ES2199539T5 - Dispositivo de control para soldadura. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo compuesto por un dispositivo de control (4), una soldadora (1) o una instalación de soldadura, y un soplete (10) unido a través de líneas de unión con la soldadora o la instalación de soldadura, estando dispuesto en el soplete (10) al menos un dispositivo de entrada (22) y/o un dispositivo de visualización (23), caracterizado porque el dispositivo de control (4) está unido con un bus serie de datos (47), especialmente con un bus de campo, al que está conectado el soplete (10), la soldadora o la instalación de soldadura y, dado el caso, otros componentes de la soldadora (1).
Description
Dispositivo de control para una soldadura.
La presente invención se refiere a un
dispositivo tal como se describe en el preámbulo de la
reivindicación 1.
Un dispositivo de este tipo se conoce, por
ejemplo, del folleto "Lorch
Inventor-MIG-MAG SAPROM System
900" de la empresa Lorch.
Ya se conocen dispositivos de control para
soldadoras en las que en el soplete están dispuestos un dispositivo
de entrada y un dispositivo de visualización. Los distintos
elementos de manejo del dispositivo de entrada o del dispositivo de
visualización están conectados, a través de líneas, directamente con
el dispositivo de control, especialmente con el control por
microprocesador de la soldadora, de forma que, al accionar el
elemento de mando desde el soplete, se puede iniciar un
procedimiento de control. Las modificaciones o los ajustes
realizados son visualizados en el dispositivo de visualización
situado en el soplete, de forma que el usuario pueda leer en
cualquier momento las modificaciones en el dispositivo de
visualización. Un inconveniente aquí es que por la conexión directa
de los distintos elementos de mando con el dispositivo de control se
requiere una multitud de líneas, por lo que resulta un paquete de
tubo flexible grueso para unir la soldadora con el soplete, por lo
que existe una limitación de la flexibilidad al usar el soplete.
La presente invención tiene el objetivo de
proporcionar un dispositivo de control que permita una transferencia
de datos sencilla entre el soplete y la soldadora.
Este objetivo de la invención se consigue
mediante las características de la parte caracterizadora de la
reivindicación 1. Aquí, resulta ventajoso que por la disposición de
un bus de datos o de un bus de campo se puede realizar una
transferencia en serie de datos con una cantidad cualquiera de
procesos o ciclos de control entre el soplete y la soldadora. Otra
ventaja consiste en que, al usar el bus de datos, es posible
conectar cualquier variante de soplete con la soldadora, ya que ya
no es necesaria una adaptación del hardware a los distintos
sopletes, ya que ahora mediante simples adaptaciones del software
se puede conseguir una ampliación de la soldadora.
También resulta ventajoso el que se consigan
unas líneas cortas entre los componentes activos y pasivos y el
dispositivo de entrada o el dispositivo de salida, pudiendo
mantenerse reducidas las influencias externas en las líneas.
Asimismo, resulta ventajosa una realización
según la reivindicación 2, porque por el uso de un bus de datos
estandarizado es posible en cualquier momento una unión con
dispositivos de control externos o con PC.
También resulta ventajosa una configuración
según la reivindicación 3, porque permite ahorrar la cantidad de
líneas para la transferencia de datos, pudiendo excitarse al mismo
tiempo varios componentes a través del sistema de líneas de
bus.
Asimismo, resulta ventajosa una realización
según la reivindicación 4, porque permite transferir a la soldadora
una cantidad cualquiera de distintos procesos de control, a través
del dispositivo de entrada o del dispositivo de salida.
También es ventajosa una realización según la
reivindicación 5, porque de esta forma puede disponerse cualquier
cantidad de elementos de mando en el soplete, mientras que para la
transferencia de datos se requiere sólo una pequeña cantidad de
líneas para el bus de datos.
Igualmente, resulta ventajosa la realización
según la reivindicación 6, ya que, al usar un bus de datos
estandarizado, cualquier soplete puede unirse con la soldadora, por
lo que se consigue una gran flexibilidad para el usuario.
Asimismo, resulta ventajosa una realización
según la reivindicación 7, porque de esta forma se puede realizar
una adaptación automática del dispositivo de control al soplete
correspondiente.
También resulta ventajosa una realización según
la reivindicación 8, porque de esta forma se consigue una
fabricación económica de una soldadora con un bus de datos
correspondiente.
Asimismo, resulta ventajosa una realización
según la reivindicación 9, porque de esta forma, en caso de nuevos
desarrollos de sopletes o en caso de emplear otro soplete, el
soplete puede conectarse a una soldadora más antigua mediante una
modificación sencilla del software en la soldadora.
También resulta ventajosa la realización según
la reivindicación 10, ya que permite la posibilidad de conexión en
red de varios dispositivos de control con el dispositivo de control
de la soldadora, de forma que a través del dispositivo de control
de la soldadora se podrá intervenir en un proceso de producción.
Asimismo, resulta ventajosa una realización
según la reivindicación 11, porque de esta forma se consigue de
manera sencilla una transferencia de datos, evitando en mayor medida
las influencias externas por el uso de un conductor óptico.
\newpage
También resulta ventajosa una configuración
según la reivindicación 12, ya que de esta forma se consigue una
posibilidad de entrada adicional para el usuario.
Igualmente, resulta ventajosa una realización
según la reivindicación 13, porque permite suprimir líneas para la
transferencia de datos.
Por último, también resulta ventajosa una
realización según la reivindicación 14, porque de esta forma, el
usuario puede realizar durante el proceso de soldadura una
modificación de al menos un parámetro de soldadura y, por tanto,
una adaptación óptima del proceso de soldadura a las condiciones más
diversas.
A continuación, la invención se describirá
detalladamente con la ayuda de los ejemplos de realización
representados en los dibujos. Muestran:
la figura 1 una estructura esquemática de la
soldadora;
la figura 2 un diagrama de bloques de la
soldadora con el soplete, en representación esquemática,
simplificada.
\vskip1.000000\baselineskip
Para empezar, cabe destacar que en el ejemplo de
realización descrito, las mismas piezas tienen las mismas
referencias o las mismas denominaciones de componente, pudiendo
transferirse las manifestaciones contenidas en el conjunto de la
descripción a las mismas piezas con las mismas referencias o las
mismas denominaciones de componente. Asimismo, los datos de
posición elegidos en la descripción, como por ejemplo arriba, abajo,
lateralmente, etc., se refieren a las figuras descritas y
representadas directamente, y en caso de una modificación de
posición deberán transferirse a la nueva posición.
La figura 1 es una soldadora 1 para distintos
procedimientos de soldadura, como por ejemplo la soldadura
MIG/
MAG o la soldadura TIG. La soldadora 1 comprende una fuente eléctrica 2 con un bloque de potencia 3, un dispositivo de control 4 y un elemento de conmutación 5 asignado al bloque de potencia 3 o al dispositivo de control 4. El elemento de conmutación 5 o el dispositivo de control 4 está conectado con la válvula de control 6 que está dispuesta en un conducto de alimentación 7 para un gas 8, especialmente un gas protector como, por ejemplo, CO_{2}, helio o argón y similares, entre un depósito de gas 9 y un soplete 10.
MAG o la soldadura TIG. La soldadora 1 comprende una fuente eléctrica 2 con un bloque de potencia 3, un dispositivo de control 4 y un elemento de conmutación 5 asignado al bloque de potencia 3 o al dispositivo de control 4. El elemento de conmutación 5 o el dispositivo de control 4 está conectado con la válvula de control 6 que está dispuesta en un conducto de alimentación 7 para un gas 8, especialmente un gas protector como, por ejemplo, CO_{2}, helio o argón y similares, entre un depósito de gas 9 y un soplete 10.
Además, a través del dispositivo de control 4
puede excitarse también un aparato de avance de alambre 11,
habitual para la soldadura MIG/MAG, suministrando, a través de un
conducto de alimentación 12, un alambre de soldar 13 desde un
tambor de reserva 14 a la zona del soplete 10. La corriente para
establecer un arco voltaico 15 entre el alambre de soldar 13 y una
pieza que se ha de trabajar 16 es alimentada a través de una línea
de alimentación 17 desde el bloque de potencia 3 de la fuente
eléctrica 2 al soplete 10 o al alambre de soldar 13.
Para refrigerar el soplete 10, a través de un
circuito de refrigeración 18, el soplete 10 puede unirse,
intercalando un relé de sobrecarga 19, con un depósito de agua 20,
por lo que al tomar en servicio el soplete 10, el circuito de
refrigeración 18 es iniciado por el dispositivo de control 4 y, por
tanto, se consigue una refrigeración del soplete 10 o del alambre
de soldar 13.
Además, la soldadora 1 presenta un dispositivo
de entrada y/o de visualización 21, a través del cual pueden
ajustarse los distintos parámetros de soldar o modos de
funcionamiento de la soldadora 1. Los parámetros de soldadura
ajustados a través del dispositivo de entrada y/o de visualización
21 pueden transferirse al dispositivo de control 4 que, a
continuación, excitará los distintos componentes del aparato de
soldadura 1.
Evidentemente, es posible que, igual que en el
ejemplo de realización representado, el soplete 10 no se conecte a
través de líneas individuales con los distintos componentes,
especialmente con la soldadora 1 o con el aparato de avance de
alambre 11, sino que dichos cables individuales se reúnan y se
conecten al soplete 10 en un paquete de tubo flexible común.
Asimismo, el soplete 10 presenta un dispositivo
de entrada 22, así como un dispositivo de visualización 23. A
través del dispositivo de entrada 22 o a través del dispositivo de
visualización 23, al realizar un procedimiento de soldadura, el
usuario puede leer a través del dispositivo de visualización 23 los
parámetros de soldadura ajustados o manipular o modificar los
distintos parámetros de soldadura a través del dispositivo de
entrada 22 formada, por ejemplo, por diversos pulsadores o
similares, permitiendo una adaptación óptima del proceso de
soldadura a través del soplete 10. Evidentemente, es posible que
durante el proceso de soldadura, el usuario modifique a través del
dispositivo de entrada 22 los parámetros de soldadura ajustados
durante el proceso de soldadura, pudiendo realizarse en cualquier
momento una adaptación óptima del proceso de soldadura.
En la figura 2 está representado un diagrama de
bloques de la soldadora 1 en forma simplificada.
El dispositivo de control 4 está formado,
preferentemente, por un control por microprocesador 24. En una
entrada del dispositivo de control 4, especialmente del control por
microprocesador 24, a través de varias líneas 25, 26, de las que,
sin embargo, para mayor claridad, está representada respectivamente
sólo una línea 25, 26, está conectado el dispositivo de entrada y/o
de visualización 21. Sin embargo, es posible que el dispositivo de
entrada y/o de visualización 21 estén constituidos por áreas
separadas, es decir por un dispositivo de entrada 27 y un
dispositivo de visualización 28. En este caso, es posible emplear
para el dispositivo de entrada 27 un teclado o cualquier otro tipo
de posibilidades de entrada como, por ejemplo, potenciómetros,
pantallas táctiles o pulsadores convencionales. Mediante los
distintos componentes del dispositivo de entrada 27, el usuario
puede seleccionar los distintos parámetros de soldadura y ajustarlos
a través de las teclas correspondientes en la soldadora 1, pudiendo
realizarse y ajustarse un proceso de soldadura con los parámetros de
soldadura deseados para los distintos procedimientos de
soldadura.
El dispositivo de visualización 28 puede
realizarse por ejemplo mediante una visualización por pantalla, una
visualización por LED, una visualización por LCD, una visualización
digital, un monitor o una pantalla táctil, en donde los parámetros
de soldadura seleccionados, especialmente sus valores, se le
visualizan al usuario en el dispositivo de visualización 28. El
intercambio de datos entre el dispositivo de entrada y/o el
dispositivo de visualización 21, especialmente entre el dispositivo
de entrada 27 y el dispositivo de salida 28, se realiza a través de
las líneas 25, 26, es decir, al accionar el dispositivo de entrada
27 se transmite una señal correspondiente al dispositivo de control
4, después de lo cual el dispositivo de control 4, especialmente el
control por microprocesador 24, realiza un proceso de control
correspondiente. Al mismo tiempo o a continuación, el dispositivo
de control 4 activa, a través de la línea 26, el dispositivo de
visualización 28, después de lo cual el valor correspondiente o la
señal transmitida es visualizado por el dispositivo de control 4 en
el dispositivo de visualización 28.
En otras entradas y/o salidas del control por
microprocesador 24, por ejemplo, a través de un sistema de bus 29
formado por ejemplo por líneas de direcciones y de datos, está
conectada una memoria 30. En la memoria 30 se depositan los
distintos datos y programas, especialmente programas de usuario,
necesarios para el ajuste de la soldadora 1. Asimismo, es posible
guardar en la memoria 30 otros datos específicos del usuario. Para
este fin, el usuario puede iniciar, a través del dispositivo de
entrada 27 mediante la activación de un órgano correspondiente, el
almacenamiento del ajuste de soldadura de la soldadora 1 en la
memoria 30, de forma que sea posible volver a llamar estos datos o
ajustar la soldadora 1.
Para que un proceso de soldadura correspondiente
sea controlado por el dispositivo de control 4, el dispositivo de
control 4 está conectado, a través de al menos una línea 31, con el
bloque de potencia 3, realizándose el intercambio de datos entre el
bloque de potencia 3 y el dispositivo de control 4 a través de la
línea 31. Para ello, es posible disponer varias líneas 31, aunque
para mayor claridad está representada sólo una línea 31. El bloque
de potencia 3 puede realizarse por ejemplo mediante una fuente de
corriente invertida 32 sincronizada de forma primaria. Para que el
bloque de potencia 3 pueda ser alimentado de corriente y tensión, el
bloque de potencia 3 está conectado con una red de alimentación
eléctrica 35, a través de cables de alimentación 33, 34.
Evidentemente, es posible usar en lugar de la red de alimentación
eléctrica cualquier otro tipo de fuente de energía, por ejemplo una
batería, para alimentar el bloque de potencia 3. Asimismo, es
posible que la red de alimentación de tensión 35 esté constituida
por una red de dos fases o una red de tres fases.
El bloque de potencia 3 tiene la función de
transformar la energía suministrada por la red de alimentación
eléctrica 35 en una energía adecuada para la soldadura, tal como ya
se conoce por el estado de la técnica, por lo que no se detallará
la función de la transformación de la energía suministrada. Para
poder establecer un circuito de corriente para soldar con el
soplete 10, el bloque de potencia 3 está unido con el soplete 10 a
través de la línea de alimentación 17, mientras que la pieza que se
ha de trabajar 16 está unida también con el bloque de potencia 3, a
través de otra línea de alimentación 36, de forma que a través del
soplete 10, especialmente a través del alambre de soldar 13 y la
pieza que se ha de trabajar 16, pueda establecerse un circuito de
corriente.
Para que se pueda encender el arco voltaico 15
entre el alambre de soldar 13 y la pieza que se ha de trabajar 16,
por ejemplo, es posible que la soldadora 1 presente un generador de
alta frecuencia 37. Este está unido, a través de líneas 38, 39,
tanto con el dispositivo de control 4 como con la línea de
alimentación 17 para el soplete 10. Evidentemente, es posible usar
para el encendido del arco voltaico 15 cualquier otro procedimiento
que forme parte del estado de la técnica. Para poder encender el
arco voltaico entre el alambre de soldar 13 y la pieza que se ha de
trabajar 16 a través del generador de alta frecuencia 37, el
dispositivo de control 4, al activar el proceso de soldadura, emite
una señal de alta frecuencia que, a continuación, se aplica por
modulación en la energía de soldadura, por lo que se produce el
encendido del arco voltaico 15.
Para que sea posible una vigilancia del proceso
de soldadura, en la línea de alimentación 17 está dispuesto un
dispositivo de medición 40. El dispositivo de medición 40 puede
estar formado por una derivación 41 que forma parte del estado de
la técnica, por lo que el flujo de corriente puede ser registrado
por el dispositivo de medición 40 a través de la línea de
alimentación 17. Para ello, a ambos lados de la derivación 41, unas
líneas 42, 43 están conectadas con la línea de alimentación 17. A
continuación, las líneas 42, 43 están unidas con un dispositivo
convertidor 44. El dispositivo convertidor 44 convierte la señal
analógica medida en una señal digital y, a continuación, la
transmite al dispositivo de control 4 a través de líneas 45.
Evidentemente, es posible realizar el dispositivo convertidor 44
como amplificador para la señal medida, de modo que la señal medida
no se convierta en una señal digital, como se ha mencionado
anteriormente, sino que la señal medida se amplifique en un valor
preajustable.
Para registrar también la tensión en el soplete
10 o entre el alambre de soldar 13 y la pieza que se ha de trabajar
16, otra línea 46 está conectada con el dispositivo convertidor 44 y
con la línea de alimentación 36. El dispositivo convertidor 44
tiene la función de convertir los valores o las señales analógicas
medidas por el dispositivo de medición 40 entre el alambre de
soldar 13 y la pieza que se ha de trabajar 16 o de amplificar las
señales analógicas, y transmitirlas a continuación al dispositivo de
control 4, de modo que el dispositivo de control 4 pueda realizar
el procesamiento de los valores o señales registrados.
Además, el dispositivo de control 4 presenta un
bus de datos 47 o un bus de campo. El dispositivo de control está
unido con el bus de datos 47 en serie, especialmente con el bus de
campo, al que pueden estar conectados el soplete 10 y/u otros
componentes de la soldadora 1 y/o de una instalación de soldadura
como un robot de soldar, una máquina automática de soldar, un
dispositivo de fabricación, una línea de producción, una mesa
giratoria, etc. El bus de datos 47 puede estar constituido por
ejemplo por un CAN, Interbus-S, profibus, etc., y
puede presentar una interfaz en serie, especialmente un RS 232, RS
485, etc. El bus de datos 47 está formado entre el dispositivo de
control 4 y el soplete 10 por un sistema de líneas de bus 48
compuesto por al menos dos líneas eléctricas. Al sistema de líneas
de bus 48 están conectados al menos dos dispositivos de derivación
que se componen de los distintos componentes para la transferencia
de datos a través del bus de datos 47 y que, por tanto, se
denominan controlador de interfaz 49, 50, y por tanto el dispositivo
de entrada 22 y/o el dispositivo de visualización 23 están
conectados con el dispositivo de control 4. Para ello, como está
indicado esquemáticamente con líneas discontinuas en el borde, el
soplete 10 presenta los distintos componentes para la transferencia
de datos a través del sistema de líneas de bus 48.
Por la configuración del bus de datos 47
mediante un bus de datos 47 que forma parte del estado de la
técnica, por ejemplo un RS 232, para el intercambio de datos con el
dispositivo de control 4, en el soplete 10 está dispuesto el
servidor de interfaz 50 con los módulos correspondientes, tal como
está representado esquemáticamente. En el soplete 10 existe ahora
la posibilidad disponer a través de entradas y/o salidas 51
analógicas y/o digitales, los elementos de mando 52
correspondientes, especialmente diversos pulsadores 53 a 56. Los
distintos elementos constructivos, necesarios para la transferencia
de datos a través del bus de datos 47 como, por ejemplo, un
controlador de visualización, las entradas y/o salidas 51 analógicas
y/o digitales, el controlador de interfaz 50, etc. están dispuestos
en el soplete 10.
Asimismo, es posible conectar al controlador de
interfaz 50 el dispositivo de visualización 23, de forma que la
transferencia de datos respecto al modo de visualización pueda
realizarse también a través del controlador de interfaz 50.
Mediante la disposición de los distintos
elementos de mando 52 para el dispositivo de entrada 22, ahora es
posible que el usuario pueda llamar o ajustar diversos ciclos de
funcionamiento o parámetros de soldadura a través del soplete 10,
que a su vez se visualizan en el soplete 10 a través del dispositivo
de visualización 23, es decir que, por ejemplo accionando un
pulsador 53 a 56, una señal se emita del controlador de interfaz
50, a través del sistema de líneas de bus 48, al dispositivo de
control 4, después de lo cual el dispositivo de control 4 realiza
una modificación correspondiente del modo de funcionamiento,
transmitiendo esta modificación a continuación a su vez a través
del controlador de interfaz 49 al sistema de líneas de bus 48,
después de lo cual el controlador de interfaz 50 genera una señal
de excitación correspondiente para el dispositivo de visualización
23 y, por tanto, el usuario puede leer la modificación realizada en
el dispositivo de visualización 23.
Mediante la conexión del soplete 10,
especialmente de su dispositivo de entrada 22 y su dispositivo de
visualización 23, con el dispositivo de control 4 a través del bus
de datos 47, gracias a la transferencia en serie de datos, ahora
existe la posibilidad de suprimir líneas para la comunicación entre
el soplete 10 y el dispositivo de control 4, porque para la
transferencia en serie de datos se precisan pocas líneas, por
ejemplo de dos a nueve líneas. La transferencia de datos a través
del bus de datos 47 en serie se realiza mediante un protocolo de
transferencia correspondiente, pudiendo emplearse cualquier
protocolo de transferencia conocido por el estado de la técnica.
Mediante la disposición de los elementos
constructivos activos y pasivos para la transferencia de datos en
el soplete 10 se consigue de manera ventajosa que una multitud de
distintos tipos de sopletes 10 puedan emplearse para una sola
soldadora 1, es decir, que por ejemplo un soplete 10 con un
controlador de interfaz 50 correspondiente, por ejemplo un RS 232,
no pueda usarse ahora - como en el ejemplo de realización
representado, con cuatro pulsadores 53 a 56, sino que dicho soplete
10 pueda presentar más de cuatro pulsadores 53 a 56, de forma que a
través del soplete también se puedan realizar funciones especiales,
en donde para un soplete 10 de este tipo no se requieren líneas o
líneas de control adicionales. Esto es posible, especialmente,
porque al accionar los pulsadores 53 a 56 adicionalmente
dispuestos, la transferencia de las funciones o modificaciones a
realizar se efectúa a través del bus de datos 47 en serie con el
mismo protocolo de transferencia, de modo que pueda emplearse
cualquier cantidad de pulsadores 53 a 56. La evaluación de los datos
transferidos se realiza a continuación en el dispositivo de control
4, de modo que, según los datos emitidos, el dispositivo de control
4 pueda realizar los procedimientos de control o de regulación
correspondientes.
Para ello, ya no es necesario adaptar la
soldadora 1 a los distintos sopletes 10, sino que ahora sólo el
software o los programas depositados en la memoria 30 han de
adaptarse a los distintos sopletes 10, ya que con el protocolo de
transferencia estandarizado, los sopletes 10 más diversos realizan
la transferencia de datos. Para ello, por ejemplo, es posible que
al comprar un nuevo soplete 10, se le entregue al usuario un
disquete de actualización correspondiente, con el que a
continuación, mediante la inserción en una unidad de disquete
incorporada en la soldadora 1 o conectada con la soldadora 1, o
mediante la transferencia de los datos a través del bus de datos
47, mediante la conexión del bus de datos 47 con un ordenador, pueda
realizarse una adaptación de software que se guarda en la memoria
30, de forma que a continuación, el usuario pueda emplear en
cualquier momento el soplete 10 correspondiente. Asimismo, es
posible que los programas o el software de la soldadora estén
adaptados ya a los sopletes 10 más diversos, de forma que el usuario
tenga que conectar el soplete 10 únicamente con el paquete de tubo
flexible o con la soldadora 1, después de lo cual el usuario puede
aprovechar las funciones completas del soplete 10 para un
procedimiento de soldadura.
Evidentemente, es posible que mediante la
disposición de una memoria 30, que se pueda sobreescribir o
modificar en el dispositivo de control 4, el software, en
particular los programas de usuario, pueda estar depositado en la
memoria 30, de modo que se pueda acceder al software a través de una
interfaz, especialmente a través del bus de datos 47, siendo
posible en cualquier momento una modificación del software.
Mediante una configuración de este tipo se
consigue de una manera ventajosa que para una sola soldadora 1
pueda emplearse cualquier cantidad de sopletes 10, por lo que se
consigue una mayor flexibilidad para el usuario. Para ello, también
es posible realizar una detección automática al cambiar un soplete
10.
Esto se puede realizar, por ejemplo, haciendo
que en el soplete 10 esté depositada una identificación en una
memoria que, al activar el soplete 10 o al tomar en servicio la
soldadora 1, sea emitida automáticamente por el controlador de
interfaz 50 al bus de datos 47, de forma que esta identificación se
transmita al dispositivo de control 4. A continuación, el
dispositivo de control 4 compara la identificación enviada por el
soplete 10 con las identificaciones depositadas en la memoria 30,
de modo que, en caso de coincidencia, el dispositivo de control 4
pueda leer en la memoria 30 datos adicionales a esta identificación,
pudiendo realizarse por tanto un reconocimiento de tipo del soplete
10.
Para ello, también es posible que, según el
soplete 10 conectado a la soldadora 1, se realice una adaptación
del sistema operativo o una adaptación del programa de usuario por
el dispositivo de control 4, es decir que en los distintos
parámetros de soldadura se realicen los preajustes correspondientes
por el dispositivo de control 4 mediante la descarga desde la
memoria 30, logrando una optimización del proceso de soldadura.
Asimismo, es posible que distintos tipos de sopletes 10 estén
provistos con dispositivos de entrada 22 y/o dispositivos de
visualización 23 dado el caso distintos, para lo que están
dispuestos los sopletes 10 más diversos, por ejemplo un elemento de
memoria acoplable con el bus de datos 47, para la definición o la
deposición de una identificación asignada al tipo de soplete 10,
pudiendo realizarse pues un reconocimiento automático del soplete
10.
En el ejemplo de realización representado, por
ejemplo, es posible que el pulsador 53 sea responsable del
incremento del valor visualizado en el dispositivo de visualización
23, especialmente una visualización por LCD, mientras que el
pulsador 54 sea responsable para la reducción de dicho valor, es
decir, que el usuario, al accionar el pulsador 53, pueda
incrementar el valor por ejemplo de 50 a 60. Esto se puede realizar
por ejemplo mediante el accionamiento del pulsador 53 paso a paso,
por lo que se inicia una transferencia de datos, a través del
controlador 50 de interfaz, al dispositivo de control 4, después de
lo cual el dispositivo de control 4 excita de manera correspondiente
el bloque de potencia 3, a través de la línea 38.
Los demás pulsadores 55, 56 pueden usarse, por
ejemplo, para seleccionar distintos parámetros de soldadura, es
decir, por ejemplo, al accionar el pulsador 55, el dispositivo de
visualización 23 salta del parámetro de soldadura del valor de
corriente al diámetro del alambre de soldar, etc., de modo que en el
dispositivo de visualización 23 se indique el diámetro ajustado o
predefinido del alambre de soldar. Ahora, accionando el pulsador
55, el usuario podrá consultar los distintos parámetros de
soldadura. Para ello, por ejemplo, es posible que los pulsadores 55
y 56 se usen para distintos sentidos de marcha para pasar los
distintos parámetros de soldadura. Mediante un soplete 10 de este
tipo, el usuario tiene la posibilidad de seleccionar y ajustar
todos los parámetros de soldadura disponibles desde el soplete
10.
La diferencia con los sopletes 10 conocidos por
el estado de la técnica, con un dispositivo de entrada 22 y un
dispositivo de visualización 23 dispuestos en el soplete 10,
consiste en que los distintos elementos de mando 52 en un soplete
10 según el estado de la técnica están conectados, a través de
diversas líneas, directamente con el dispositivo de control 4,
especialmente con el control por microprocesador 24, es decir, que
por ejemplo al usar un soplete 10 según el estado de la técnica, con
una tecla de soplador, una tecla "up" y una tecla "down",
un potenciómetro, una visualización por LED o una visualización de 7
segmentos, estos elementos de mando 52 están conectados, a través
de diversas líneas, directamente al control por microprocesador 24.
Debido a las conexiones directas de los distintos elementos de mando
52 al dispositivo de control 4, una multitud de líneas se conduce a
la soldadora 1 a través del paquete de tubo flexible, de forma que
resulta un paquete de tubo flexible correspondientemente grueso con
la consiguiente limitación de la flexibilidad de la soldadora 10.
Un inconveniente esencial de las soldadoras 10 según el estado de la
técnica, consiste en que, en el caso de diferentes sopletes 10,
según el volumen de funcionamiento de los distintos sopletes 10,
también ha de construirse de forma distinta o sobredimensionada la
soldadora, especialmente la fuente eléctrica 2, para poder conectar
una gran cantidad de distintos sopletes 10 a la soldadora 1.
Además, en los sistemas según el estado de la
técnica, en los que los elementos de mando 52 están conectados
directamente con el dispositivo de control 4, en caso de una
modificación de funcionamiento de un soplete 10 debe realizarse
también una modificación en la soldadora 1, especialmente en el
sistema electrónico, por lo que se producen altos gastos por el uso
de un nuevo soplete 10 desarrollado. A fin de poder garantizar una
inmunidad correspondiente a los parásitos, los distintos elementos
del controlador deben disponerse directamente en los distintos
elementos de mando 52 o en el dispositivo de visualización 24.
Debido a la gran cantidad de líneas para los distintos elementos de
mando 52 se requiere un gran esfuerzo para antiparasitar las líneas,
resultando un aumento del tamaño de construcción del soplete 10 y,
por tanto, a su vez una limitación de la flexibilidad del soplete
10.
Puesto que, debido a las distintas estructuras
de los diferentes sopletes 10 también es posible poder realizar
distintas asignaciones de clavijas o de cables de control en los
sopletes 10 empleados en el estado de la técnica, se requiere una
configuración de hardware correspondiente de la soldadora 1 para
distintos sopletes 10, por lo que resulta un enorme aumento de los
gastos de una soldadora 1 de este tipo. Por la configuración del
soplete 10 según el estado de la técnica con las distintas líneas
unidad directamente con el dispositivo de control 4, existe también
una limitación de la funcionalidad del soplete 10, ya que para una
fabricación económica de la soldadora 1, ésta no se puede concebir
para cualquier soplete 10, porque en caso contrario, para los
sopletes 10 más diversos con las conexiones o variantes más diversas
de los elementos de mando 52 debe realizarse una configuración
correspondiente del hardware en la soldadora 1, por lo que aumentan
considerablemente los gastos, es decir, que por ejemplo al usar un
soplete 10 con sólo dos pulsadores 53, 54, existe otra excitación
de hardware que al usar un soplete 10 con cuatro o cinco pulsadores
53 a 56, porque al usar el soplete 10 con sólo dos pulsadores 53,
56 se conducen al menos dos o tres líneas al dispositivo de control
4, mientras que, al usar un soplete 10 con cuatro teclas 53 a 56,
se conducen al menos cuatro o cinco líneas al dispositivo de
control 4, por lo que el hardware de la soldadora 1 debe adaptarse a
los distintos tipos de soplete 10.
Por la configuración del soplete 10 con un bus
de datos 47 se consigue ahora que por la estandarización de las
interfaces, así como del protocolo de transferencia para el
intercambio de datos entre la soldadora 1 y el soplete 10, se pueda
emplear una asignación de clavijas del soplador, estandarizada para
los sopletes 10 más diversos, de modo que en caso de diferentes
formas de construcción de los sopletes 10 pueda mantenerse la
asignación de las clavijas del soplete, o que no sea necesario
aumentar el número de líneas entre la soldadora 1 y el soplete 10
debido a diferentes funciones de los sopletes 10 por la
transferencia en serie de datos. Por la configuración del soplete
10 según la invención, o la conexión del soplete 10 con la soldadora
1 a través del bus de datos 45, se consigue además que también
pueda suprimirse un ajuste remoto a través de un regulador remoto,
tal como se conoce por el estado de la técnica, para modificar un
parámetro de soldadura, ya que el soplete 10 puede configurarse con
las funciones más diversas, por lo que ya no es necesario el uso de
un dispositivo de ajuste remoto o de un regulador remoto. Gracias al
uso de pocas líneas, especialmente de dos a nueve líneas, para la
transferencia de datos, de una manera ventajosa se consigue que el
paquete de tubo flexible para conectar el soplete 10 con la
soldadora 1 pueda realizarse de forma muy fina, garantizando una
alta flexibilidad para el usuario y, por tanto, también una
transferencia segura de datos a través de largas distancias, tal
como es el caso, por ejemplo, al usar una soldadora 1 en
astilleros.
En caso de un nuevo desarrollo de un soplete 10
con otras funciones distintas o funciones especiales, no es precisa
ninguna modificación de hardware en la soldadora 1, porque por el
bus de datos 47 estandarizado, la transferencia de datos se realiza
en serie, de modo que en el soplete pueden disponerse cualquier
cantidad de elementos de mando 52 o cualquier cantidad de
dispositivos de visualización 23, es decir que, gracias a la
transferencia en serie de datos, los distintos procedimientos de
mando realizados en el soplete 10 son modificados por el
controlador de interfaz 50 en una señal en serie de datos o en un
protocolo de transferencia predefinido, y éste se transfiere a
través de sistema de líneas de bus 48 al dispositivo de control 4,
por lo que en caso de un nuevo desarrollo de un soplete 10, gracias
al uso del bus de datos 47 estandarizado, se puede emplear a su vez
la asignación estandarizada de clavijas del soplete, por lo que no
es necesaria ninguna modificación del hardware.
Otra ventaja de la configuración de la soldadora
1 según la invención o del soplete 10 consiste en que los distintos
componentes activos pueden estar dispuestos en el soplete 10, porque
sólo se requiere una pequeña cantidad de líneas para la
transferencia en serie de datos y, por tanto, los parásitos
registrados en el sistema de líneas de bus 48 se pueden filtrar
directamente, permitiendo una transferencia perfecta de los datos a
través del sistema de líneas de bus 48. Evidentemente, es posible
realizar el filtrado de parásitos a través de un software
correspondiente.
Asimismo, es posible realizar diferentes
variantes de los sopletes 10, porque la transferencia de datos está
estandarizada a través del sistema de líneas de bus 48, de forma que
sólo el sistema operativo o el software de la soldadora 1 ha de
adaptarse a las nuevas variantes del soplete 10 y, por tanto, ya no
hace falta ninguna modificación de hardware en la soldadora 1.
Mediante una configuración de este tipo, el usuario tiene un
considerable ahorro de gastos, porque al usar sopletes 10
novedosos, el usuario los puede conectar con la soldadora 1 antigua
por el uso del bus de datos 47, por lo que no se producen costes por
modificaciones de hardware de la soldadora 1. Gracias a la
transferencia en serie de datos se consigue también un ahorro de
distintas líneas de control del sistema de líneas de bus 48, porque
por la transferencia estandarizada de datos, especialmente por la
transferencia en serie de datos se requiere sólo una pequeña
cantidad de líneas.
Se consigue también un ahorro de gastos en los
desarrollos de sopletes 10 porque, por la reunión de los componentes
activos y pasivos para la transferencia de datos en el área del
soplete 10, se puede estandarizar la estructura del circuito y, por
tanto, para los sopletes 10 más diversos se puede emplear siempre la
misma estructura con diferentes funciones.
Asimismo, existe la posibilidad de que, al usar
un bus de datos 47, en la soldadora 1 sea posible un control de
componentes externos a través del mismo, es decir que, por ejemplo,
al incorporar una soldadora 1 en un robot de soldar o una máquina
automática de soldar, la soldadora 1, especialmente el dispositivo
de control 4, se pueda acoplar con el robot de soldar o la máquina
automática de soldar, especialmente con su control, a través del
bus de datos 47, permitiendo un intercambio de datos entre la
soldadora 1 y el robot de soldar o la máquina automática de soldar.
Para ello, por ejemplo, es posible que al usar la soldadora 1, en
una línea de producción o en una instalación de fabricación para la
industria automovilística, el movimiento de los distintos
componentes sea controlado a través de la soldadora 1, es decir, que
por ejemplo después de finalizar un proceso de soldadura, la
soldadora 1, a través del bus de datos 47 de la línea de producción
o la instalación de fabricación, especialmente del dispositivo de
control o control PLC o control de ordenador, empleado para la
línea de producción o la instalación de fabricación, emite una
señal, de forma que el dispositivo de control pueda reconocer que
ha finalizado el proceso de soldadura de la soldadora 1, iniciándose
el siguiente transporte del componentes que se acaba de
mecanizar.
También es posible que mediante la disposición
de una interfaz externa éste pueda usarse para conectar la
soldadora 1 con un ordenador, de forma que a través del bus de datos
47 puedan efectuarse modificaciones de software. Igualmente, es
posible que mediante la disposición del dispositivo de control 4 y
del bus de datos 47 estandarizado en la soldadora 1, al emplear una
soldadora 1 en una empresa de montaje para otros componentes, como
por ejemplo para una mesa giratoria, etc., éstos puedan controlarse
a través del dispositivo de control 4 de la soldadora, pudiendo
suprimirse otros dispositivos de control adicionales para los otros
componentes.
Al usar un bus de datos 47, además se consigue
que los otros componentes necesarios para la soldadora 1 como, por
ejemplo el aparato de avance de alambre 11, etc., asimismo puedan
excitarse a través del bus de datos 47 o el sistema de líneas de
bus 48. Esto está representado, por ejemplo en la figura 2 mediante
otro controlador de interfaz 57 dispuesto en el bus de datos 47, es
decir que al conectar el aparato de avance de alambre 11 con el
controlador de interfaz 57 se puede realizar un intercambio en serie
de datos entre el dispositivo de control 4 y el aparato de avance
de alambre 11. La ventaja consiste en que, ahora, el aparato de
avance de alambre 11 ya no se conecta con el dispositivo de control
4 a través de líneas individuales - tal como se conoce por el
estado de la técnica - sino que, el control se realiza mediante el
uso del bus de datos 47 estandarizado, por lo que queda garantizado
un ahorro de líneas, así como una transferencia fiable de los
datos. De esta manera, se consigue la posibilidad de poder emplear
diferentes aparatos de avance de alambre 11, porque por el uso del
bus de datos 47 se debe realizar sólo una modificación de software
en el dispositivo de control 4 para la adaptación al aparato de
avance de alambre 11.
Evidentemente, es posible disponer otros
controladores de interfaz 57 en el bus de datos 47, especialmente
en el sistema de líneas de bus 48, por lo que a través del bus de
datos 47, desde el dispositivo de control 4 pueda controlarse
cualquier cantidad de componentes.
Evidentemente, es posible emplear en lugar del
bus de datos eléctrico 47 cualquier otro sistema de transferencia
conocido por el estado de la técnica, es decir, que por ejemplo, en
lugar de líneas eléctricas, puedan emplearse también uno o varios
conductores ópticos, de modo que el intercambio de datos se realice
a través del fotoconductor, en cuyo caso se garantiza una alta
inmunidad a los parásitos, porque ya no han de considerarse las
influencias eléctricas durante la transferencia de datos a través
del conductor óptico. En caso de una configuración de este tipo de
un bus de datos 47 a través de un conductor óptico, los distintos
controladores de interfaz 49, 50 y 57 deben estar adaptados al
sistema de líneas correspondiente.
Además, es posible proveer diferentes tipos de
sopletes 10, dado el caso, con diferentes dispositivos de entrada
22 y/o dispositivos de visualización 23, estando dispuestos los
mismos dispositivos de derivación, especialmente los mismos
controladores de interfaz 49, 50, 57, para la conexión al bus de
datos 47, por lo que se puede emplear una multitud de sopletes 10
configurados de forma distinta.
Asimismo, existe la posibilidad de poder
conectar el bus de datos 47 con un dispositivo de mando externo.
Para ello, el dispositivo de mando presenta el dispositivo de
entrada 22 y/o el dispositivo de visualización 23, de modo que se
pueda realizar un control de la soldadora 1, especialmente el ajuste
de los distintos parámetros de soldadura a través del elemento de
mando. El elemento de mando puede conectarse, independientemente del
paquete de tubo flexible, con un paquete de tubo flexible propio, a
la soldadora 1, especialmente al bus de datos 47. Asimismo, es
posible configurar el dispositivo de mando de tal forma que éste se
pueda unir, por ejemplo a través de un dispositivo de sujeción u
otros medios de fijación, con el soplete 10. Para ello, a su vez,
como es el caso en las descripciones precedentes, es posible
conectar el dispositivo de entrada 22 y/o el dispositivo de
visualización 23, durante el proceso de soldadura, con el
dispositivo de control 4 para la transmisión de las señales de
control a través del bus de datos 47, de tal forma que incluso
durante el proceso de soldadura, sea posible modificar los
parámetros de soldadura, para que el usuario pueda realizar una
adaptación óptima del proceso de soldadura.
Evidentemente, es posible que la transferencia
de datos se realice, al menos en zonas parciales de la soldadora 1,
con los componentes de la soldadora 1, especialmente con el soplete
10 o con componentes externos de forma inalámbrica, por ejemplo a
través de señales de luz tales como señales infrarrojas. Sin
embargo, para la transferencia inalámbrica de datos, se usa un
protocolo de transferencia estandarizado o unitario de los distintos
componentes, de forma que los usuarios dispongan de una alta
flexibilidad al usar una soldadora 1 de este tipo. Para ello, por
ejemplo, también es posible que al usar varias soldadoras 1, a cada
soldadora 1 se asigne una identificación propia, de forma que por
dicha identificación se produzca una asignación de los datos. Esta
identificación es depositada por cada componente de una soldadora
1, por ejemplo en una memoria no volátil, por lo que cada
componente al recibir datos filtra en primer lugar esta
identificación, después de lo cual, en caso de coincidencia, podrá
realizar un proceso de control correspondiente.
Asimismo, es posible que el soplete 10 presente,
adicionalmente al bus de datos 47, unos elementos de mando 52
unidos directamente con el dispositivo de control 4, especialmente
con el control por microprocesador 24, que estén unidos
directamente con el dispositivo de control 4 a través de líneas, es
decir que pueda realizarse un funcionamiento en paralelo entre el
dispositivo de entrada 22 y los elementos de mando 52 unidos
directamente con el dispositivo de control. Aquí resulta ventajoso
que al fallar el bus de datos 47 se mantengan las funciones básicas
del soplete 10, de forma que el usuario pueda realizar el proceso de
soldadura en cualquier momento. Para ello, el usuario puede
modificar los parámetros de soldadura en la soldadora 1, a través
del dispositivo de entrada y/o de visualización 21. En caso de una
configuración de este tipo, normalmente, el soplete 10 es conectado
directamente con el dispositivo de control 4 sólo con aquellos
elementos de mando 52 como, por ejemplo, el pulsador dispuesto para
iniciar un proceso de soldadura, que son imprescindibles para un
proceso de soldadura, ya que el usuario podrá realizar en cualquier
momento la modificación de los parámetros de soldadura en la
soldadora 1.
Finalmente, cabe mencionar que en el ejemplo de
realización antes descrito, algunas partes están representadas de
forma ampliada desproporcionadamente o esquemática para mejorar la
comprensión de la solución según la invención.
- 1
- Soldadora
- 2
- Fuente eléctrica
- 3
- Bloque de potencia
- 4
- Dispositivo de control
- 5
- Elemento de conmutación
- 6
- Válvula de control
- 7
- Línea de alimentación
- 8
- Gas
- 9
- Depósito de gas
- 10
- Soplete
- 11
- Aparato de avance de alambre
- 12
- Línea de alimentación
- 13
- Alambre de soldar
- 14
- Tambor de reserva
- 15
- Arco voltaico
- 16
- Pieza que se ha de trabajar
- 17
- Línea de alimentación
- 18
- Circuito de refrigeración
- 19
- Relé de sobrecarga
- 20
- Depósito de agua
- 21
- Dispositivo de entrada y/o de visualización
- 22
- Dispositivo de entrada
- 23
- Dispositivo de visualización
- 24
- Control por microprocesador
- 25
- Línea
- 26
- Línea
- 27
- Dispositivo de entrada
- 28
- Dispositivo de visualización
- 29
- Sistema de bus
- 30
- Memoria
- 31
- Línea
- 32
- Fuente de corriente invertida
- 33
- Línea de alimentación
- 34
- Línea de alimentación
- 35
- Red de alimentación eléctrica
- 36
- Línea de alimentación
- 37
- Generador de alta frecuencia
- 38
- Línea
- 39
- Línea
- 40
- Dispositivo de medición
- 41
- Derivación
- 42
- Línea
- 43
- Línea
- 44
- Dispositivo convertidor
- 45
- Línea
- 46
- Línea
- 47
- Bus de datos
- 48
- Sistema de líneas de bus
- 49
- Controlador de interfaz
- 50
- Controlador de interfaz
- 51
- Entrada y/o salida
- 52
- Elemento de mando
- 53
- Pulsador
- 54
- Pulsador
- 55
- Pulsador
- 56
- Pulsador
- 57
- Controlador de interfaz
Claims (14)
1. Dispositivo compuesto de un dispositivo de
control (4), una soldadora (1) o una instalación de soldadura, un
soplete (10) unido a la soldadora o la instalación de soldadura a
través de líneas de unión, estando dispuestos al menos un
dispositivo de entrada (22) y un dispositivo de visualización (23)
en el soplete (10), estando conectado el dispositivo de control (4)
a un bus de datos (47) en serie, especialmente un bus de campo, al
que están conectados la soldadora (1) o la instalación de soldadura
y dado el caso otros componentes de la soldadora (1),
caracterizado porque el soplete (10) está conectado al bus de
datos (47) en serie y estando dispuestos los componentes
individuales necesarios para la transferencia de datos a través del
bus de datos (47), como por ejemplo un controlador de
visualización, entradas y/o salidas analógicas y/o digitales (51),
un controlador de interfaz (49, 50, 57), etc. en el soplete
(10).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el bus de datos (47) está formado por,
por ejemplo, un CAN, Interbus-S, profibus, y
presenta una interfaz en serie, especialmente un RS 232, RS 485,
etc.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el bus de datos (47) está formado por un
sistema de líneas de bus (48) entre el dispositivo de control (4) y
el soplete (10), y al que están conectados al menos dos dispositivos
de derivación, por ejemplo controladores de interfaz (49, 50,
57).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque el dispositivo de entrada
(22) y/o el dispositivo de salida (23) dispuestos en el soplete
(10), están conectados al dispositivo de control (4) a través del
bus de datos (47).
5. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
elementos de mando (52) está conectados al bus de datos (47) a
través de entradas y/o salidas analógicas y/o digitales.
6. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se pueden
dotar distintos tipos de sopletes (10) con, dado el caso, distintos
dispositivos de entrada (22) y/o visualización (23), y están
dispuestos en cada caso unos dispositivos de derivación del mismo
tipo, por ejemplo controladores de interfaz (49, 50, 57), para la
conexión al bus de datos (47).
7. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el
soplete (10) está dispuesto un elemento de memoria acoplable con el
bus de datos (47), para definir o almacenar un código asignado al
tipo de soplete (10).
8. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de control (4) está formado por un controlador
microprocesador (24).
9. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de control (4) presenta memorias (30), que se pueden
sobrescribir o modificar, para el software, especialmente los
programas de usuario, y que se pueden conectar a una interfaz,
especialmente al bus de datos (47).
10. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de control (4) de la soldadora (1) está conectado, a
través del bus de datos (47), al menos a un dispositivo de control
de al menos un componente externo, por ejemplo un robot de soldar o
una máquina automática de soldar, etc.
11. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sistema
de líneas de bus (48) está formado por uno o más conductores
ópticos.
12. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bus de
datos (47) está unido a un dispositivo de mando externo, en el que
están dispuestos el dispositivo de entrada (22) y/o el dispositivo
de visualización (23).
13. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los datos
se transmiten, al menos en zonas parciales, de forma inalámbrica,
por ejemplo por señales ópticas tales como señales infrarrojas.
14. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de entrada (22) y/o de visualización (23) están
conectados al dispositivo de control (4) durante el proceso de
soldadura para la transmisión de señales de control a través del bus
de datos (47).
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