CH364852A - Regelanordnung an einer Einrichtung zum Lichtbogenschweissen - Google Patents

Description

  Regelanordnung an einer Einrichtung zum Lichtbogenschweissen    Es sind Regelanordnungen zum Lichtbogen  schweissen mit einer im Arbeitsbereich     horizontal     oder annähernd horizontal verlaufenden und bei  hohen Schweissstromstärken abfallenden     Schweiss-          stromspannungscharakteristik    bekannt, bei denen die  Schweissspannung im Arbeitsbereich durch eine Re  geleinrichtung auf eine gewünschte Spannung auto  matisch regelbar ist.  



  Es sind bereits Schweissstromquellen der erwähn  ten Art bekannt, bei welchen die konstant zu hal  tende Grösse, z. B. die Brennspannung eines Schweiss  lichtbogens, auf einen Regelverstärker zurückgekop  pelt wird, wobei in den Regelverstärker gleichzeitig  eine dem Sollwert der zu regelnden Grösse entspre  chende Bezugsgrösse eingespeist wird. Der Regelver  stärker verstärkt danach die Differenz zwischen Ist  wert und Sollwertgrösse, das heisst also die Regelab  weichungsgrösse, und wirkt mit seinem Ausgang auf  das Stellglied ein, welches in Serie oder parallel zum  Schweissstromkreis geschaltet ist. Man erhält hierbei  in einem bestimmten Belastungsbereich der Schweiss  stromquelle eine konstante Ausgangsgrösse, z. B.  Bogenbrennspannung.  



  Ein Nachteil der bekannten Schweissstromquellen  besteht beispielsweise darin, dass auch bei nicht ge  zündetem Lichtbogen bzw. unbelastetem Stromkreis  die Ausgangsgrösse konstant gehalten wird. Will man  beispielsweise die Lichtbogenspannung konstant hal  ten, so wird der einmal im Regler eingestellte Wert  der Spannung auch bei nicht gezündetem Lichtbogen  in Form einer Leerlaufspannung aufrechterhalten. Im  Interesse einer zuverlässigen Zündung des Lichtbo  gens zu Beginn des     Schweissvorgangs    ist es jedoch  unbedingt erforderlich, dass die Leerlaufspannung den  Istwert von etwa maximal 75 Volt erreicht. Erst nach  Auftreten einer bestimmten Mindeststromstärke sollte    gemäss den Erfordernissen der Praxis die Brennspan  nung konstant gehalten werden.

   Die Lichtbogenspan  nung muss also zu Beginn des Zündvorgangs von  dem Höchstwert der Leerlaufspannung mit steigen  der Stromstärke mehr oder weniger schnell auf den  am Regler eingestellten Wert der     Brennspannung     absinken und erst danach     in    einem bestimmten Strom  intervall konstant gehalten werden.  



  Die Erfindung bezieht sich auf     eine    Regelanord  nung an einer Einrichtung zum Lichtbogenschwei  ssen, mit einem im Schweissstromkreis liegenden  steuerbaren Stellglied, einem von der eine Betriebs  grösse des Lichtbogens darstellenden Regelgrösse be  einflussten,     an    den Steuereingang des Stellgliedes  geschalteten Regelverstärker und     einem    über den  Regelverstärker     mit    dem Steuereingang des Stellglie  des verbundenen Sollwertgeber.  



  Diese bei den bisherigen     Reglern    nicht berück  sichtigte Problemstellung wird erfindungsgemäss da  durch gelöst, dass ein Bedienungselement zur Ein  stellung des Arbeitspunktes des Regelverstärkers auf  eine der beiden Grenzen des Aussteuerbereiches sei  ner     Kennlinie    vorgesehen ist.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    der Erfindung ist     im     Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Es  zeigt:  Fig. 1 das Blockschaltbild der Regelanordnung  und  Fig. 2 einige mit der Anordnung nach Fig. 1  erzielbare Strom/Spannungskennlinien.  



  Gemäss Fig. 1 liegt in einem Schweissstromkreis  in Serie     mit    einem Lichtbogen 1 ein     Stellglied    2.  Am Lichtbogen 1 wird die Bogenbrennspannung       abgegriffen    und über einen     Messwertwandler    3 einem  Regelverstärker 4 zugeführt, welchem     gleichzeitig     über einen     Sollwertgeber    5 eine     stabilisierte    Sollwert-      grösse zugeführt wird. In dem Regelverstärker 4 wird  in an sich     bekannter    Weise die     Differenz    aus Regel  grösse und Sollwertgrösse verstärkt und auf das Stell  glied 2 rückgekoppelt.

   Die Sollwertgrösse ist hierbei  durch einen Bedienungsknopf 6 am Sollwertgeber 5  einstellbar. Der Regelverstärker 4 besitzt eine nor  male Kennlinie     mit        einem    unteren horizontalen Be  reich, einem unteren Kennlinienknick, einem linear  ansteigenden Teil, einem oberen Kennlinienknick so  wie einem oberen     horizontalen    Teil. Im Gegensatz  zu den bisher bekannten Reglern ermöglicht es die       Erfindung,    den Arbeitspunkt des Regelverstärkers  nicht     annähernd    in die Mitte des     linearen    Kennlinien  teils, sondern an den unteren oder oberen Kenn  linienknick zu legen.

   Definiert man die Regelabwei  chung als     Differenz    von Regelgrösse minus Sollwert  grösse und wählt man den Arbeitspunkt des Regel  verstärkers 4 am oberen Kennlinienknick, so spricht  dieser nur bei negativen, nicht jedoch bei positiven  Werten der     Regelabweichung    an, so dass bei positiver  Regelabweichung, das heisst bei über -dem Sollwert  liegender Bogenbrennspannung, der Regelverstärker  4 kein Ausgangssignal liefern und somit das Stell  glied 2 nicht beeinflussen     wird.    Die Funktion des  Reglers ist mithin gesperrt. Erst bei unter den Soll  wert absinkender Bogenbrennspannung, das heisst bei  einem     negativen    Wert der Regelabweichung, tritt  der Regler in Tätigkeit.

   Die Arbeitspunkteinstellung  des Regelverstärkers 4 erfolgt durch ein Bedienungs  element 7.  



  Beträgt beispielsweise die Leerlaufspannung des  Bogens 1 zwischen 70 und 80 Volt und stellt man  mit Hilfe des Bedienungsknopfes 6 die Sollwertspan  nung auf 30 Volt ein, so erhält man gemäss Fig. 2  nach dem Zünden des Lichtbogens entsprechend der  Kurve a einen     steil    abfallenden Bereich der     Bogen-          brennspannung,    welcher erst nach Erreichen der ein  gestellten Sollwertspannung in Kurvenabschnitt c  einen horizontalen Verlauf annimmt. Weiterhin kann  man nach der jeweils     eingestellten        Steilheit    des Stell  gliedes 2 gemäss den Kurvenscharen<I>a</I><B>...</B><I>b</I> verschie  denartige Strom/Spannungscharakteristiken erzielen.

    Der rechte Knick der Kennlinienkurve c von Fig. 2  ist hierbei zwangläufig durch den Aussteuerbereich  des Stellgliedes 2 festgelegt.  



  Gemäss einer besonders zweckmässigen Ausbil  dung des Erfindungsgegenstandes kann das Stellglied  2 über einen zusätzlichen Messwertwandler 8, ein ein  stellbares Steuerelement 9 sowie den Regelverstärker  4 mit einer zusätzlichen Steuergrösse beaufschlagt  werden. Bei dem     vorliegenden    Ausführungsbeispiel  dient hierbei als zusätzliche Steuergrösse der Licht  bogenstrom. Durch entsprechende Einstellung be  ziehungsweise Umpolung des Steuerelements 9 kann  man die Steuergrösse beliebig verkleinern oder ver  grössern und damit eine beliebige Über- be  ziehungsweise Unterkompensation der     horizontalen     Kennlinienteile von Fig. 2 erreichen.

   Als Beispiele  für eine überkompensation des Reglers sind in Fig. 2  die     Kurventeile    d und e eingezeichnet, gemäss denen    die Bogenbrennspannung mit steigender negativer  Regelabweichung ansteigt. Wird in den Regelverstär  ker 4 hingegen ein umgepolter Anteil der Steuer  grösse eingespeist, so erhält man gemäss Kurve f von  Fig. 2 eine unterkompensierte Kennlinie, wobei die  Bogenbrennspannung mit steigendem Strom mehr  oder weniger steil absinkt.  



  Für die in Fig. 1 schematisch dargestellten Bau  einheiten können beliebige in der Regeltechnik be  kannte Schaltmittel eingesetzt werden. Gemäss einem  besonderen Ausführungsbeispiel bestehen sowohl das  Stellglied 2     als    auch der Regelverstärker 4 aus     Trans-          duktoren    mit Gleichstromsteuerwicklungen. Die Ein  stellung von Arbeitspunkt und Aussteuerbereich er  folgt hierbei durch Kompensationswicklungen. Selbst  verständlich können statt Transduktoren auch Röh  ren- oder Maschinenregler verwendet werden, ohne  dass der Bereich der Erfindung verlassen wird. Der  Lichtbogen 1 kann mit Wechsel- oder pulsierendem  Gleichstrom betrieben werden.  



  Besteht das Stellglied aus einem Transduktor, so  kann dieser neben einer Steuerwicklung zusätzlich  eine vom gesamten gleichgerichteten Lichtbogen  strom durchflossene Wicklung aufweisen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Regelanordnung an einer Einrichtung zum Licht bogenschweissen, mit einem Bim Schweissstromkreis liegenden steuerbaren Stellglied (2), einem von der eine Betriebsgrösse des Lichtbogens darstellenden Regelgrösse beeinflussten, an den ,Steuereingang des Stellgliedes geschalteten Regelverstärker (4) und einem über den Regelverstärker mit dem Steuerein gang des Stellgliedes verbundenen Sollwertgeber, da durch gekennzeichnet, dass ein Bedienungselement (7) zur Einstellung des Arbeitspunktes des Regelverstär kers (4) auf eine der beiden Grenzen des Aussteuer bereiches seiner Kennlinie vorgesehen ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Regelanordnung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch einen zusätzlichen, auf eine wei tere Betriebsgrösse des Lichtbogens ansprechenden Messwertwandler (8), dessen Ausgang mit dem Regel verstärker (4) verbunden ist. 2. Regelanordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen den Ausgang des zusätzlichen Messwertwand- lers (8) und den Eingang des Regelverstärkers (4) ein Steuerelement (9) zur Justierung der Grösse des Aus gangssignals des zusätzlichen Messwertwandlers (8) vorgesehen ist. 3.

   Regelanordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Schalter zur Umpolung des Ausgangs signals des zusätzlichen Messwertwandlers (8) vor gesehen ist.