schnittstellenstecker 35, mit der gemeinsamen Baueinheit 41, insbesondere der Regelvorrichtung 23, zusammen- schalten kann und somit die Daten beispielsweise in ein Analyseprogramm geladen werden können, wodurch sämtliche Auswertungen vom Benutzer durchgeführt werden können.

Der Benutzer hat bei dem Schweißgerät 1 die Möglichkeit, daß er über die Ein-und/ oder Ausgabevorrichtung 22 unterschiedliche Schweißprozesse sowie weitere unter- schiedliche Einstellmöglichkeiten verschiedenster Schweißparameter, wie beispiels- weise den Schweißdrahtdurchmesser, die Schweißgeschwindigkeit, die Stromhöhe usw., einstellen kann, worauf von der Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 entspre- chende Steuersignale über das Datenprotokoll an die Interfaceschnittstelle 33 weiterge- leitet werden, worauf die Mikroprozessorsteuerung 24 durch Abarbeiten des anliegen- den Datenprotokolls die benötigten Softwareprogramme bzw. Steuerprogramme für den durchzuführenden Schweißprozeß laden kann und anschließenden eine Berech- nung der einzelnen Soll-Werte vornehmen kann, die an die Schweißprozeßregeleinheit 25 weitergeleitet werden. Hierzu ist es auch möglich, daß einzelne Steuerprogramme bzw. Funktionsabläufe über das Datenprotokoll unter Zwischenschaltung der Mikropro- zessorsteuerung 24 an die Schweißprozeßregeleinheit 25 weitergeleitet werden.

Von Vorteil ist hierbei, daß die einzelnen Softwareprogramme bzw. Steuerprogramme von der Speichervorrichtung 32 in den Hauptspeicher der Mikroprozessorsteuerung 24 geladen werden, sodaß bei laufendem Schweißprozeß ein rasches Zugreifen auf die einzelnen Softwareprogramme bzw. Steuerprogramme möglich ist. Hat die Mikropro- zessorsteuerung 24 sämtliche für den Schweißvorgang benötigten Daten errechnet, so

wird über den internen Daten/Adreßbus 26 in Form eines Datenprotokolls die Schweiß- prozeßregeleinheit 25 angesteuert, sodaß der Benutzer einen entsprechenden Schweiß- prozeß durchführen kann. Weiters werden die externen Komponenten, wie das Draht- vorschubgerät 11, über die Interfaceschnittstellen 33 oder der speziellen Schnittstellen 36,37 von der Mikroprozessorsteuerung 24 direkt angesteuert, d. h. daß diese entspre- chenden Soll-Werte und eventuell ein Startsignal an das Drahtvorschubgerät 11 über- gibt, worauf dieses eine selbständige Regelung in Abhängigkeit von den vorgegebenen Soll-Werten durchführt.

Es kann nunmehr gesagt werden, daß bei dem erfindungsgemäßen Schweißgerät 1 sämtliche für die Regelung und Steuerung eines Schweißprozesses benötigten Daten in digitaler Form, insbesondere über ein Datenprotokoll, durchgeführt werden, wobei lediglich die ermittelten Ist-Werte in analoger Form vorliegen und diese über zum Stand der Technik zählende Bauteile in ein digitales Signal umgewandelt werden und somit eine volldigitale Steuerung des Schweißgerätes 1 entsteht.

Vorteilhaft ist bei dieser Form der Steuerung des Schweißgerätes 1, daß eine geringe Baugröße des Schweißgerätes 1 erzielt werden kann, da für den Datenaustausch zwi- schen den einzelnen Komponenten untereinander nur eine geringe Leistung benötigt wird und somit sämtliche Bauteile klein dimensioniert werden können. Weiters kön- nen für die Steuerung bzw. für den Aufbau eines derartigen Schweißgerätes 1 handels- übliche zum Stand der Technik zählende Bauteile bzw. Bauelemente eingesetzt wer- den, wodurch aufgrund des hohen Entwicklungsstandes der digitalen Bauteile ein sicherer Betrieb des Schweißgerätes 1 sichergestellt werden kann.

Durch die Ausbildung des Schweißgerätes 1 in digitaler Form ergeben sich nunmehr viele Vorteile. Dabei ist es möglich, daß bei Entwicklung von externen Komponenten immer zur Steuerung und Regelung die Regelvorrichtung 23, insbesondere die gemein- same Baueinheit 41, eingesetzt werden kann und somit die Herstellungskosten eines derartigen Schweißgerätes 1 wesentlich gesenkt werden können, da nicht, wie es der- zeit aus dem Stand der Technik bekannt ist, bei einer Neuentwicklung eines Schweiß- gerätes 1 sämtliche Komponenten neu entwickelt bzw. angepaßt werden müssen, wo- gegen bei dem erfindungsgemäßen Schweißgerät 1 die neuentwickelten Komponenten das eingesetzte Datenprotokoll benützen bzw. erkennen müssen, sodaß die Steuerung dieser Komponenten ausschließlich softwaremäßig durchgeführt werden kann, d. h. daß für die neuentwickelten Komponenten eine entsprechende Software für die Steuerung bzw. Regelung programmiert bzw. erstellt wird, die anschließend über die standardi-

sierte Interfaceschnittstelle 33 der Mikroprozessorsteuerung 24 übergeben wird, sodaß dieser das neuentwickelte Softwareprogramm in der Speichervorrichtung 32 speichern kann und jederzeit einen Zugriff auf dieses Softwareprogramm bei einem Verbinden der neuentwickelten Komponenten mit der gemeinsamen Baueinheit 41 durchgeführt werden kann.

Hierzu ist es möglich, daß bereits hergestellte und ausgelieferte Schweißgeräte 1 mit einer derartigen gemeinsamen Baueinheit 41 durch einfaches Update der Software dieses an die neuen externen Komponenten angepaßt werden kann und somit ein schnelles Umrüsten des Schweißgerätes 1 auf den neuesten Stand möglich ist. Weiters wird erreicht, daß bei fehlerhaften Komponenten diese einfach ausgetauscht werden können, sodaß anschließend die neu eingesetzten Komponenten durch Erkennen über das Erkennungsmodul 42 eine neue Initialisierung durchführen und somit ein soforti- ger Einsatz dieses Schweißgerätes 1 wieder möglich ist.

Durch das Einsetzen eines Analog/Digitalwandlers 42 in der gemeinsamen Baueinheit 41 wird auch erreicht, daß dadurch mehrere analoge Eingänge für unterschiedliche Ist- Werte vorhanden sind, sodaß die Möglichkeit besteht, unterschiedlichsten Ist-Werter- fassungen, wie beispielsweise der Stromhöhe, der Betriebstemperatur, der Ausgangs- spannung des Schweißbrenners 1 usw., zu erfassen und zu verarbeiten, da durch die automatische Erkennung der einzelnen Komponenten eine entsprechende Software von der Mikroprozessorsteuerung 24 geladen wird und somit durch die unterschiedlichsten Software-Programme unterschiedliche Ist-Werte verarbeitet werden können. Dadurch wird auch erreicht, dal3 jede beliebige zum Stand der Technik zählende Komponente eingesetzt werden kann.

Weiters ist es möglich, daß durch die digitale Steuerung des Schweißgerätes 1 in ein- facher Form eine Fernwartung des Schweißgerätes 1 durchgeführt werden kann, da der Benutzer das Schweißgerät 1 über die standardisierte Schnittstelle 27 ein Modem an- schließen kann und somit eine Fernübertragung der neuentwickelten Software oder eventuelle Anpassungen von einer Zentralstelle bzw. vom Hersteller durchgeführt werden kann.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständ- nis des Aufbaus des Schweißgerätes 1 dieses nur schematisch dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der

Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 2 gezeigten Ausführungen den Gegen- stand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Bezugszeichenaufstellung 1 Schweißgerät 2 Stromquelle 3 Leistungsteil 4 Steuervorrichtung 5 Umschaltglied 6 Steuerventil 7 Versorgungsleitung 8 Gas 9 Gasspeicher 10 Schweißbrenner 11 Drahtvorschubgerät 12 Versorgungsleitung 13 Schweißdraht 14 Vorratstrommel 15 Lichtbogen 16 Werkstiick 17 Versorgungsleitung 18 Versorgungsleitung 19 Kühlkreislauf 20 Strömungswächter 21 Wasserbehälter 22 Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 23 Regelvorrichtung 24 Mikroprozessorsteuerung 25Schweißprozeßregeleinheit 26 Daten/Adreßbus 27 Schnittstelle 28 S ignal-Prozeß-Einheit 29 Pulsweitenmodulator 30 Schnittstelle 31 Schnittstelle 32 Speichervorrichtung 33 Interfaceschnittstelle 34 Ringbus 35 Schnittstellenstecker 36 Schnittstelle 37 Schnittstelle 38 Schnittstelle 39 Schnittstelle 40 Analog/Digitalwandler 41 gemeinsame Baueinheit 42 Erkennungsmodul