Устройство управления положением электросварочной горелки относительно стыка

Устройство управления положением электросварочной горелки относительно стыка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА, содержащее последовательно соединеиш 1е датчик величины сварочного тока, полосовой фильтр, синхронный детектор, второй . вход которого связан с выходом датчика знака отклонения дуги, фильтр нижних частот,колебатель дуги последовательно соединенные усилитель и привод перемещения электросварочной горелки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности слежения, оно дополнительно содержит первый и второй аналоговые ключи, согласованный фильтр, источник опорного напряжения, компаратор, пусковое устройство, инвертор, триггер, элемент И и элемент ИЛИ, причем выход синхронного детектора связан с входами аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа через фильтр нижних частот - с первыми входами элемента ИЛИ и компаратора, выход второго аналогового ключа через согласованный фильтр - с вторьм входом элемента ШШ, выход которого соединен с входом усилителя, источник опорного напряжения связан с вторым входом компаратора, выход которого через элемент И соединен с первым входом триггера, выход пускового устройства связ с вторым входом триггера и через инвертор с вторым входом элемента И, выходы триггеров связаны с управляющими входами аналоговых ключей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WIIICI

РЕСПУБЛИК (191 (11) 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ)Ф (21) 3749449/25-27 (22) 07,06.84 (46) 30.11.85. Бюл. )) 44 (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени : политехнический институт (72) В.M. Панарин, В.С. Карпов и В.М. Мазуров (53) 62).791.75 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 580959, кл. В 23 К 9/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1087283, кл. В 23 К 9/)О, )982. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА, содержащее последовательно соединенные датчик величины сварочного тока, полосовой фильтр, синхронный детектор, второй . вход которого связан с выходом датчика знака отклонения дуги, фильтр нижних частот, колебатель дуги, - последовательно соединенные усилитель н привод перемещения электросварочной горелки, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности слежения, оно дополнительно содержит первый и второй аналоговые ключи, согласованный фильтр, источник опорного напряжения, компаратор, пусковое устройство, инвертор, триггер, элемент И и элемент ИЛИ, причем выход синхронного детектора связан с входами аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа через фильтр нижних частот - с первыми входами элемента ИЛИ и компаратора, выход второго аналогового ключа через согласованный фильтр - с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом усилителя, источ ник опорного напряжения связан с вторым входом компаратора, выход которого через элемент И соединен с первым входом триггера, выход пускового устройства связан с вторым входом триггера и через инверторс вторым входом элемента И, выходы триггеров связаны с управляющими входами аналоговых ключей.

Устройство содержит датчик 1 величины сварочного тока, подключенный к шунту 2, включенному в цепь тока сварочной дуги, выход датчика 1 величины сварочного тока подключен к входу полосового фильтра 3, синхронный детектор 4, один из входов которого соединен с выходом полосового фильтра 3, а другой - с выходом датчика 5 знака отклонения дуги. Выход синхронного детектора 4 соединен с входом первого аналогового ключа 6 и второго аналогового ключа 7, выход первого .аналогового ключа 6 подсоединен к входу фильтра 8 нижних час тот, а выход второго аналогового ключа 7 -к входу согласованного фильтра 9 нижних частот, элемент ИЛИ

)О, первый вход которого соединен с выходом фильтра 8 нижних частот, а второй - с выходом согласованного фильтра 9 нижних частот, выход эле» мента ИЛИ )О через усилитель )1 соединен с приводом )2 перемещения электросварочной горелки 13 поперек стыка, колебатель .14 дуги, триггер

)5, прямой выход которого соединен с управляющим электродом первого аналогового ключа 6, а инверсный - с . управляющим электродом второго анало. гового ключа 7, вход установки триггера 15 в единичное состояние соединен с пусковым устройством 16 ие» посредственно, а вход установки в нулевое состояние — через элемент

И 17 и инвертор 18 выход фильтра 8 нижних частот соединен с инверсным входом компаратора 19, прямой вход которого подключен к источнику 20 опорного напряжения U > .

Чзобретение относится к автомати.,ии сварочных процессов, а именно к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых швов в среде защитного газа и под флюсом. Оно может найти применение в машиностроении и кораблестроении.

Целью изобретения является повышение точности слежения за стыком.

На чертеже представлена структурная схема устройства управления положением электросварочной горелки относительно стыка.

Устройство управления перемещением электросварочной горелки относитель-но стыка работает следующим образом.

Колебатель !4 дуги электросварочной горелки 13 работает непрерывно.

194624

В начальный момент пусковое устройство 16 вырабатывает импульс, длительность которого достаточна для завершения переходных процессов в полосовом фильтре 3 и фильтре 8 нижних частот, и этот импульс устанавливает триггер 15 в единичное состояние. Оигнал "1" с прямого выхода триггера 15 поступает на управляющий я электрод первого аналогового ключа . 6 и открывает его. Если электросварочная горелка 13 смещена относитель но оси стыка, то на выходе фильтра

8 нижних частот формируется сигнал, ) который перебрасывает компаратор. !9 в нулевое, состояние, и, пройдя через элемент ИЛИ 10 и усилитель ll приводит в движение привод 12 перемещения электросварочной горелки 13

О поперек стыка. При совмещении электросварочной горелки 13 с осью стыка компаратор 19 перебрасывается и на его выходе фомируется сигнал

"1" . Если к этому моменту импульс, 2 вырабатываемый пусковым, устройством

16, закончился, то на входы эле- . мента И 17 поступают сигналы "l" и он перебрасывает триггер 15 в нулевое состояние. При этом аналоговый ключ 6 закрывается, а аналоговый ключ 7 открывается. Такое переключение означает переход работы устройства из режима отработки начального смещения в режим слежения по стыку. Если начального сме щения электросварочной горелки 13 относительно стыканет,то триггер 15 перебрасывается сразуже после окончания ,импульса, формируемого пусковым устройством 16. В режиме слежения по, стыку работает согласованный фильтр 9 нижних частот, частота среза которого определяется наибольшей кривизной соединения сваривлемых кромок. Различные возмущения, которые приводят к появлению гармонической составляющей в сварочном токе, выделяемой полосовым фильтром 3, например при сварке в районе прихваток, являются быстронарастающими и кратковремен® ными и согласованный фильтр 9 их не пропускает, в то время как смещение оси стыка от электросварочной горелки 13 происходит достаточно медленно и приводит к медленному нарастанию гармонической составляющей в сварочном токе. Этот сигнал согласованный фильтр 9 пропускает, и он приводит к перемещению электро"

II94624 сварочной, горелки 13 к оси стыка.

Наличие двух фильтров нижних частот объясняется различными требованиями к перемещению электросварочной горелки 13 при отработке начального отклонения электросварочной горелки 13 в момент пуска и в процессе слежения по стыку. В на-, чальный момент требуется высокое быстродействие, чтобы отработать начальное отклонение, что обеспечивается с помощью фильтра 8 нижних частот, частота среза у которого определяется частотой колебаний сварочной дуги, получаемых от колебателя

14, дуги, и значительно выше частоты среза согласованного фильтра 9 нижних частот. Постоянная времени фильтра 8 меньше, чем постоянная времени согласованного фильтра 9 нижних частот, и, следовательно, на его выходе уровень сигнала нарастает .значительно. быстрее. В процессе слежения, наоборот, наличие быстродействующих и кратковременных возмущений не должна приводить к ложным срабатываниям привода 12 перемещения электросварочной горелки

13 поперек стыка и к ее колебаниям относительно стыка, что обеспечивается согласованным фильтром 9 нижних частот, частота среза которого определяется наивысшей частотой, которую можно получить, если кривую линию свариваемого стыка разложить методами гармонического анализа на гармонические составляющие. При

5 этом линия свариваемых кромок предполагается неразрывной. Эта наивысшая частота практически всегда оказывается значительно ниже частоты колебаний электрода. Следовательно, согласованный фильтр 9 нижних частот имеет частоту среза значительно более низкую, чем фильтр 8 нижних частот.

Поэтому кратковременные возмущения сварочного тока, появление в нем ° гармонических составляющих в районе .прихваток не приводят к появлению сигнала на выходе согласованного фильтра 9 нижних частот и привод 12 перемещения электросварочной горел о ки 13 не срабатывает, в то время. как полезный сигнал рассогласования . проходит через него и приводит к совмещению электросварочной горелки

13 с о ью счъпса.

Таким образом, предлагаемое устройство управления положением . электросварочной горелки обеспечивает более устойчивое движение электросварочной горелки при сварке стыков ° с прихватками, исключает ложные срабатывания привода перемещения горелки поперек стыка, а следовательно, обеспечивает. более высокое качество сварного соединения.

1194624

Составитель В. Покровский

Редактор М. Циткина Техред Л.Мартяшова Корректор А. Тяско

Заказ 7357/17 Тираж !085 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