Устройство управления положением электросварочной горелки

Устройство управления положением электросварочной горелки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ, содержащее последовательно соединенные датчик величины сварочного тока, блок выборки и хранения минимального значения, первый блок сравнения, первый пороговый элемент, формирователь импульсов, счетный триггер, усилитель и привод перемещения горелки поперек стыка, выход датчика величины сварочного тока соединен со вторым входом первого блока сравнения .а выход формирования импульсов сое13 динен со вторым входом блока выборки и хранения минимального зна11ейия, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за. счет обеспечения наведения горелки на свариваемый стык в биссектральной плоскости, в него вйедены второй пороговый элемент, триггер , два элемента И, два времяимпульсных преобразователя и последовательно соединенные второй блок сравнения, усилитель и привод коррекции продольной осигорелки в биссектральной плоскости, при этом выход первого § блока сравнения через второй пороговый элемент соединен с одним входом триггера, другой вход которого соединен с выходом формирователя импульсов , а выход триггера соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы первого и второго элементов И соединеиь соответственно с прямым и инверснымвыходами счетного триггера, выход первого элемента И через первый времяимпульсный преобразователь соединен о с первым входом второго блока сравнения , второй вход которого через о рой времяимпульсиый преобразователь соединен с выходом второго элемента И.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,(l 9) () )> (11)4 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2.)) 3749450/25-27 (22) 07.06.84 (461 15.11.85. Бюл, ))i 42 (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) В. М. Панарин, В. С. Карпов,.

В. Mi. Мазуров и В. Ю. Войницкий .(53) 621. 79) .75 (088.8) (56) Тимченко В. А. и др., Системы автоматического наведения электрода на линию соединения с испольэовани-, 1 ем дуги в качестве датчика — Автоматическая сварка, 198), ))i 6, с. 59-64.

Авторское свидетельство СССР

))i 797564, кл. В 23 К 9/10, 1977, Авторское свидетельство СССР

)) 859071, кл, В 23 К 9/)О, )979 (прототип ). (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛО iiEHHEM ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ° содержащее последовательно соединен» ные датчик величины сварочного тока, блок выборки и хранения минимального значения, первый блок сравнения, первый пороговый элемент, формирователь импульсов, счетный триггер, усилитель и привод перемещения горелки поперек стыка, выход датчика величины сварочного тока соединен со вторым входом первого блока сравнения .а выход формирования импульсов соединен со вторым входом блока выборки и хранения минимального значения, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет обеспечения наведения горелки на свариваемый стык в биссектральной плоскости, в него вВедены второй пороговый элемент, триггер, два элемента И, два времяимпульсных преобразователя и последовательно соединенные второй блок сравнения, У усилитель и привод коррекции продольной оси горелки в биссектральной плоскости, при этом выход первого блока сравнения через второй пороговый элемент соединен с одним входом триггера, другой вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход триггера соединен с первыми входами первого.и второго элементов И, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами счетного триггера, выход первого элемента И через первый времяимпульсный преобразрватель соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого через второй времяимпульсный преобразователь соединен с выходом второго элемента И.

I 191220

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам автоматического наведения электрода на стык свариваемых кромок с использованием дуги в качестве датчи- ка при электродуговой сварке угловых и-разделенных швов; и может найти, применение в машиностроительной, судостроительной и других отраслях

10 техники.

Целью изобретения является повьппе-. .ние качества сварного соединения за счет обеспечения поведения горелки на свариваемый стык в биссектральной плоскости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления по ложением электросварочной горелки дополнительно введены второй пороговый элемент, триггер, два элемента

И, два времяимпульсных преобразователя, второй блок сравнения, усилитель и привод коррекции продольной оси горелки в биссектральной плоскости, что позволяет автоматизировать процесс сварки и обеспечить обслуживание одним оператором группы сварочных установок.. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления ЗО положением электросварочной горелки; на фиг, 2 - графики сигналов в характерных точках устройства при смещении продольной оси электросварочной горелки относительно биссектральной плоскости стыка на угол oG ; на фиг. фиг. 3. — графики сигналов при совмещении продольной оси электросварочной горелки.с биссектральной плоскостью стыка, 40

Устройство управления положением электросварочной горелки содержит датчик 1 величины сварочного тока, подключенный к шунту 2, включенному в цепь тока сварочной дуги, выход 45 датчика 1 величины сварочного тока подключен ко входу блока 3 .выборки и хранения минимального значения и одному из входов первого блока 4 сравнения, к другому входу которого . Ю подключен выход блока 3 выборки и хранения минимального значения, выход первого блока 4 сравнения подключен ко входам первого 5 порогового и второго 6 порогового элементов, выход первого порогового элемента 5 через формирователь 7 импульса подключен ко входу счетного триггера 8, входу "Сброс" блока 3 выборки и хранения и входу установки в нулевое состояние триггера 9, вход установки триггера 9 в единичное состояние соединен с выходом второго порогового элемента 6, прямой выход счетного триггера 8 через усилитель

10 подключен к приводу 11 перемещения электросварочной горелки поперек стыка, один из входов первого логического ° элемента И 12 соединен с прямым выходом счетного триггера 8, а один из входов второго логического элемента И 13 соединен с инверсным выходом счетного триггера 8, другой вход первого логического элемента .И 12 и второго логического элемента И 13 подключен к выходу триггера 9; второй блок 14 сравнения, первый вход . которого через первый времяимпульсный преобразователь 15 соединен с выходом первого. элемента И 12, а второй -вход через второй времяимпульсный преобразователь 16 — с выходом второго элемента И 2-13, выход второго блока 14 сравнения через усили- .. тель 17 подключен к приводу 18 коррек ции продольной оси электросварочной горелки относительно биссектральной плоскости стыка. Сварочный трансформатор 19 через шунт 2 подключен к электроду.

Порог срабатывания второго порагового элемента 6 определяется стабильностью сварочного процесса и величиной дисперсии сварочного тока и находится в пределах 0,3-0,8 .от порога срабатывания первого порогового элемента 5.

Устройство управления положением электросварочной горелки работает следующим образом.

Датчик 1 величины сварочного тока образует величину тока, протекающего через шунт 2 в сигнал, пропорциональный току, который формируется на его

4 выходе. Предположим, что электрод находится на горизонтапьном листе сва— риваемого углового соединения (фиг. 2) т а счетный триггер 8 имеет единичное состояние. При этом сигнал логической единицы, вырабатываемый прямым выходом счетного триггера 8, усиливается и включает привод 11 перемещения электросварочной горелки поперек ° стыка в сторону движения к вертикальной стенке. При движении электрода по горизонтальной стенке (фиг. 2) 1191220

3S длина дуги увеличивается, а величина сварочного тока уменьшается, следовательно, уменьшается сигнал на выходе датчика 1 величины сварочного тока;

Сигнал на выходе блока выборки и хра- 5 кения 3 минимального значения повторя" ет сигнал,на входе при его уменьшении и поэтому на первый и второй вход первого, блока 4 сравнения поступают одинаковые сигналы а сигнал на его

У выходе равен нулю. При переходе электрода с горизонтальной стенки на вертикальную и движении по верти« кальной стенке длина дуги уменьшается, ток увеличивается и сигнал на выходе датчика I величины сварочного тока начинает возрастать, . При этом с блок выборки и хранения 3 минимально го значения выделяет минимальное значение сигнала и сохраняет это 20 значение на своем выходе. Таким образом, на один вход первого блока 4 сраннения с выхода 3 поступает сигнал, соответствующий минимальному значению величины сварочного тока э с при перемещении электрода с горизонтальной стенки на вертикальную. а на другой - с выхода датчика 1 величины сварочного тока возрастающий сигнал. Сигнал на выходе первого 30 блока 4 сравнения начинает возрастать. Нарастание сигнала приводит сначала к срабатыванию второго порогового элемента 6,. так как его порог срабатывания {соответствует значению 1) ниже чем у первого порогового 5 элемента (соответствует

I значению ) и на выходе второго. порогового 6 элемента формируется сигнал логической единицы. Первый щ элемент И 12 начинает вырабатывать на выходе сигнал логической единицы. При дальнейшем нарастании сиг- нала срабатывает первый пороговый элемент 5, формирователь 7 импульса вырабатывает короткий импульс, который перебрасывает счетный триггер 8 в нулевое состояние. Это приводит к изменению направления движения привода ll перемещения горелки поперек стыка и электрод начинает днигаться от вертикальной стенки к горизонтальной. Одновременно импульс с выхода формирователя 7 импульса поступает на вход "Сброс" блока выборки и хранения 3 и он переходит в режим выделения минимального значения на следующем периоде колебания электрода., Этот же импульс перебрасывает триггер 9 в нулевое состояние, что приводит к окончанию:,импульса на выходе первого логического элемента И 1-12.

Таким образом, длительность импульса, поступающего на первый времяимпульсный преобразователь 15 (график 0„), соответствует времени, за которое величина сварочного тока возрастает от значения до значения 1 (фиг. 2 и 3). При движении электрода с вертикальной стенки на горизонтальную процессы в устройстве протеВ кают аналогично, но импульсный сигнал, соответстнующий времени, за которое величина сварочного тока возрастает от значения 1 до I фор-, I мируется на выходе второго логического элемента И 13 и поступает на вход второго времяимпульсного преобразователя 16.

Если электрод находится н биссектральной плоскости (фиг, 3), то длина дуги при движении как на вертикаль» ную стенку, так и на горизонтальную изменяется равномерно, следовательно, и нарастание тока происходит равномерно (график 1 св) . При этом импульсы, поступающие на первый времяимпульсный преобразователь 15 и на .второй времяимпульсный преобразователь, имеют одинаковую длительность (график U>) и на второй блок 14 сравнения поступают сигналы с одинаковой амплитудой (график UA), Сигнал рассогласонания между продольной осью электросварочной горелки и биссектральной плоскостью стыка (график Пр) равен нулю. Колебания электрода симметричны относительно оси стыка (график А).

Если электрод смещен относительно биссектральной плоскости (фиг. 2), то длина дуги при движении на верти кальной и горизонтальной стенке меняется одинаково (при смещении, показанном на фиг, 2 уменьшение длины дуги на нертикальной стенке происходит быстрее, чем на горизонтальной) и нарастание тока на стенках происходит неравномерно (график lсв1. Импульсы, поступающие на первый времяимпульсный преобразователь 15 и второй времяимпульсный преобразователь 16 различны по длительности (график UII, и на второй блок 14 сравнения поступают сигналы с различной амплитудой

1191220

4 (график U Ä . Ка выходе второго блока 14 сравнения формируется. сигнал рассогласования (график U<), пропорциональный углу К смещения продольной оси электросварочной горелки от биссектральной плоскости, Смещение продольной оси электросварочной горелки.от биссектральной !О .плоскости приводит к несимметричности поперечных колебаний относительно оси стыка и отклонения оси колебаний от оси стыка на величину, пропорциональную углу Ж смещения от 15 биссектральной плоскости стыка (на фиг. 2 величина а). Это приводит к нераг номерному проплавлению сварива емых кромок, По сравнению с прототипом устройство обеспечивает поддержание электросварочной. горелки в биссектральной плоскости стыка, что позволяет повысить качество сварного соединения, получить более равномерное проплавление кромок и заполнение стыка расплавленным металлом, симметричное расположение шва относительно свариваемых кромок и автоматизировать процесс сварки длиномерных изогнутых конструкций.

1.1!9!220 б ц

1 и ор

Составитель Г, Чайковский .Редактор Н. Горват Техред О.Ващишина Корректор В. Бутяга

Заказ 7059/11 Тираж 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

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