EP0520439A2

Electronic welding current generator for pulsed-arc welding.

Abstract

The invention relates to an electronic welding current generator for pulsed arc welding, with a power part that can be controlled by electrical command variables and that can be specified via electronic circuits, with a higher generator pulse current (Ip) in pulse mode (T) during the pulse phases (tp). or a higher generator pulse voltage (Up) and each during the basic phases (tG) a lower generator base current (IG) or generator basic voltage (UG) can be generated. Starting from the Up-IG-Modulation is the pulse voltage (Up) during the pulse phases (tp) and during the basic phases (tG) the basic current (IG) regulated; during the basic phases (tG) the basic voltage (UG) measured, the measured value (E) stored and updated after each pulse period (T), the updated measured value (E) of the basic voltage (UG) is obtained in direct proportionality to the real effective length (LL) of the arc. This updated measured value (E) is used to control the welding process by comparing the measured value (E), which represents the length (LL) of the arc, with an adjustable setpoint (SWLL) for the length of the arc and with a downstream PI controller is strengthened with the aim of the higher-level management regulation mentioned.

EP0520439A2, drawing sheet 1
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Projected expiry passed 25 June 2012, 14.2 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    Electronic welding current generator for pulsed arc welding, with a power section that can be controlled by electrical reference variables and can be specified via electronic circuits ". In pulse mode (T), a higher generator pulse current (Ip) or a higher generator during the pulse phases (tp) -Pulse voltage (Up) and each during the basic phases (tG) a lower generator base current (IG) or generator basic voltage (UG) can be generated, characterized by the following features:a) starting from the Up-IG-Modulation is the pulse voltage (Up) during the pulse phases (tp) and during the basic phases (tG) the basic current (IG) regulatedb) during the basic phases (tG) the basic voltage (UG) measured, the measured value (E) saved and updated after each pulse period (T)c) the updated measured value (E) of the basic voltage (UG) is obtained in direct proportionality to the real effective length (LL) of the arcd) The updated measured value (E) is used to control the welding process by comparing and adjusting the measured value (E), which represents the length (LL) of the arc, with an adjustable target value (SWLL) for the length of the arc. 1. Elektronischer Schweißstrom-Generator für das Impuls-Lichtbogenschweißen, mit einem durch elektrische Führungsgrößen steuerbaren Leistungsteil, die über elektronische Schaltkreise vorgebbar sind" wobei im Pulsbetrieb (T) jeweils während der Pulsphasen (tp) ein höherer Generator-Pulsstrom (Ip) oder eine höhere Generator-Pulspannung (Up) und jeweils während der Grundphasen (tG) ein niedrigerer Generator-Grundstrom (IG) oder Generator-Grundspannung (UG) erzeugbar sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ausgehend von der Up-IG-Modulation werden während der Pulsphasen (tp) die Pulsspannung (Up) und während der der Grundphasen (tG) der Grundstrom (IG) geregeltb) während der Grundphasen (tG) wird zeitselektiv die Grundspannung (UG) gemessen, der Meßwert (E) gespeichert und nach jeder Pulsperiode (T) aktualisiertc) der aktualisierte Meßwert (E) der Grundspannung (UG) wird in direkter Proportionalität zur real wirkenden Länge (LL) des Lichtbogens erhaltend) der aktualisierte Meßwert (E) dient zur übergeordneten Regelung des Schweißprozesses, indem der Meßwert (E), der die Länge (LL) des Lichtbogens wiedergibt, mit einem einstellbaren Sollwert (SWLL) für die Länge des Lichtbogens verglichen und nachgeregelt wird.
  2. 2
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich aus dem aktualisierten Meßwert (E) und dem Sollwert (SWLL, SWULL) ergebende Regelabweichung (±XW) einem nachgeschalteten PI-Regler aufgegeben und zur Stellgröße (±Y) verstärkt wird, die auf die Prozeßparameter, wie Sollwerte (Up, tp, tG) inkrementierend oder dekrementierend einzuwirken imstande ist, wobei die Eingriffsstärke (Regelfaktor) einstellbar gestaltet oder starr festlegbar ist. 2nd Welding current generator according to claim 1, characterized in that the result of the updated measured value (E) and the target value (SWLL, SWULL) resulting control deviation (± XW) a downstream PI controller and amplified to the manipulated variable (± Y), which is based on the process parameters such as setpoints (Up, tp, tG) is able to act incrementally or decrementingly, the degree of intervention (control factor) being adjustable or rigidly determinable.
  3. 3
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung" gilt:Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwerta = Eingriffsstärke (Regelfaktor), wobei die negative Stellgröße (-Y) unterdrückt wird. 3rd Welding current generator according to claim 1 or 2, characterized in that the following applies to the control type "pulse voltage increase with tendency to arc shortening": effective setpoint Up = setpoint seta = level of intervention (control factor), whereby the negative manipulated variable (-Y) is suppressed.
  4. 4
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung und Pulszeiterhöhung bei Tendenz zur Licht-bogenverkürzung" gilt:Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up + ΔUpWirksamer Sollwert Utp = eingestellter Sollwert Utp + ΔUtp;mit:ΔUp = α•(+Y)ΔUtp = α•(+Y)wobei bezüglich ΔUp die negative Stellgröße (-Y) unterdrückt wird. 4th Welding current generator according to claim 1 or 2, characterized in that the following applies to the control type "pulse voltage increase and pulse time increase with a tendency to shorten the arc":Effective setpoint Up = set setpoint Up + ΔUpEffective setpoint Utp = setpoint Utp + ΔUtp;With:ΔUp = α • (+ Y)ΔUtp = α • (+ Y)the negative manipulated variable (-Y) is suppressed with respect to ΔUp.
  5. 5
    Welding current generator according to claim 1 or 2, characterized in that the following applies to the control type "pulse voltage increase in the case of a tendency to shorten the arc and increase in the base time in the case of a tendency to extend the arc":Effective setpoint Up = setpoint Up + ΔUPEffective setpoint UtG = setpoint UtG + AUto;where mean:ΔUp = α • (+ Y)ΔUtG = α2 • (-Y),whereby with regard to ΔUp the negative manipulated variable (-Y) and with AUto the positive manipulated variable (+ Y) is suppressed. 5. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regelart "Pulsspannungserhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverkürzung sowie Grundzeiterhöhung bei Tendenz zur Lichtbogenverlängerung" gilt: Wirksamer Sollwert Up = eingestellter Sollwert Up +ΔUPWirksamer Sollwert UtG = eingestellter Sollwert UtG + AUto;wobei bedeuten:ΔUp = α•(+Y)ΔUtG = α2•(-Y),wobei bezüglich ΔUp die negative Stellgröße (-Y) und bezüglich AUto die positive Stellgröße (+Y) unterdrückt wird.
  6. 6
    Welding current generator according to one of the preceding claims, characterized in that the basic voltage (UG) during the basic phases (tG) is detected and stored by means of a sample-and-hold circuit (3) in such a way that the basic voltage (UG) is available as an actual value signal in the hold phase. 6. Schweißstrom-Generator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundspannung (UG) während der Grundphasen (tG) mittels einer Sample-and-Hold-Schaltung (3) erfaßt und gespeichert wird dergestalt, daß die Grundspannung (UG) in der Hold-Phase als Istwertsignal zur Verfügung steht.
  7. 7
    Welding current generator according to claim 6, characterized in that the sample signal is applied with a delay as long as the measuring voltage drops and is switched off immediately when the measuring voltage increases so that only the horizontal branch of the basic voltage (UG) is detected. 7. Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sample-Signal bei sinkender Meßspannung soweit verzögert aufgeschaltet und bei steigender Meßspannung sofort ausgeschaltet wird, so daß nur der waagrechte Ast der Grundspannung (UG) erfaßt wird.
  8. 8
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (UG) der Sample-and-Hold-Schaltung (3) als direktes Maß für die Länge (LL) des Lichtbogens dem Eingang eines PI-Reglers (5) aufgegeben wird, dem die Lichtbogenlänge als vorgebbarer Sollwert (SWLL) zugeführt wird, wobei die Stellgröße (±Y) des PI-Reglers einem Schalter (9,9',9") aufgegeben wird zur Einstellung der Regelart, und daß die Regelart aus je einem Additionsschaltkreis (11, 11', 11") gebildet ist, dem die Stellgröße (± Y) sowie die Istgröße zugeführt ist und dessen Ausgangsgröße den neuen Sollwert bildet, der dem Leistungsteil zugeführt wird. 8th. Welding current generator according to claim 6, characterized in that the output signal (UG) the sample-and-hold circuit (3) is given as a direct measure of the length (LL) of the arc to the input of a PI controller (5), to which the arc length is supplied as a predefinable setpoint (SWLL), the manipulated variable (± Y) the PI controller a switch (9,9 ', 9 ") is given to set the control type, and that the control type is formed from an addition circuit (11, 11', 11"), to which the manipulated variable (± Y) and the actual variable are fed and whose output variable forms the new setpoint that is fed to the power unit.
  9. 9
    Welding current generator according to one of the preceding claims, characterized in that the manipulated variable (± Y) is supplied to a limit value detector (12) and a display device (17) after formation of an average value, which is capable of indicating a zero deviation in both directions. 9. Schweißstrom-Generator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (±Y) nach Bildung eines Mittelwertes einem Grenzwertmelder (12) und einem Anzeigegerät (17) zugeführt wird, welches eine Nullabweichung in beiden Richtungen anzuzeigen imstande ist.
  10. 10
    Schweißstrom-Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertmelder (12) einen einstellbaren Grenzsollwert aufweist und nur wahrend des Schweißprozesses freigegeben ist. 10th Welding current generator according to claim 9, characterized in that the limit value indicator (12) has an adjustable limit setpoint and is only released during the welding process.