Комбинированный датчик для сварки

Комбинированный датчик для сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) g 4 В 23 К 9/10 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Хйг, „, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1094692 (2I) 3762977(25-27 (22) 29.06.84 (46) 30.05.86. Бюл. Ф 20 (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А.А. Жданова (72) В.ф. Трефилов, Г.И. Коробко и Ю.И. Култыгин (53) 621..791.75.039(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1094692, кл. В 23 К 9/10, 1984. (54)(57) КОМБИНИРОВАННЫЙ ЦАТЧИК

ДЛЯ СВАРКИ по авт. св. Ф 1094692, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повышения точности нзмерний, в него введены источник третьего заданного напряжения, третий и четвертый нелинейные элементы, третий и четвертый запоминающие устройства, третий и четвертый формирователи импульсов, третий и четвертый ключи, третий и четвертый кармирующне усилители, третье устройство сравнения и выпрямитель, причем выводная клемма нагрузки соединена с первыми входами третьего и четвертого нелинейных элементов, вторые входы которых соединены с источником третьего заданного напряжения дуги, выходы — соответственно через третий и четвертый формирователи импульсов с первымн входами третьего н четвер-. того ключей, вторые входы которых ° соединены соответственно с входами первого и второго генераторов пило образного тока, выходы которых соединены с информационными входами соответственно третьего и четвертого Q запоминающих. устройств, управляющие входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого ключей, а выходы через третий и .четвертый нормнрующие усилители — с Я входами третьего устройства сравнения, выход которого соединен с третьим входом первого устройства сравнения и через выпрямитель — с третьим входом второго устройства сравнения..

М

Изобретение относится к автоматизированному сварочному производству н может быть использовано в роботах для дуговой сварки и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. Ф 1094692.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сварочного оборудования и повышение точности .измерений. 10

Иа фиг. 1 изображена схема комбинированного датчика для сварки; на фиг. 2 — графики изменения приращений напряжения дуги U при .отИ клонении дуги в одну и другую сторону 15 при линейном изменении тока возбудителя.

Датчик содержит генератор импульсов 1, соединенный через .переключатель 2 с первым 3 и вторым 4 генера- 20 торами пилообразного тока, выходы которых соединены с блоком 5 колебания дуги поперек стыка, создающего магнитное поле в зоне дуги 6.

Выводная клемма нагрузки (дуговой 25 промежуток) соединена с первым вхо- . дом первого нелинейного элемента 7, второй вход которого соединен с источником первого заданного напряжения дуги !„ . Выход элемента 7 через первый формирователь импульсов 8 соединен с первым входом первого ключа

9, второй вход которого соединен с входом первого генератора 3, а выходс управляющим входом первого запоминающего устройства 10, информационный вход которого связан с выходом первого генератора 3.

Выводная клемма нагрузки связана также с первым входом второго нелинейного элемента 11, второй вход которого соединен с источником второго заданного напряжения дуги 0

Выход нелинейного элемента 11 через второй формирователь импульсов . 12 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 запоминающих устройства 14

50 и .10 через первый 15 и второй.)6 нормирующие усилители соединены с входами первого устройства сравнения

17 и устройства суммирования 18. Выход устройства суммирования 18 соединен с первым входом второго устройства сравнения 19, второй вход которого связан с источником напряжения

99

Ч, пропорционального заданной шйрине сварочной ванны.

Выводная клемма нагрузки связана также через вход третьего нелинейного элемента 20, третий формирователь импульсов 21 и первый вход ключа 22 с с управляющим входом третьего запоминающего устройства 23 и через первый вход четвертого нелинейного элемента

24, четвертый формирователь импульсов 25 и первый вход четвертого ключа 26 — с управляющим входом четвертого запоминающего устройства 27, вторые входы элементов 20 и 24 связаны с источником третьего заданного напряжения дуги, вторые входы ключей

22 и 26 связаны соответственно с входами генераторов 3 и 4, информационные входы устройств 23 и 27 связаны соответственно с выходами генераторов 3 и 4, а их вьмоды через третий 28 и четвертый 29 нормирующие усилители связаны с входами третьего устройства сравнения 30, выход которого связан с третьим входом устройства 17 и через выпрямитель 31 — с третьим входом устройства 19.

Комбинированный датчик для сваркиработает следующим образом.

Генератор импульсов 1 вырабатывает парные прямоугольные импульсы заданной частоты и длительности, сдвинутые по времени относительно друг друга.

Эти импульсы через переключатель 2 поступают на входы первого 3 и второго 4 генераторов пилообразного тока различной полярности, протекающего через обмотку возбуждения блока 5 колебаний дуги поперек стыка. Токи создают поперечное магнитное лоле в зоне горения. дуги 6, под действием которого. дуга отклоняется в одну и другую сторону от стыка. Направление отклонения определяется знаком тока в обмотке возбуждения блока 5. Характер изменения напряжения дуги определяется шириной сварочной ванны, положением дуги относительно стыка и отклонением оси электрода от нормали к поверхности.

При отклонении дуги под действием магнитного поля и достижении напряжением .цуги заданных значений О и

91

0„ ., установленных соответственно на

2 линейных элементах 7 и 11, формирователи импульсов 8 и 12 формируют сигналы, поступающие соответственно на первые входы ключей 9 и 13.

1234099

Однако только на выходе ключа 9; при наличии импульсов на его первом и втором входах, формируется сигнал управления, поступающий на управляющий вход первого запоминающего устрой-5 ства 10, на информационный вход которого постулает сигнал, пропорциональный току генератора 3.

Таким образом, при отклонении дуги в одну сторону на выходе устрой- 10 ства 1О будет напряжение, пропорциональное току .i, генератора 3, т.е. в момент достижения напряжения дуги значения Ря . При отклонении дуги

t в другую сторону, аналогично описанному, С помощью второго формирователя импульсов 12 и второго ключа 13 на выходе второго запоминающего устрой-. ства 14 iioii ae t" saiip i;åíèå, про.порциональное току i генератора 4 в г 20 момент достижения напряжением дуги значения 11„ .. С устройства 10 напряжение постуйает на первый нормирующий усилитель !5, с выхода устройства 14на второй нормирующий усилитель 16

25 коэффициенты передачи которых к, и

Кг устанавливаются таким образом, что-. бы уравнять сигналы на их выходах при расположении горелки над стыком.

С выходов усилителей 15 и 16 напряжение поступает на входы первого устройства сравнения 17 и суммирую-, щего устройства 18. При расположении оси электрода по нормали к поверхности сигнал на выходе первого устройства сравнения !7 F, = g i — К 1, будетЗ5 ранен нулю, если горелка расположена над стыком.При смещении горелки со стыка происходит изменение величины

H 1 H „4 О.

Если ширина ванны соответствует заданной, то напряжение на выходе устройства 18 — U = K i + К 1 будет

2 7 .равно заданному напряжению U u о сигнал на выходе второго устройства сравнения 19 — с = U — U будет

6 е равен нулю. При изменении ширины ванны будут меняться токи i и и

Е ФО.

-г

При совпадении оси электрода с нормалью характер изменения приращения напряжения дуги при действии магнитного поля различных знаков и отклонении горелки-от стыка имеет вид фиг.2а (кривые условно совмещены во времени), где участок до тачки А соответствует нахождению анодного пятна вблизи центра ванны.

При отклонении оси электрода От нормали к поверхности характер изменения кривых соответствует фиг.2б, где кривая Б соответствует отклонению дуги в сторону поднятой, а кривая  — в сторону опущенной части поверхности.

Такое изменение характера кривых, вызывает появление на выходе устройства 17 ложного с гнала д Е, под ст действием которого горелка смещается в сторону от стыка.

Аналогично происходит появление ложного сигнала аЕ на выходе устройя ства 19.

Изменение .положения оси электрода относительно поверхности и компенсации ложных сигналов устройств 17 и

19 производится следующим образом.

При отклонении дуги и достижении напряжением дуги третьего заданЪюго значения 0, установленного иа нели-. < Э нейных элементах 20 и 24, формирователи импульсов 2! и 25 формируют сигналы, поступающие соответственно на первые входы ключей 22 и 26. Однако только на выходе ключа 22 при наличии импульсов на его первом и втором входах формируется сигнал управления, поступающий на управляющий вход третьего заноминающего устройства 23, на информационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный току генератора 3. Таким образом, только при отклонении дуги в одну сторону на выходе устройства 23 будет напряжение, пропорциональное току.i генез ратора 3 в момент достижения напряжением дуги значения U

"з

При отклонении дуги в другую сто-. рону, аналогично описанному, с помощью четвертого формирователя импульсов 25 и четвертого ключа 26 на выходе четвертого запоминающего устройст45 ва 27 получается напряженке, пропорциональное току i генератора 4 в мо4

Ф мент достижения напряжением дуги значения О„

С выхода устройства 23 напряжение поступает.на третий нормирующий уси50 литель 28, с выхода устройства 27— на четвертый нормирующий усилитель

29, коэффициенты передачи которых

К, к К устанавливаются таким образом, чтобы уравнять сигналы на их выходах

55 при расположении оси электрода понормали к поверхности.

С выходов усилителей 28 и 29 наппряжение поступает на входы третьего

1234099 устройства сравнения 30. При расположении оси электрода по нормали к поверхности напряжение на выходе устройства 30 <, К, i, М„ ; = О.

При отклонении от нормали Е„ 4 0 сигнал с .выхода устройства 30 поступает на третий вход устройства 17 и компенсирует сигнал А,, вызванный отклонением оси электрода от норма- . 1О .ли. Одновременно через выпрямитель

31. сигнал поступает на третий вход устройства 19 и компенсирует сигнал ЬЕ „

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет измерять положение электрода относительно нормали к поверхности и, кроме того, повысить в 1,5-2 раза точность измерения положения горелки относительно стыка и ширины ванны.

1234099

Составитель В.Ткаченко

Техред О.Сонко

Редактор М.Бандура

Корректор А.Ференц

Тирая 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаэ 2934/14

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная,4

8у

®a>. 2 (i p f

+ *f (ii)