Устройство управления положением электросварочной горелки относительно стыка

Устройство управления положением электросварочной горелки относительно стыка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3749448/25-27 (22) 07.06,84 (46) 30.01.86, Бюл. Ф 4 (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) В.С. Карпов, В,M. Мазуров, В.М, Панарин и В.И, Минин (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 580959, кл. В 23 К 9/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

1087283, кл. В 23 К 9/10, 1982. (54)(57)УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА, содержащее датчик величины сварочного тока, связанный с входом полосового фильтра, колебатель дуги с датчиком направления отклонения дуги и фильтр нижних частот, связанный через усилитель с при. водом перемещения электросварочной горелки поперек стыка, о т л и ч аю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности слежения за стыком за счет компенсации фазового сдвига, устройство дополнительно снабжено компаратором, инвертором, двумя элементами И, триггером, двумя выпрямителями, двумя аналоговыми ключами, при этом выход полосового фильтра связан с входами выпрямителей и входом формирователя импульсов, выход первого выпрямителя через первый аналоговый ключ и выход второго выпрямителя через второй аналоговый ключ связаны с входом фильтра нижних частот, выход формирователя импульсов связан с первым входом второго .элемента И и через инвертор с первым входом первого элемента И, вторые входы элементов И связаны с выходом датчика отклонения направления дуги, а выходы — с входами триггера, выходы триггера связаны с управляющими входами аналоговых ключей.

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, более точно к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых швов в. среде защитного rasa и под флюсом, и может найти применение в машиностроении и приборостроении.

Целью изобретения является повышение точности слежения за стыком

sa счет компенсации фазового сдвига.

Сущностью изобретения является применение в,устройстве управления положением электросвароЧной горелки

1 относительно стыка при сварке с колебанием дуги в разделке и использованием принципа минимизации в сигнале сварочного тока составляющей с частотой колебаний дуги компенсации фазового сдвига. Введение компенсации повышает уровень сигнала рассог- 20 ласования и, соответственно, точность слежения по стыку.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства. управления положением электросварочной горелки относительно стык-; на фиг. 2 — графики, отображающие влияние фазового сдвига гармонической составляющей на сигнал рассогласования; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства. 30

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: и†сигнал на выходе датчика направления отклонения дуги; &— сигнал на выходе полосового фильтра:, Ь вЂ” сигнал на выходе синхронного детектора и его среднее значение при отсутствии фазового сдвига; < — сиг нал на выходе полосового фильтра; сигнал на выходе синхронного детектора и его среднее значение @

ic опережающим фазовым сдвигом; сигнал на выходе полосового фильтра; сигнал на выходе синхронного де( тектора и его среднее значение с отстающим фазовым сдвигом. 4 ъ

Устройство управления положением электросварочной горелки относительно стыка содержит датчик 1 величины сварочного тока, подключенный к шунту 2, включенному в цепь тока сварочной дуги, выход цатчика 1 величины сварочного тока подключен к входу полосового фильтра 3, формирователь 4 импульсов, вход которого соединен с выходом полосового фильтра 3, а выход подключен ко входу инвертора 5 и к первому входу второго элемента И 6, второй вход

675 2 второго элемента И 6 соединен с выходом датчика 7 направления от.. нения дуги, вход датчика 7 направ,пения отклонения дуги соединен с электросварочной горелкой 8, выход датчика 7 подключен к второму входу первого элемента И 9, а первый вход первого элемента И 9 соединен с выходом инвертора 5, триггер 10, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого аналогового ключа ll вход которого через первый выпрямитель 12 соединен с выходом полосового фильтра 3, а инверсный выход триггера 10 подключен к управляющему электроду второго аналогового ключа 13, вход которого соединен через второй выпрямитель 14 с выходом полосового фильтра 3, вход установки триггера 10 в единичное состояние соединен с выходом первого элемента И 9, а вход установки в нулевое состояние — с выходом второго элемента И 6, выходы аналогивых ключей 11 и 13 объединены и подключены через фильтр 15 низкой частоты, усилитель 16 на вход привода 17 перемещения электросварочной горелки 8 поперек стыка, колебатель дуги 18, предназначенный для колебания дуги поперек стыка, и сварочный трансформатор 19, питающий сварочную дугу, Устройство управления перемещением электросварочной горелки относительно стыка работает следующим образом.

Еолебатель 18 дуги электросварочной горелки 8 работает непрерывно.

Если электросварочная горелка 8 смещена относительно оси стыка, то на выходе полосового фильтра 3 выделяется гармоническая составляющая сварочного тока, характеризующая это смещение (фиг, 3 б), эта гармоническая составляющая поступает на вход формирователя 4 импульсов, на выходе которого формируется прямоугольный сигнал с длительностью импульсов, равной половине периода поступающей на вход формирователя 4 импульсов гармонической составляющей (фиг. 3 г).

Датчик 7 направления отклонения дуги формирует короткий по длительности импульс в момент максимального отклонения электросварочной горелки 8 (".,,"-:.r. 3 а), Этот импульс поступает на первый и второй элементы И 9 и 6, если в этот момент сигнал на выходе формирователя 4 импульсов положительный, то на выходе элемента И 6 формируется сигнал логической единицы, который устанавливает триггер 10 в нулевое состояние, при этом на инверсном выходе триггера 10 появляется сигнал логической единицы и открывает аналоговый ключ 13, на вход ко— торого подается отрицательный сигнал с выхода второго выпрямителя 14 (фиг. 3 в). Второй выпрямитель 14 выполнен по мостовой схеме и преобразует входной сигнал в отрицательный уровень. Сигнал с аналогового ключа 13 поступает на фильтр 15 низкой частоты, который сглаживает пульсации (фиг. 3 д), а затем поступает через усилитель 16 на привод 17 поперечного перемещения горелки. Если электросварочная горелка смещена в противоположную сторону, то на выходе полосового фильтра 3 формируется гармоническая составляющая, сдвинутая на 180 град. относительно предыдущего сигнала. На выходе формирователя 4 импульсов формируется сигнал, также сдвинутый на 180 град. (фиг. 3 ж). Сигнал с формирователя

4 импульсов проходит через инвертор

5 и поступает на элемент И 9, на второй вход элемента И 9 поступает импульс с датчика 7 направления отклонения дуги, На выходе элемента

И 9 формируется сигнал логической единицы, который устанавливает триггер 10 в единичное состояние. На прямом выходе триггера 10 находится сигнал логической единицы, который поступает на управляющий электрод первого аналогового ключа 11 и открывает его, Первый выпрямитель 12 выполнен по мостовой схеме и преобразует сигнал в положительный уровень (фиг. 3 е) ° Сигнал с выпрями207675 4 теля 12 проходит через первый аналоговый ключ 11, фильтр 15 низкой частоты (фиг. 3 з), усилитель 16 и поступает на привод 17 поперечного

5 перемещения электросварочной горелки 8. Привод 17 начинает перемещать горелку в противоположную сторону и совмещает ее с осью стыка. Если электросварочная горелка 8 находится строго над стыком, то гармоническая составляющая в сварочном токе отсутствует и на выходе полосового фильтра 3 сигнал равен нулю.

В предлагаемом устройстве среднее значение сигнала рассогласования, поступающего на вход фильтра 15 низкой частоты, определяется выражением

20 и в пределах изменения фазы гармонической составляющей сварочного тока 70 град, оно не меняется, в то время как в прототипе среднее значение сигнала рассогласования определяется ядр = U» cos Р .

Из формулы видно, что при не нулевом фазовом сдвиге уровень сигнала рассогласования при одном и том

35 же смещении горелки от стыка снижается, Таким образом, предлагаемое устройство управления положением электросварочной горелки обеспечивает полное использование сигнала рассогла-, сования, а следовательно, более высокую точность слежения при отработке начального смещения электросвароч. ной горелки, что приводит к повышению качества сварного соединения.

120767,5

1207675

120767,5

Составитель В. Покровский

Редактор Т. Порфенова Техред Т.Дубинчак Корректор В. Бутяга

Заказ 126/14 Тираж 1000 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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