Комбинированный датчик для сварки

 

КОМБИНИРОВАННЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ СВАРКИ, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, генератор импульсов , переключатель, первый и второй генераторы пилообразного тока, первое и второе запоминающие устройства , отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента свариваемых стыков и повьшения точности измерения положения свариваемого стыка и размера сварочной ванны, выводная клемма нагрузки соединена с первыми входами первого и второго нелинейных элементов, вторые входы которых соединены соответственно с источниками первого и второго заданного напряжения дуги, а выходы соответственно через первый и второй формирователи импульсов соединены с первыми входами первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с входами первого и второго генераторов пилообразного тока, выходы которых соединены с сигнальными входами первого и второго запоминающих устройств, управляющие входы которых соединены с выходами первого и второго ключей, а выходы через первый и второй нормирующий усилители соединены с входами первого устройства сравнения и устройства суммирования , причем выход устройства суммирования соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого соединен с источником напряжения, пропорционального требуемой ширине ванны. EHIE

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) .Su)) В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Дис. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3594772/25-27 (22) 20.05.83 (46) 30.05.84. Бюл.N920 (72) В.Ф. Трефилов, Г.И. Коробко и Ю.И. Култыгин (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А.A. Жданова (53) 621. 791. 65 (088. 8) (56) 1. Патент ФРГ -2546894, кл. В 21 Н 30/17, I976.

2. Авторское свидетельство СССР 941058, кл. В 23 К 9/10, 1980 (прототип) . (54)(57) КОМБИНИРОВАННЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ

СВАРКИ, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, генератор импульсов, переключатель, первый и второй генераторы пилообразного тока, первое и второе запоминающие устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента свариваемых стыков и повышения точности измерения положения свариваемого стыка и размера сварочной ванны, выводная клемма нагрузки соединена с первыми входами первого и второго нелинейных элементов, вторые входы которых соединены соответственно с источниками первого и второго заданного напряжения дуги, а выходы соответственно через первый и второй формирователи импульсов соединены с первыми входами первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с входами первого и второго генераторов пилообразного тока, выходы которых соединены с сигнальными входами первого и второго запоминающих устройств, управляющие входы которых соединены с выходами перво- Е го и второго ключей, а выходы через первый и второй нормирующий усилители соединены с входами первого устройства сравнения и устройства сумФ % мирования, причем выход устройства суммирования соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого соединен с источником напряжения, пропорционального требуемой ширине ванны.

1094692

Изобретение относится к сварочному производству и может быть исполь зовано при создании роботов для дуговой сварки для измерения ширины .. сварочной ванны и положения стыка.

Известно устройство, содержащее систему для колебания дуги поперек стыха, первое и второе устройства для запоминания значений напряжения

1О дуги в крайних положениях, устройство сравнения напряжений запоминающих

/ устройств, переключатель, источник питания дуги (1) .

В этом устройстве при сварке швов с разделкой или угловых швов измере-,15 ние и сравнение напряжения дуги при отклонении ее вправо и влево от стационарного положения позволяет оценить величину смещения электрода относительно стыка и скорректировать его.

Недостатками устройства являются малый ассортимент свариваемых стыков (угловые стыки и стыки с глубокой разделкой) и низкая точность.

Известно также устройство, содержащее систему для колебания дуги поперек стыка, соединенное через пере,. ключатель с генератором имнульсов, первое и второе запоминаюшие устройст. ва для запоминания напряжения дуги при отклонении ее вправо и влево от стационарного положения, устройство сравнения для сравнения этих напряжений, сигнал на выходе которого позволяет судить о положении сварочной ванны (2j . Недостатками данного устройства .: являются низкая точность получаемой информации и ограниченный ассортимент свариваемых стыков, 40

Цель изобретения — расширение ассортимента свариваемых стыков и повышение точности измерения положения свариваемого стыка и размера сварочной ванны. 45

Поставленная цель достигается тем, что в комбинированном датчике для сварки; содержащем блок колебания дуги поперек стыка, генератор импульсов, переключатель, первый и второй генераторы пилообразного тока, первое и второе запоминающие устройст ва, выводная клемма нагрузки соединена с первыми входами первого и вто55 рого нелинейных элементов, вторые входы которых соединены соответственно с источниками первого и второго заданного напряжения цуги, а выходы соответственно через первый и второй формирователи импульсов соединены с первыми входами первого и второго ключей, вторые входы которых соединены соответственно с входами первого и второго генераторов пилообразного тока, выходы которых соединены с сигнальными входами первого и второго запоминающих устройств, управляющие входы которых соединены с выходами первого и второго ключей, а выходы через первый и второй нормирующие усилители соединены с входами первого устройства сравнения и устройства суммирования, причем выход устройства суммирования соединен с первым входом второго устройства сравнения, второй вход которого соединен с источником напряжения, пропорционального требуемой ширине ванны.

На фиг. 1 изображен комбинированный датчик для сварки; на фиг.2— временные диаграммы работы элементов датчика.

Датчик содержит генератор 1 импульсов, соединенный через переключатель 2 с первым 3 и вторым.4 генераторами пилообразного тока, выходы которых соединены с блоком 5 колебания дуги поперек стыка, создающего магнитное поле в зоне дуги

6. Выводная клемма нагрузки соединена с первым входом первого нели" нейного элемента 7, второй вход которого соединен с источником, первого заданного напряжения дуги О л

Выход элемента 7 через первый формирователь 8 импульсов соединен с первым входом первого ключа 9, второй вход которого соединен с входом первого генератора 3, а выход — с управляющим входом первого запоминающего устройства 10, сигнальный вход которого связан с выходом первого генератора 3. Выводная клемма нагрузки (дуговой промежуток) связана также с первым входом второго нелинейного элемента 11, второй вход которого соединен с источником второго заданного напряжения дуги 1д . Выход элемента 11 через второй формирователь 12 импульсов соединен с первым входом второго ключа 13, второй вход которого соединен с входом второго генератора 4, а выход — с управляющим входом второго запоминающего устройства 14. Выходы устройств 10 и 14 через первый 15 и

1094692 второй 16 номирующие усилители соединены с входами первого устройства

17 сравнения и устройства 18 суммирования. Выход устройства 18 соединен с первым входом второго устройства 19 сравнения, второй вход которого связан с источником напряжения 0, пропорционального заданной ширине сварочной ванны.

Комбинированный датчик для сварки 10 работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов вырабатывает парные прямоугольные импульсы заданной частоты и длительности, сдвинутые по времени друг относительно друга на время 13 (фиг. 2 ) . Эти импульсы через переключатель 2 поступают на входы первого 3 и второго 4 генераторов пилообразного тока различной полярности (фиг.28), протекаю-, 20 щего через обмотку возбуждения блока 5 колебания дуги поперек стыка..

Это токи создают поперечное магнитное поле в зоне горения дуги 6, под действием которого дуга отклоняется 2S в одну и в другую сторону от стыка.

Направление отклонения определяется. знаком тока в обмотках возбуждения блока 5. Характер изменения напряжения дуги определяется как шириной сварочной ванны, так и положением дуги относительно стыка.

При отклонении дуги в одну сторону и достижении напряжением дуги первого заданного значения Ц1, установленного на первом нелинейном элементе 7, первый формирователь 8 импульсов формирует сигнал, поступающий на первый вход первого ключа 9, второй вход которого соединен с входом первого генератора 3, На выходе ключа 9 при наличии импульсов на пер. вом и втором входах формируется сигнал управления, поступающий на управляющий вход первого запоминающего 4> устройства 10, на сигнальный вход которого поступает сигнал, пропорциональный току генератора 3, Таким образом, на выходе устройства 10 будет напряжение, пропорциональное току „ генератора 3 в момент достижения на пряжением дуги значения i)A„.

При отклонении дуги в другую сторону и достижении напряжением дуги второго заданного значения Ь „ уста- 55 новленного на втором нелинейном элементе 11, аналогично описанному выше с помощью второго формирователя 12 импульсов, второго ключа 13 на выходе второго запоминающего устройства 14 получается напряжение, пропорI циональное току 1g генератора 4 в момент достижения напряжением дуги значения Ll< . С выхода устройства 10 напряжение поступает на первый нормирующий усилитель 15, с выхода устройст. ва 14 — на второй нормирующий усилитель 16, коэффициенты передачи кото- : рых устанавливаются таким образом, чтобы уравнять сигналы на их выходах при расположении горелки над стыком.

С выходов усилителей 15 и 16 напряжения поступают на входы первого устройства 17 сравнения и суммирующего устройства 18. Сигнал на выходе первого устройства 17 сравнения с

=4 < - kz < будет равен нулю, если горелка расположена над стыком. При смещении горелки со стыка происходит изменение величин токов и 1 и становится Ес1 Ô 0

Если ширина ванны соответствует . заданной, то напряжение на выходе устройства 18 ll - P„, < kg 1z будет равно заданному напряжению 0 . и сигнал на выходе второго устройства

19 сравнения с -- О, — U будет равна нулю. При изменении ширины ванны будут меняться токи 1 и 2 и станет Я, О.

При сварке стыкового и углового соединения выбирается 5>„= Ll< и тогда при расположении горелки над стыком за счет симметрии теплового поля дуги,= . При смещении горелки относительно .стыка симметрия нарушается, становится „ ф- и на выходе устройства 17 появляется сигнал О, величина и знак которого ойределяются величиной и направлением смещения горелки относительно стыка.

При сварке нахлесточного соединения выбирается Ug<4 Ug,причем разность напряжений LIA ЦА устанав1 ливается таким образом, чтобы было

=О при расположении горелки над стыком. Тогда опять при смещении горелки со стыка величина и знак сигнала О будут определяться величиной и направлением смещения горелки относительно стыка.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет расширить ассортимент свариваемых стыков и увеличить функциональные возможности датчика.

1094692

Заказ 3490/6 Тираж 1037

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35i Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП ."Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель E. Каватеев

Редактор В. Петраш Техред Т.Маточка Корректор Н. Бобкова