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Patent Searching and Data


Title:
WELDING SYSTEM AND WELDING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/019019
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a welding system and welding method, having a welding power source (1) for providing at least one process parameter (Pi(t)) periodically varying with a period (T), a process regulator (2) for specifying the period (T) of the at least one process parameter (Pi(t)), a power unit (3) and at least one terminal (4) for connection to at least one sensor (5) for acquiring process variables (Gj(t)) and/or to at least one process actuator (6) for influencing process parameters (Pi(t)), wherein the at least one sensor (5) and/or the at least one process actuator (6) can be triggered by the periodically varying process parameter (Pi(t)) according to at least one predefined trigger condition (B1). According to the invention, a user interface (7) is provided which is connected to the welding power source (1), via which interface the at least one trigger condition (B1) for triggering the at least one sensor (5) and/or the at least one process actuator (6) can be specified and at least one trigger signal (Trig) can be transferred via the at least one terminal (4) to the at least one sensor (5) and/or the at least one process actuator (6).

Inventors:
ENNSBRUNNER HELMUT (AT)
REINTHALER GÜNTHER (AT)
Application Number:
PCT/EP2020/071519
Publication Date:
February 04, 2021
Filing Date:
July 30, 2020
Export Citation:
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Assignee:
FRONIUS INT GMBH (AT)
International Classes:
B23K9/09; B23K9/095; B23K31/12
Foreign References:
US20040034608A12004-02-19
EP2475489B12015-02-25
US20040034608A12004-02-19
Other References:
REISGEN UWE ET AL: "Online-Schmelzbaddiagnostik zum Überwachen der Qualität und Vermeiden von Fehlern beim Lichtbogenschweißen", THESE DE DOCTORAT PRESENTÉE AU DÉPARTEMENT DE CHIMIE DE L'UNIVERSITÉ DE LAUSANNE POUR L'OBTENTION DU GRADE DE DOCTEUR ÈS SCIENCES, DVS VERLAG, DUSSELDORF, DE, vol. 66, no. 5, 1 May 2014 (2014-05-01), pages 243 - 249, XP001589036, ISSN: 0036-7184
MARION PURRIO: "Prozessanalyse und -überwachung beim Metall-Schutzgasschweißen durch optische In-situ-Sensorsysteme Process Analysis and Monitoring in Gas Metal Arc Welding by Optical In-Situ Sensor Systems", 1 January 2017 (2017-01-01), 52018 Aachen, pages 1 - 128, XP055667218, Retrieved from the Internet [retrieved on 20200211]
UWE REISGEN ET AL.: "Schweißen und Schneiden", vol. 5, 1 May 2014, DVS VERLAG, pages: 243 - 249
Attorney, Agent or Firm:
SONN & PARTNER PATENTANWÄLTE (AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Schweißsystem mit einer Schweißstromquelle (1) zur Bereit stellung zumindest eines sich mit einer Periode (T) periodisch ändernden Prozessparameters (P±(t)), insbesondere eines Schweiß stromes (I(t)), einem Prozessregler (2) zur Festlegung der Peri ode (T) des zumindest einen Prozessparameters (P±(t)), einem Leistungsteil (3) und zumindest einem Anschluss (4) zur Verbin dung mit zumindest einem Sensor (5) zur Erfassung von Prozess größen (Gj (t) ) und bzw. oder zumindest einem Prozessaktor (6) zur Beeinflussung von Prozessparametern (P±(t)), wobei der zumindest eine Sensor (5) und bzw. oder der zumindest eine Prozessaktor (6) durch den sich periodisch ändernden Prozessparameter ( P± ( t ) ) nach zumindest einer vorgegebenen Triggerbedingung (Bi) trigger bar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Schweißstrom quelle (1) in Verbindung stehende Benutzerschnittstelle (7) vorgesehen ist, über welche die zumindest eine Triggerbedingung (Bi) für die Triggerung des zumindest einen Sensors (5) und bzw. oder des zumindest einen Prozessaktors (6) festlegbar und über den zumindest einen Anschluss (4) an den zumindest einen Sensor (5) und bzw. oder den zumindest einen Prozessaktor (6) zumindest ein Triggersignal (Trig) übertragbar ist.

2. Schweißsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle (7) durch ein Webinterface (8) gebil det ist.

3. Schweißsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (5) durch einen optischen Sensor (9) gebildet ist oder einen optischen Sensor (9) beinhaltet.

4. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Sensor (5) durch einen induktiven oder kapazitiven Sensor (10) gebildet ist oder einen induktiven oder kapazitiven Sensor (10) beinhaltet.

5. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Prozessaktor (6) durch einen Manipulator (11), beispielsweise einen Roboter oder ein Linearfahrwerk, ge bildet ist.

6. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Prozessaktor (6) durch einen Motor (12) für den Vorschub von Drähten (13) gebildet ist.

7. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der Prozessregler (2) zur Veränderung zumin dest eines Prozessparameters (P±(t)) aufgrund zumindest einer an der Benutzerschnittstelle (7) festgelegten Triggerbedingung (Bi) ausgebildet ist.

8. Schweißsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der Prozessregler (2) zur Bereitstellung zu mindest eines Triggersignals (Trig) eine voreingestellte Zeitspanne (At) vor der zumindest einen Triggerbedingung (Bi) und Übertragung über den zumindest einen Anschluss (4) ausgebildet ist .

9. Schweißverfahren, bei dem in einer Schweißstromquelle (1) zu mindest ein Prozessparameter ( P± ( t ) ) , insbesondere ein Schweiß strom ( I ( t ) ) , mit einer Periode (T) periodisch geändert wird, wobei mit einem Prozessregler (2) die Periode (T) des zumindest einen Prozessparameters (P±(t)) festgelegt wird, und von einem Leistungsteil (3) der zumindest eine Prozessparameter ( P± ( t ) ) er zeugt wird, und über zumindest einen Anschluss (4) zumindest ein Sensor (5) zur Erfassung von Prozessgrößen (G±j (t) ) und bzw. oder zumindest ein Prozessaktor (6) zum Beeinflussen von Prozesspara metern ( P± ( t ) ) verbunden wird, wobei der zumindest eine Sensor (5) und bzw. oder der zumindest eine Prozessaktor (6) durch den zumindest einen sich periodisch ändernden Prozessparameter (P±(t)) nach zumindest einer vorgegebenen Triggerbedingung (Bi) getriggert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Triggerbedingung (Bi) für die Triggerung des zumindest einen Sen sors (5) und bzw. oder des zumindest einen Prozessaktors (6) über eine mit der Schweißstromquelle (1) in Verbindung stehenden Benutzerschnittstelle (7) festgelegt und über den zumindest ei nen Anschluss (4) zumindest ein Triggersignal (Trig) an den zu mindest einen Sensor (5) und bzw. oder den zumindest einen Prozessaktor (6) übertragen wird.

10. Schweißverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Prozessparameter ( P± ( t ) ) an der Benutzer schnittstelle (7) grafisch dargestellt wird und die zumindest eine Triggerbedingung (Bi) an dem zumindest einen grafisch darge stellten Prozessparameter ( P± ( t ) ) festgelegt wird.

11. Schweißverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, dass als Triggerbedingung (Bi) Triggerzeitpunkte (ti) innerhalb der Periode (T) festgelegt werden.

12. Schweißverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Prozessparameter ( P± ( t ) ) auf grund zumindest einer an der Benutzerschnittstelle (7) festge legten Triggerbedingung (Bi) verändert wird.

13. Schweißverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass über den zumindest einen Anschluss (4) zu mindest ein Triggersignal (Trig) um eine voreingestellte Zeit spanne (At) vor der zumindest einen Triggerbedingung (Bi) übertragen wird.

Description:
Schweißsystem und Schweißverfahren

Die Erfindung betrifft ein Schweißsystem, mit einer Schweiß stromquelle zur Bereitstellung zumindest eines sich mit einer Periode periodisch ändernden Prozessparameters, einem Prozess regler zur Festlegung der Periode des zumindest einen Prozesspa rameters, einem Leistungsteil und zumindest einem Anschluss zur Verbindung mit zumindest einem Sensor zur Erfassung von Prozess größen und bzw. oder zumindest einem Prozessaktor zur Beeinflus sung von Prozessparametern, wobei der zumindest eine Sensor und bzw. oder der zumindest eine Prozessaktor durch den sich peri odisch ändernden Prozessparameter nach zumindest einer vorgege benen Triggerbedingung triggerbar ist.

Weiters betrifft die Erfindung ein Schweißverfahren, bei dem in einer Schweißstromquelle zumindest ein Prozessparameter mit ei ner Periode periodisch geändert wird, wobei mit einem Prozess regler die Periode des zumindest einen Prozessparameters festgelegt wird, und von einem Leistungsteil der zumindest eine Prozessparameter erzeugt wird, und über zumindest einen An schluss zumindest ein Sensor zur Erfassung von Prozessgrößen und bzw. oder zumindest ein Prozessaktor zum Beeinflussen von Pro zessparametern verbunden wird, wobei der zumindest eine Sensor und bzw. oder der zumindest eine Prozessaktor durch den zumin dest einen sich periodisch ändernden Prozessparameter nach zu mindest einer vorgegebenen Triggerbedingung getriggert wird.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Schweißsystem und ein Schweißverfahren mit einer Schweißstrom quelle zur Bereitstellung eines sich mit einer Periode peri odisch ändernden Schweißstromes als Prozessparameter. Weitere Prozessparameter, wie zum Beispiel die Schweißspannung, die Schweißleistung, etc. werden ebenfalls durch die Schweißstrom quelle vorgegeben oder ergeben sich durch den jeweiligen Pro zess. Die Periode der sich periodisch ändernden Prozessparameter muss nicht konstant sein, sondern kann sich im Zuge des Prozes ses auch ändern. Dies ist insbesondere bei einem realen Schweiß prozess in der Praxis der Fall. Bei einem kurzschlussbehafteten Schweißprozess wird beispielsweise die aus einer Kurzschlusspha se und einer Lichtbogenphase bestehende Periode des Schweißpro- zesses durch entsprechende Regelungen der Schweißparameter immer eine gewisse Schwankung haben. Beim jeweiligen Prozess können verschieden viele Prozessparameter auftreten. Bei den durch die Prozessaktoren beeinflussbaren Prozessparametern handelt es sich um einen oder mehrere der sich periodisch ändernden Prozesspara metern des jeweiligen Prozesses.

Neben Lichtbogen-Schweißsystemen sind auch Laser-Schweißsysteme oder Laser-Hybrid-Schweißsysteme zur Verbindung oder Beschich tung von metallischen Werkstücken denkbar sowie Plasmabearbei tungssysteme, bei welchen die Oberfläche von Werkstücken mit einem Plasmastrahl behandelt wird, um diese beispielsweise zu reinigen oder für nachfolgende Prozesse vorzubereiten. Bei spielsweise werden Plasmabearbeitungssysteme zur Reinigung von Oberflächen von Werkstücken vor Lackier- oder Beschichtungsvor gängen eingesetzt.

Unter den Begriff Prozessgröße fallen verschiedenste physikali sche Größen, die vom Prozess abhängig sind oder vom Prozess be einflusst werden. Beispielsweise kann bei einem Schweißprozess die Geometrie oder Breite der Schweißnaht als Prozessgröße von einem optischen Sensor oder beispielsweise die Temperatur der Schweißnaht als eine weitere Prozessgröße durch einen thermi schen Sensor erfasst werden.

Je nach Anwendung werden die Prozessparameter durch den Prozess regler verschiedenartig geregelt. Der tatsächliche zeitliche Verlauf der Prozessparameter ist wieder vom aktuellen Prozess vorgang abhängig und weicht meist in unvorhersehbarer Weise vom Sollverlauf ab.

Bei derartigen sich periodisch ändernden Prozessparametern ist häufig eine Triggerung von Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren auf bestimmte Ereignisse während jeder Periode für bestimmte Aufgaben notwendig oder erwünscht. Üblicherweise gibt es für be stimmte Sensoren oder Prozessaktoren vorgegebene Triggerbedin gungen, welche nicht oder nur sehr eingeschränkt beeinflusst oder verändert werden können. Der tatsächliche Verlauf oder der Istverlauf des zumindest einen sich periodisch verändernden Pro zessparameters hat wiederum auf die Triggerung der Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren Einfluss.

Beispielsweise sind in der Schweißtechnik Kameras oder Schweiß schirme bekannt, welche über den sich periodisch ändernden Schweißstrom der Schweißstromquelle getriggert werden, indem die Bildaufnahme der Kamera oder der Verschluss der Blendkassette durch eine Triggerbedingung am Schweißstrom gestartet wird.

Die EP 2 475 489 Bl beschreibt ein Überwachungsmodul zur Überwa chung eines Lichtbogenprozesses, mit einer Kamera und einer Lichtquelle, welche synchron zum beobachteten Lichtbogenprozess angesteuert wird.

Der Artikel „Online-Schmelzbaddiagnostik zum Überwachen der Qua lität und Vermeiden von Fehlern beim Lichtbogenschweißen" (Uwe Reisgen et al . , Schweißen und Schneiden, Band 66, Heft 5, 1. Mai 2014, Seiten 243-249, DVS Verlag, Düsseldorf, DE) beschreibt ein Lichtbogenschweißverfahren, wobei zur Überwachung der Qualität des Schweißprozesses eine Kamera zur Erfassung der Schmelzbad geometrie verwendet wird und nachfolgend die mit der Kamera auf genommenen Bilder in einem internen Prozessor ausgewertet werden .

Die US 2004/0034608 Al beschreibt ein optisches System zur Über wachung eines Lichtbogenschweißprozesses, wobei zur Reduktion der Komplexität der Regelung der Schweißparameter und zur Erzie lung eines stabilen Materialübergangs während des Schweißverfah rens unter dem Einsatz von neuronalen Netzwerken eine automatische Regelung von Schweißparametern vorgenommen wird.

Herkömmliche Schweißstromquellen weisen meist nur bestimmte An schlüsse für bestimmte Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren auf, welche nach vorgegebenen Triggerbedingungen synchron zu ei nem sich periodisch ändernden Prozessparameter gesteuert werden können. Eine Einflussnahme auf die Triggerbedingungen ist meist nicht oder nur mit großem Aufwand möglich. Bei einer Änderung eines Prozessparameters kann die Triggerbedingung ebenfalls nicht verändert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein oben genanntes Schweißsystem und Schweißverfahren zu schaffen, wobei die Triggerbedingungen für an die Schweißstromquelle anzuschlie ßende Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren besonders flexibel festgelegt und verändert werden können, um für verschiedenste Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren optimale Triggerbedingun gen für die jeweils gewählten Prozessparameter des Schweißpro zesses vorgeben zu können. Die zu triggernden Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren sollen dadurch mit möglichst geringen Stö rungen in Abhängigkeit des jeweiligen sich periodisch ändernden Prozessparameters angesteuert werden können. Nachteile bekannter Schweißsysteme oder Schweißverfahren sollen vermieden oder zu mindest reduziert werden.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein oben genann tes Schweißsystem, wobei der eine mit der Schweißstromquelle in Verbindung stehende Benutzerschnittstelle vorgesehen ist, über welche die zumindest eine Triggerbedingung für die Triggerung des zumindest einen Sensors und bzw. oder des zumindest einen Prozessaktors festlegbar und über den zumindest einen Anschluss an den zumindest einen Sensor und bzw. oder den zumindest einen Prozessaktor zumindest ein Triggersignal übertragbar ist. Erfin dungsgemäß ist also eine Benutzerschnittstelle an oder in Ver bindung mit der Schweißstromquelle vorgesehen, über die für verschiedene Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren, welche an die Schweißstromquelle angeschlossen werden können, die Trigger bedingungen besonders flexibel festgelegt werden können. Die festgelegte Triggerbedingung bzw. ein entsprechendes Triggersi gnal wird dann beispielsweise über einen Anschluss, an welchen der Sensor und bzw. oder Prozessaktor angeschlossen werden kann, übertragen. Der Anschluss kann beispielsweise an der Schweiß stromquelle angeordnet sein, kann aber auch an einem anderen Ge rät, welches mit der Schweißstromquelle in Verbindung steht, vorgesehen sein. Unter den Begriff Anschluss fallen sowohl lei tungsgebundene Anschlüsse, wie zum Beispiel Steckverbinder, oder auch drahtlose Schnittstellen oder Verbindungen, wie zum Bei spiel Bluetooth ® oder andere Funkverbindungen. Dadurch kann ei nerseits eine optimale Anpassung der jeweiligen Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren an den jeweiligen sich periodisch än dernden Prozessparameter erfolgen und es können auch beliebige Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren mit der Schweißstromquelle für bestimmte Zwecke verbunden und in geeigneter Weise mit zu mindest einem sich periodisch ändernden Prozessparameter ent sprechend synchronisiert werden. Dadurch eröffnen sich auch neue Anwendungsfälle beispielsweise für die Überwachung eines Schweißprozesses mit einem sich periodisch ändernden Prozesspa rameter. Es können mehrere Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren mit gemeinsamen Triggerbedingungen oder jeweils eigenen Trigger bedingungen getriggert werden. Die Benutzerschnittstelle muss nicht gezwungenermaßen von einer Person bedient werden, sondern kann beispielsweise auch durch eine Maschine betätigt werden.

Die Benutzerschnittstelle kann beispielsweise durch ein Webin terface gebildet sein. Beispielsweise kann über ein mit der Schweißstromquelle verbindbares Notebook eine Website aufgerufen werden, welche die Benutzerschnittstelle zur Festlegung der Triggerbedingung bildet. Dies erlaubt gleichzeitig eine grafi sche Darstellung zumindest eines sich periodisch ändernden Pro zessparameters und eine übersichtliche und einfache Möglichkeit der Festlegung der Triggerbedingungen. Anstelle von Webinter faces sind auch einfache Bedienelemente und Anzeigen oder Touch screens an der Schweißstromquelle oder damit verbundenen Einheiten denkbar.

Ein Sensor kann beispielsweise durch einen optischen Sensor ge bildet sein oder einen optischen Sensor beinhalten. Häufig ist die Überwachung von Prozessgrößen mit einem optischen Sensor, beispielsweise einer Kamera, notwendig oder erwünscht, wobei der optische Sensor von zumindest einem sich periodisch ändernden Prozessparameter entsprechend getriggert werden muss. Beispiels weise ist es für die Erzielung einer guten Bildqualität einer Kamera bei einem Lichtbogenschweißverfahren notwendig, die Kame raaufnahmen dann zu machen, während kein Lichtbogen brennt, also beispielsweise in den Kurzschlussphasen eines kurzschlussbehaf teten Schweißprozesses.

Ein Sensor kann auch durch einen induktiven oder kapazitiven Sensor gebildet sein oder einen induktiven oder kapazitiven Sen sor beinhalten. Mit derartigen Sensoren können auch bestimmte Eigenschaften eines Prozesses beispielsweise zur Qualitätsüber wachung erfasst werden. Dabei ist es ebenfalls notwendig oder zweckmäßig, den induktiven oder kapazitiven Sensor entsprechend zu triggern, um störende Einflüsse des zumindest einen sich pe riodisch ändernden Prozessparameters auf die zu erfassende Pro zessgröße zu minimieren.

Weitere Beispiele für Sensoren sind Distanzsensoren, wie zum Beispiel Lasersysteme zur Abstandsmessung, Strahlungsmesssenso ren zur Überwachung eines Lichtbogens, Sensoren für die soge nannte Keyhole-Überwachung (Überwachung des Auftreffpunkts des Lasers) bei Laserbearbeitungsmaschinen, Magnetfeldsensoren, Spannungsmesssensoren mit Leiterschleifen, und viele mehr.

Ein Prozessaktor kann durch einen Manipulator, beispielsweise einen Roboter oder ein Linearfahrwerk, gebildet sein. Derartige Manipulatoren müssen ebenfalls in geeigneter Weise durch den sich periodisch ändernden Prozessparameter angesteuert und get riggert werden.

Ein Prozessaktor kann auch durch einen Motor für den Vorschub von Drähten gebildet sein. Beispielsweise kann der Strom oder die Geschwindigkeit von Motoren für den Vorschub von Schweiß drähten, sogenannten Heißdrähten, getriggert werden.

Andere Beispiele für triggerbare Prozessaktoren sind Ultra schallgeber, Laserquellen, Beleuchtungseinrichtungen und viele mehr .

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Prozessregler zur Veränderung zumindest eines Prozessparameters aufgrund zu mindest einer an der Benutzerschnittstelle festgelegten Trigger bedingung ausgebildet. In diesem Fall wirkt sich eine über die Benutzerschnittstelle festgelegte Triggerbedingung auf die Pro zessparameter aus. Beispielsweise kann eine bestimmte Triggerbe dingung nur bei einer bestimmten Mindestdauer der Periode eines Prozessparameters ausgewählt und festgelegt werden. Ist die Dau er der Periode am Prozessregler unterhalb dieser Mindestdauer eingestellt, kann der Prozessregler über die festgelegte Trig gerbedingung sozusagen überstimmt werden und unter Umständen au tomatisch oder nach erfolgter Bestätigung durch einen Benutzer der Prozess verändert werden. Neben der Beeinflussung zeitlicher Eigenschaften des Prozessparameters können auch andere Eigen schaften, wie Amplitude, Steigungen, oder dgl . des Prozesspara meters durch die Triggerbedingung beeinflusst werden.

Wenn der Prozessregler zur Bereitstellung zumindest eines Trig gersignals bereits eine voreingestellte Zeitspanne vor der zu mindest einen Triggerbedingung und Übertragung über den zumindest einen Anschluss ausgebildet ist, kann ein sogenannter „Pre-Trigger" erzielt werden. Da der Prozessregler Kenntnis über die Periode und den Verlauf des zumindest einen Prozessparame ters (zumindest deren Sollwerte) besitzt, kann eine Triggerung der verbundenen Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren bereits eine bestimmte voreingestellte Zeit vor dem Triggerzeitpunkt er folgen. Dadurch kann beispielsweise eine Verzögerung aufgrund von Trägheiten bestimmter Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren sowie Übertragungs- oder Signallaufzeiten kompensiert werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Zeit, um welche die Triggerung eines verbundenen Sensors oder Prozessak tors vor dem Triggerzeitpunkt getriggert werden soll, auch auto matisch festgelegt bzw. eingestellt werden, sobald der Sensor und bzw. oder Prozessaktor mit dem Anschluss verbunden wird. Dies stellt eine Variante einer automatischen Einstellung des Pre-Triggers durch ein Erkennen des mit dem Anschluss verbunde nen Sensors und bzw. oder Prozessaktors dar.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe in verfahrensmäßiger Hinsicht dadurch, dass die zumindest eine Triggerbedingung für die Triggerung des zumindest einen Sensors und bzw. oder des zu mindest einen Prozessaktors über eine mit der Schweißstromquelle in Verbindung stehende Benutzerschnittstelle festgelegt und über den zumindest einen Anschluss zumindest ein Triggersignal an den zumindest einen Sensor und bzw. oder den zumindest einen Pro zessaktor übertragen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren er laubt eine flexible Festlegung verschiedener Triggerbedingungen für verschiedenste Sensoren und bzw. oder Prozessaktoren unab hängig vom Verlauf des jeweiligen sich periodisch ändernden Pro zessparameters beim jeweiligen Schweißprozess. Zu den dadurch erzielbaren Vorteilen wird auf die obige Beschreibung des Schweißsystems verwiesen. Vorteilhafterweise wird der zumindest eine Prozessparameter an der Benutzerschnittstelle grafisch dargestellt und die zumindest eine Triggerbedingung an dem zumindest einen grafisch darge stellten Prozessparameter festgelegt. Dies erlaubt eine einfache und individuelle Festlegung der jeweiligen geeigneten Triggerbe dingungen für die verwendeten Sensoren und bzw. oder Prozessak toren .

Als Triggerbedingungen können beispielsweise Triggerzeitpunkte innerhalb der Periode des zumindest einen sich periodisch än dernden Prozessparameters festgelegt werden. Beispielsweise kann der Nulldurchgang des Prozessparameters als Triggerpunkt defi niert werden oder ein Zeitpunkt, welcher eine bestimmte Zeitdau er vor oder nach diesem Nulldurchgang liegt.

Zumindest ein Prozessparameter kann aufgrund zumindest einer an der Benutzerschnittstelle festgelegten Triggerbedingung verän dert werden. Dies bezieht sich auf den bereits oben beschriebe nen Fall, dass aufgrund einer bestimmten festgelegten Triggerbedingung Einfluss auf den sich periodisch ändernden Pro zessparameter genommen werden kann. Beispielsweise kann eine solche Veränderung des Prozessparameters durch den Prozessregler für die Erreichung einer bestimmten Triggerbedingung notwendig sein. Die Einflussnahme der Triggerbedingung auf den Prozessver lauf kann automatisch erfolgen oder nach Bestätigung eines Be nutzers vorgenommen werden.

Wenn über den zumindest einen Anschluss zumindest ein Triggersi gnal um eine voreingestellte Zeitspanne vor der zumindest einen Triggerbedingung übertragen wird, kann ein bereits oben erwähn ter „Pre-Trigger" realisiert werden.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnun gen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schweißstromquelle zur Bereit stellung eines sich periodisch ändernden Schweißstromes und mit Sensoren zur Erfassung von Prozessgrößen;

Fig . 2 einen Zeitverlauf eines sich periodisch ändernden Pro- zessparameters ; Fig. 3 einen Zeitverlauf eines Schweißstroms mit verschiedenen Triggerbedingungen;

Fig. 4 ein Triggerzeitpunkt als weiteres Beispiel einer Trigger bedingung;

Fig. 5 eine Über- oder Unterschreitung einer Triggerschwelle als weiteres Beispiel einer Triggerbedingung; und

Fig. 6 ein Beispiel eines sogenannten „Pre-Triggers" .

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schweißstromquelle 1 zur Bereitstellung zumindest eines sich periodisch ändernden Schweißstromes I (t) als Prozessparameter P ± (t) . Die Schweißstrom quelle 1 zur Bereitstellung des sich periodisch ändernden Pro zessparameters Pi(t) weist einen Prozessregler 2 auf, der die Periode T des Prozessparameters P ± (t) festlegt. Beispielsweise definiert der Prozessregler 2 der Schweißstromquelle 1 die Dauer einer Kurzschlussphase KS und die Dauer einer Lichtbogenphase LB als Periode T des sich periodisch ändernden Schweißstroms I (t) . Durch Eingaben an der Schweißstromquelle 1 (beispielsweise die Auswahl einer sogenannten Schweißkennlinie) wird die Funktion des Prozessreglers 2 definiert. Der Prozessregler 2 kann bei spielsweise auch ein Funktionsblock einer Steuerung der Schweiß stromquelle 1 sein. Der Prozessregler 2 kann daher als Software, also nicht physisch ausgestaltet sein oder physisch in Form ei nes Hardwarebausteins. Über ein Leistungsteil 3 der Schweiß stromquelle 1 wird der jeweilige Prozessparameter P ± (t) an einen Ausgang gelegt, beispielsweise der Schweißstrom I (t) zu einem Schweißbrenner B geführt, sodass ein entsprechender Lichtbogen L zwischen dem Schweißbrenner B und einem zu bearbeitenden Werk stück W gezündet werden kann.

Über einen Anschluss 4, der durch eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle gebildet sein kann, werden verschiedene Sensoren 5 und bzw. oder Prozessaktoren 6 mit der Schweißstrom quelle 1 verbunden. Die Sensoren 5 können zur Überwachung des Prozesses und Erfassung bestimmter Prozessgrößen G j (t) dienen. Verschiedene Prozessaktoren 6 können zur Beeinflussung von Pro zessparametern P ± (t) verwendet werden. Die Sensoren 5 und bzw. oder Prozessaktoren 6 können auch mit anderen Einrichtungen, welche mit der Schweißstromquelle 1 in Verbindung stehen, ver bunden werden. Beispielsweise können Kameras als Sensoren 5 auch an einem Roboter, der mit der Schweißstromquelle 1 in Verbindung steht, angeschlossen werden. Ein Prozessaktor 6 kann beispiels weise durch einen Motor 12 für den Vorschub eines Schweißdrahts 13 gebildet sein.

Erfindungsgemäß ist eine mit der Schweißstromquelle 1 in Verbin dung stehende Benutzerschnittstelle 7 vorgesehen, über welche die zumindest eine Triggerbedingung Bi für die Triggerung zumin dest eines Sensors 5 und bzw. oder zumindest eines Prozessaktors

6 festlegbar ist. Die festgelegte Triggerbedingung Bi für den zu mindest einen Sensor 5 und bzw. oder den zumindest einen Pro zessaktor 6 bzw. ein entsprechendes Triggersignal wird dann entsprechend an den Anschluss 4 übertragen, sodass sicherge stellt wird, dass der zumindest eine Sensor 5 und bzw. oder der zumindest eine Prozessaktor 6 entsprechend der festgelegten Triggerbedingungen Bi durch den zumindest einen sich periodisch ändernden Prozessparameter P ±( t), also beispielsweise durch den Schweißstrom I (t) getriggert werden. Über den Anschluss 4 er folgt vorzugsweise ein bidirektionaler Datenaustausch mit dem Sensor 5 und bzw. oder Prozessaktor 6. Die Benutzerschnittstelle

7 kann beispielsweise durch ein Webinterface 8 oder dgl . gebil det sein. Dadurch wird ein bequemes und einfaches Festlegen der Triggerbedingung Bi, beispielsweise in grafischer Form, ermög licht. Die Benutzerschnittstelle 7 kann sowohl manuell durch ei nen Benutzer als auch automatisch durch eine Maschine bedient werden. Beispielsweise können solche Maschinen durch Sensoren oder Aktoren gebildet sein, welche sich über ihre eigenen opti malen Werte einstellen.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Schweißstromquelle 1 für einen Lichtbogen-Schweißprozess kann auch eine Schweißstromquel le zum Betreiben eines Lasers für einen Laser-Schweißprozess oder eine Schweißstromquelle zur Erzeugung sowohl eines Lichtbo gens als auch eines Lasers für einen Laser-Hybrid-Schweißprozess vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Schweißstromquelle 1 auch eine Plasmastromquelle zur Erzeugung eines Plasmastrahls für einen Plasmaprozess, beispielsweise einen Oberflächenbehand lungsprozess oder einen Schneideprozess, gebildet sein (nicht dargestellt) . In Fig. 2 ist ein Verlauf eines sich periodisch ändernden Pro zessparameters P ±( t) in Abhängigkeit der Zeit t dargestellt. Im dargestellten Beispiel besteht eine Periode T des sich peri odisch ändernden Prozessparameters P 4( t) aus sechs verschiedenen Prozessphasen Ti bis T 6 , welche durch einen bestimmten Verlauf des Prozessparameters P ±( t) innerhalb dieser Prozessphasen T m ge kennzeichnet sind. Beispielsweise handelt es sich dabei um die Phasen eines Schweißstromes I (t) bei einem Schweißprozess. Die Periode T und auch die innerhalb der Periode T vorliegenden Pro zessphasen T m müssen nicht konstant sein, sondern können auch va riieren. Der Verlauf des zumindest einen Prozessparameters P ±( t) wird im Prozessregler 2 der Schweißstromquelle 1 entsprechend den Einstellungen eines Benutzers festgelegt und definiert.

Fig. 3 zeigt den Verlauf des Schweißstroms I (t) in Abhängigkeit der Zeit t. Während einer Periode T des sich periodisch ändern den Schweißstroms I (t) existieren beispielsweise sechs Prozess phasen Ti bis T 6 . Vier verschiedene Triggerbedingungen Bi bis B 4 sind beispielhaft eingezeichnet. Die Triggerbedingung B 4 ist durch Unterschreitung einer vorgegebenen Schwelle I s des Schweiß stroms I (t) festgelegt. Triggerbedingung B 2 ist durch den Beginn einer Pulsstromphase während einer Prozessphase T 2 gekennzeich net. Die Triggerbedingung B 3 ist durch das Ende des Schweiß stromanstiegs I (t) am Ende der Prozessphase T 3 charakterisiert. Schließlich wird die Triggerbedingung B 4 durch einen Anstieg der Steigungsrate des Schweißstroms I (t) am Ende der Prozessphase T 4 gekennzeichnet. Dies stellt nur eine willkürliche Auswahl an möglichen Triggerbedingungen B 3 dar, welche je nach verwendeten und zu triggernden Sensoren 5 und bzw. oder Prozessaktoren 6 entsprechend ausgewählt bzw. festgelegt werden.

In der Schweißtechnik hängen die Triggerbedingungen auch vom je weiligen Schweißprozess ab. Beim MIG (Metall-Inertgas) - oder MAG (Metall-Aktivgas ) -Schweißen können bei Verwendung eines kurz schlussbehafteten Schweißprozesses Beginn und Ende der Kurz schlussphase geeignete Triggerbedingungen darstellen. Bei einem Pulslichtbogenschweißverfahren kann beispielsweise der Beginn und das Ende einer Pulsgrundstromphase als Triggerbedingung ge wählt werden. Beim WIG (Wolfram-Inertgas ) -Schweißen mit Gleich strom (DC) und Strompulsen kann ebenfalls der Beginn und das Ende einer Pulsgrundstromphase als Triggerbedingung eingesetzt werden. Beim WIG-Schweißen mit Wechselstrom (AC) kann der Null durchgang des Schweißstroms (Wechsel von negativem Schweißstrom zu positivem Schweißstrom und umgekehrt) als Triggerbedingung herangezogen werden.

Beispielsweise kann ein optischer Sensor 5 zur Aufnahme einer Schweißnaht während eines Schweißprozesses mit dem Beginn einer Kurzschlussphase getriggert werden, sodass nur während der Kurz schlussphase, in der kein Lichtbogen L brennt, ein Signal gelie fert wird und keine Störung des Sensorsignals durch den Lichtbogen L stattfindet. Die über die Benutzerschnittstelle 7 entsprechend festgelegte Triggerbedingung Bi definiert das Trig gersignal Trig, welches über den Anschluss 4 übertragen und an den Sensor 5 und bzw. oder Prozessaktor 6 geleitet wird. Die Be nutzerschnittstelle 7 kann beispielsweise durch ein Webinterface 8 gebildet sein. Dabei kann ein Benutzer mit Hilfe eines Note books eine bestimmte Website öffnen und darüber die Triggerbe dingungen Bi für einen gewünschten Sensor 5 zur Erfassung einer bestimmten Prozessgröße G j ( t) oder einen Prozessaktor 6 zur Be einflussung eines Prozessparameters P ±( t) festlegen. Während des Prozesses werden dann entsprechende Triggersignale gemäß den festgelegten Triggerbedingungen über den Anschluss 4 an den Sen sor und bzw. oder Prozessaktor 6 übertragen.

Anstelle einer manuellen Festlegung der Triggerbedingungen Bi durch einen Benutzer über die Benutzerschnittstelle 7 sind auch automatische Festlegungen der Triggerbedingungen Bi über die Be nutzerschnittstelle 7 denkbar. Beispielsweise kann beim An schließen oder Verbinden eines bestimmten Sensors 5 an die Schweißstromquelle 1 auch automatisch eine für diesen Sensor 5 geeignete Triggerbedingung Bi in der Benutzerschnittstelle 7 festgelegt werden.

Wenn eine bestimmte Triggerbedingung Bi ausgewählt wird, welche nur mit einem speziellen Verlauf eines Prozessparameters P ±( t) erzielbar ist, kann auch eine Veränderung des zumindest einen Prozessparameters P ±( t) aufgrund der festgelegten Triggerbedin gung Bi stattfinden. In diesem Fall hat also eine festgelegte Triggerbedingung Bi Einfluss auf den Prozessregler 2 der Schweiß- Stromquelle 1. Beispielsweise können zeitliche Eigenschaften ei nes Prozessparameters P ±( t) oder auch die Amplitude oder der An stieg eines Prozessparameters P ±( t) aufgrund der Triggerbedingung Bi verändert werden.

Fig. 4 zeigt den Verlauf eines Prozessparameters P ±( t) in Abhän gigkeit der Zeit t. Als Triggerbedingung ist der Nulldurchgang des Prozessparameters P ±( t) festgelegt. Sobald die Triggerbedin gung erfüllt ist, also der Prozessparameter P ±( t) zum Zeitpunkt ti die Zeitachse t kreuzt, wird der Trigger ausgelöst und ein entsprechendes Triggersignal Trig über den Anschluss 4 übertra gen .

Fig. 5 zeigt den Verlauf eines Prozessparameters P ±( t) in Abhän gigkeit der Zeit t bei weiteren Triggerbedingungen. Als Trigger bedingungen sind beispielsweise die Über- oder Unterschreitung einer oberen Schwelle P so des Prozessparameters P ±( t) und die Über- oder Unterschreitung eines unteren Schwellwerts P su des Prozessparameters P ±( t) festgelegt. Sobald die erste Triggerbe dingung, im dargestellten Ausführungsbeispiel die Unterschrei tung der oberen Schwelle P so des Prozessparameters P ±( t) stattfindet, wird der Trigger ausgelöst bzw. das Triggersignal Trig eingeschaltet. Nach Erfüllung der zweiten Triggerbedingung, im dargestellten Ausführungsbeispiel die Unterschreitung des un teren Schwellwerts P su des Prozessparameters P ±( t) wird der Trig ger deaktiviert bzw. das Triggersignal Trig wieder abgeschaltet.

Schließlich zeigt Fig. 6 noch das Beispiel eines sogenannten „Pre-Triggers" . Im oberen Diagramm ist ein sich periodisch än dernder Prozessparameter P ±( t) in Abhängigkeit der Zeit t darge stellt. Es handelt sich beispielsweise um den Schweißstrom I (t) als Prozessparameter P ±( t), der während einer Periode T eine Lichtbogenphase LB und eine Kurzschlussphase KS durchläuft. Als Triggerbedingung Bi wird eine voreingestellte Zeitspanne At vor Beginn der Kurzschlussphase KS festgelegt. Der Trigger bzw. das Triggersignal Trig (unteres Diagramm) wird also um diese vorein gestellte Zeitspanne At vor Beginn der Kurzschlussphase KS akti viert und beispielsweise nach Ablauf einer bestimmten Dauer wieder deaktiviert. Dadurch können beispielsweise Verzögerungen von Sensoren 5 oder Prozessaktoren 6 sowie Signallaufzeiten aus- geglichen oder kompensiert werden. Die Zeitspanne At kann auch in einem Sensor 5 oder Prozessaktor 6 hinterlegt sein und auto matisch bei der Verwendung des Sensors 5 oder Prozessaktors 6 eingestellt werden. Wie bereits oben kurz erwähnt, kann der Sen sor 5 und bzw. oder Prozessaktor 6 auch automatisch erkannt wer den, sobald er mit dem Anschluss 4 verbunden wird und eine entsprechende Zeitspanne At, die zu diesem Sensor 5 und bzw. oder Prozessaktor 6 hinterlegt ist, automatisch als Wert für den Pre-Trigger eingestellt werden. Damit wird der jeweils ange schlossene Sensor 5 und bzw. oder Prozessaktor 6 automatisch mit einem hinterlegten Wert für die Zeitspanne At vor (oder auch nach) dem Triggerzeitpunkt getriggert.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine besonders flexible Festlegung von Triggerbedingungen Bi an einer Benutzerschnitt stelle 7 einer Schweißstromquelle 1 eines Schweißssystems.