Устройство для автоматической сварки неповоротных стыков труб

Устройство для автоматической сварки неповоротных стыков труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации сварки неповоротных стыков труб нёплавящимся электродом. Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства за счет уменьшения габаритов сварочной горелки. Для этого осуществляют радиальные перемещения электрода приводами поступательного перемещения планшайбы. Сигнал радиального перемещения электрода формируется блоком автоматического регулирования напряжения дуги. Взаимосвязь работы приводов , выполненных на тяговых электродвигателях , обеспечивается контроллером , содержащем две схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два ключа, два генератора импульсов, кольцевой счетчик, делитель частоты и три коммутатора шаговых двигателей. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1607 А1 (19) (И) (51) 4 В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

gppgApoqmр е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ (57) Изобретение относится к автоматизации сварки неповоротных стыков труб неплавящимся электродом. Изобретение позволяет расширить технолоl (21) 3979454/25-27 .(22) 02. 11.85 (46) 07.04.87. Бюл. № 13 (72) В.А.Анкудинов и В,В.Миков (53) 621. 791; 75 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 770699, кл. В 23 К 37/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 308624, кл. В 23 K 37/02, 1970. гические возможности устройства эа счет уменьшения габаритов сварочной горелки. Для этого осуществляют радиальные перемещения электрода приводами поступательного перемещения планшайбы. Сигнал радиального перемещения электрода формируется блоком автоматического регулирования напряжения дуги. Взаимосвязь раббты приводов, выполненных на тяговых электродвигателях, обеспечивается контроллером, содержащем две схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два ключа, два генератора импульсов, кольцевой счетчик, делитель частоты и три коммутатора шаговых двигателей. 4 ил.

13016

Изобретение относится к автоматизации дуговой сварки, а именно к автоматизации сварки неповоротных стыков труб неплавящимся электродом, и может быть использовано при сварке трубопроводов.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей устройства за счет уменьшения габаритов сварочной головки. 10

Поставленная цель достигается тем, что радиальные перемещения электрода осуществляются приводами, вынесенными за пределы планшайбы, на которой установлен сварочный электрод.

На фиг. 1 показано устройство, . общий вид; на фиг. 2 — структурная схема; на фиг. 3 — блок-схема контроллера шаговых двигателей; на фиг. 4— диаграмма коррекции длины дуги с таб- 20 лицей значений сигналов на входах элементов в зависимости от углового положения планшайбы.

Устройство содержит модуль 1 сва25 рочной горелки, модуль 2 вращения,, модуль 3 перемещения по оси У, модуль 4 перемещения по оси Х. Модули. 1 — 3 связаны между собой разъемными соединениями. Модуль 1 свароч30 ной горелки содержит поворотную планшайбу 5, в которой размещен электрод и основание 6, жестко связанное с корпусом модуля 2. Последний имеет привод 7 вращения планшайбы. Модуль 3 перемещения по оси У вы- 35 полнен в виде механизма винт — гайка и имеет привод 8, модуль 4 перемещения по оси Х аналогичный и имеет привод 9. Приводы выполнены на шаговых электродвигателях.

Устройство также содержит последовательно соединенные источник 10 сва— рочного тока, блок 11 автоматического регулирования напряжения дуги, контроллер 12, управляющий шаговыми приводами 7 — 9. Контроллер 12 содержит генераторы 13 и 14 импульсов, коммутаторы 15 — 17 шаговых двигателей, последовательно соединенные делитель 18 частоты, кольцевой счетчик

19, шифратор 20, ключи 21 и 22 и две схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23 и 24.

Выход генератора 13 импульсов соединен с входом коммутатора 15 и с входом делителя 18 частоты, выход коммутатора 15 подключен к приводу 7 вращения планшайбы, первый выход шифратора 20 соединен с первым входом

07 2 схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23, второй его выход — с первым входом схемы ИСКЛЮ- .

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, третий и четвертый выходы — с входами управления ключами 21 и 22, вторые входы схемы ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 23 и схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

24 связаны с выходом блока 11 автоматического регулирования напряжения дуги, сигнальные входы ключей 21и 22 связаны с выходом генератора 14 импульсов, а сигнальные вь>ходы — с входами коммутаторов 16 и 17, управляющих соответственно приводами 8 и 9 по осям Y Х, выходы схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23 и 24 связаны с входами реверса коммутаторов 16 и 17. В качестве источника 10 сварочного тока используется выпрямитель. Блок 11 автоматического регулирования напряжения дуги выполнен в виде задатчика и датчика напряжения дуги, выходы которых подключены к входам компаратора. В приводах 7 — 9 использованы четырехфазные редукторные шаговые двигатели.

Генераторы 13 и 14 импульсов выполнены регулируемой частоты. Делитель 18 частоты выполнен на основе двоичного счетчика, кольцевой счетчик 19 — в виде 16 регистров сдвига, соединенных по кольцу. Шифратор 20 на выходе формирует четырехразрядный двоичный код, управляющий подключением-отключением и реверсом двигателей приводов 8 и 9 модулей 2 и 3. В качестве коммутаторов 15 — 17 шаговых двигателей можно использовать блоки

БУ-14Д.

Устройство работает следующим образом.

Перед сваркой производят установку электрода посредством радиального перемещения относительно планшайбы на заданный диаметр трубы, после чего закрепляют электрод в планшайбе и вращением планшайбы 5 и установочным перемещением модуля 2 по осям Х, приводят электрод в исходное для сварки положение 1 (фиг. 4).

После включения источника 10 сварочного тока планшайба 5 с электродом приводится во вращение приводом 7 и последовательно в процессе сварки занимает положения 1-16 относительно основания 6 модуля 1 (относительно координатной системы XYZ жестко связанной со свариваемым неповоротным изделием). В процессе поворота планшайбы блок 11 автоматического регули13016 рования напряжения дуги непрерывно формирует сигнал управления приводами 8 и 9. которые перемещают модуль 2 приблизительно в радиальном направлении относительно трубы, приводя сигнал рассогласования между заданным и измеряемым напряжением дуги к нулю.

Согласованная работа приводов 8 и 9 перемещения модулей 3 и 4 по осях Х, Y обеспечивается контроллером 12 ша- 1О говых приводов. Вращение планшайбы осуществляется приводом 7 по сигналам генератора 13 импульсов, которые поступают через коммутатор 15 (блок управления шаговым двигателем) на ша- 15 говый двигатель привода 7. Второй генератор 14 импульсов синхронизирует отработку возмущения по напряжению дуги приводами 8 и 9, которые управляются коммутаторами 16 и 1? и ключа- 2g ми 21 и 22. Последние определяют дискретный по времени режим отработки приводами 8 и 9 возмущения по напряжению дуги.

Делитель 18 частоты через опреде- 25 ленное число импульсов (при угловом о перемещении планшайбы на 22,5 и шаге 1,5 через 15 импульсов) формирует на входе кольцевого счетчика 19 тактовый импульс сдвига. Шифратор 20 3О ставит в соответствие с выходным сиг- . налом единицы в одном из разрядов шестнадцатиразрядного входа шифратора выходной четырехразрядный код, два разряда которого определяют состояние ключей 21 и 22, а другие два разряда — состояние элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23 и 24, по которому в заВНсНМосТН от знака отклонения напряжения дуги производится или не про- 4О изводится реверс двигателей приводов 8 и 9. В случае превышения напряжения дуги заданного компаратором блока 11 автоматического регулирования напряжения дуги формирует сигнал логичес- 45 кой единицы, который поступает на вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 23 и 24 (при U сБ компаратор формирует выходной сигнал, соответствующий логическому нулю). 50

О7 4 что позволяет минимизировать ошибку отклонения электрода от положения нормали к поверхности трубы при максимально простом алгоритме управления приводами коррекции (ошибка зависит от величины отношения эксцентриситета расположения трубы к ее диаметру и несущественно влияет на качество сварки при отклонениях угла наклона о электрода к изделию до 15 ) . .Научастках 1-2, 3-4, 5 — 6,..., 15-16 либо один, либо оба ключа 21 и 22 открыты и отработка возмущения производится либо одним (когда электрод занимает положение одной из осей Х, 7+11,25 ), либо двумя двигателями идентичных приводов 8 и 9 одновременно (когда электрод занимает промежуточное положение с одинаковым шагом по осям Х,Y).

Например, в положении электрода 7-8 при У ) У на выходе блока 11 автоматического регу.шровапил устанавливается сигнал логической единицы, который поступает на входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23 и 24, на вторые входы поступает код, соответствующий положению, т.е. на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 23 поступает 1, на вход элемента 24 — О, соответственно на входе коммутатора 16 формируется сигнал 1, а «а входе коммутатора 17

О, что соответствует перемещению модуля ? в положительном направлении Y приводом 8, и одновременно в отрицательном направлении по оси Х приводом 9. Отработка возмущения по напряжению дуги производится, с автоколебаниями относительно положения модуля 2, соответствующего Уз=ц, что однако при малом шаге перемещения по осям Х, Y (0,02 мм) не оказывает существенного влияния на процесс сварки..Таким образом, устройство позволяет стабилизировать длину дуги перемещением основания модуля 1 сварочной горелки по дискретным направлениям в дискретные интервалы времени.

Модульная конструкция устройства позволяет уменьшить диаметр основаКлючи 21 и 22 закрыты на участках положения электрода 2-3, 4-5, 6-7 и т.д., т.е. через участок (через 15 тактовых импульсов генератора 13 им-. пульсов или через тактовый импульс делителя 18 частоты). Таким образом, коррекция длины дуги приводами 8 и 9 производится дискретно по времени. ния 6 в 1,5-2 раза по сравнению с известным устройством и значительно упростить при э ом модуль 1 сварочной горелки. 3ro дает возможность .использовать устроиство в стесненных условиях, например, при сварке коллекторов с близко расположенными отводящими трубками.

1301607

Формула изобретения

Устройство для автоматической сварки неповоротных стыков труб, сО держащее сварочную горелку, установленную на планшайбе, привод вращения планшайбы относительно основания, блок автоматического регулирования напряжения дуги, вход которого связан с выходом источника сварочного тока, о т л,и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет уменьшения габаритов сварочной головки, оно дополнительно снабжено двумя приводами поступательного перемещения основания по взаимно перпендикулярным оСям и контроллером приводов, вход которого подключен к выходу блока автоматического регулирования напряжения дуги, а выходы подключены к приводам устройства, при этом контроллер приводов содержит два генератора импульсов, три коммутатора, два ключа, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, делитель частоты, кольцевой счетчик и шифратор, причем выход первого генератора импульсов через первый коммутатор связан с приводом вращения планшайбы,относительно основания и через последовательно соединенные делитель частоты и кольцевой счетчик— с входом шифратора, первый и второй выходы шифратора связаны с первыми входами соответственно первого и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий и четгертый выхо, ы дешифратора свя10 заны с управляющими входами соответственно первого и второго ключа, вторые входы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ связаны с выходом блока автоматического регулирова15 ния напряжения дуги, выход второго генератора импульсов через первый и второй ключи связан с первыми входами второго и третьего коммутаторов, второй вход второго коммутатора связан

20 с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а его выход связан с входом первого привода поступательного перемещения основания, второй вход третьего коммутатора связан с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а его выход связан с входом второго привода поступательного перемещения основания.

1301607 йг. зл. 21

Составитель В.Грибова

Редактор Н.Рогулич Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ 1181/14 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1 1

3 О

5 f

О

5 О

6 д

7 1

8 О

1О О

1f 1

12 О

O О

19 О

М О

22 Л 2О

О 1 1

О f f

1 1 и

1 1 О

О 1 О

1 О

О 1O

О и О О

1 О О

О О О о

О О

1 О

О О 1