Устройство для управления установкой электронно-лучевой сварки и наплавки

Устройство для управления установкой электронно-лучевой сварки и наплавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 К 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3857328/25-27 (22) 20.02.85 (46) 30.08.87. Бюл. М - 32 (71) Институт электросварки им. E.Î.Ïàòîíà (72) Б.Е.Патон, О.К.Назаренко, А.А.Бондарев, Ю.И.Пастушенко, А.А.Кайдалов, В.Д.Шелягин (SU), Георги Михайлов Младенов, Симеон Иванов Ганчев, Христо Иванов Тошев, Станислав Димитров Димов, Чавдар Малчев Георгиев и Румен Петров Баяджиев (BG) (53) 621.791.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 947818, кл. В 23 К 15/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

9 315542, кл. В 23 К 15/00, 1970. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

УСТАНОВКОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ

И НАПЛАВКИ, содержащее электронный излучатель, соединенный с приводом его перемещения, выход электронного излучателя соединен с входом блока контроля и управления, выход которого соединен с управляющим входом электронного излучателя, отклоняющую электромагнитную систему, соединенную через блок усилителей тока с блоком формирования управляющего сигнала, вход которого соединен с выходом триггера режима и вторым входом блока контроля и управления, первый и. „,SU 1333506 А1 второй входы триггера режима соединены соответственно с датчиком положения детали и датчиком вакуума, а также датчик рельефа сканируемой поверхности, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного шва и наплавки деталей за счет. повышения точности слежения за стыком, в него введены три блока , блок связи, полусумматор и последовательно соединенные инвертор, сумматор и блок сравнения, при этом первый выход блока сравнения соединен с третьим входом блока контроля и управления и третьим входом триггера режима а второй вход блока сравнер

Ж ния соединен с управляющим входом пер-вого блока памяти, выход которого соединен с входом привода перемещения электронного нэлучателн, а вход лервого блока памяти соединен с выходом полусумматора, первый вход которого 2 соединен с выходом второго блока памяти и вторым входом сумматора, вход инвертора соединен с вторым входом полусумматора и выходом третьего блока памяти, вход которого соединен с входом второго блока памяти и вторым Ql выходом блока формирования управляющего сигнала, входы управления второ- 1 . 1 го и третьего блоков памяти соединены через блок связи с датчиком рельефа сканируемой поверхности.

1 !3335

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к электронно-лучевой сварке и наплавке поршней двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано при создании автоматизированных электронно-лучевых установок.

Целью изобретения является повышение качества сварного maa и наплавки 1О деталей эа счет повышения точности слежения за стыком.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления установкой электронно-лучевой сварки 15 и наплавки.

Электронно-лучевая установка 1 имеет выходы 2-6, входы 7-9 и содержит излучатель 10 отклоняющую систему 11, датчик 12 рельефа сканируемой 2о поверхности, поршень 18, установленный на позиции сварки (или наплавки), привод 14 перемещения, кинематически связанный с излучателем 10, блок

15 усилителей тока, блок 16 формиро- 25 вания управляющего сигнала, триггер

17 режима, датчик 18 установки поршня на позицию сварки, датчик 19 вакуума в камере установки и привод 20, снабженный датчиком 21 углового поло- 30 жения поршня и кинематически связанный с поршнем 13.

Устройство для управления установкой электронно-лучевой сварки и наплавки имеет блоки 22 и 23 памяти, по- 35 лусумматор 24, блок 25 памяти, блок

26 связи, сумматор 27 с инвертором .

28 на одном входе, блок 29 сравнения и блок 30 контроля и управления.

На чертеже обозначены: 31 — зона обработки поршня, например стык свариваемых кромок или зона наплавки материала под установку компрессионного кольца; 32 — пучок электронов;

33 — направление сканирования пучка

32 электронов.

Устройство работает следующим образом.

На позицию сварки установки 1 поступает поршень 13, срабатывает датчик 18 установки позиции, выход которого подключен к первому входу триггера 17 режима. Одновременно начинают работать вакуумные агрегаты (не показаны), созцавая в вакуумной камере установки l разрежение, контролируемое датчиком 19 вакуума. По достижении необходимого для работы излучателя 10 разрежения срабатывает

06 2 датчик 19 вакуума, выход которого связан с вторым входом триггера 17 режима. Наличие сигналов от датчиков

I8 и 19 приводит к срабатыванию триггера 17 режима и на его выходе появляется сигнал, поступающий на входы блока 16 формирования управляющего сигнала и блока 30 контроля и управления.

Блок 30 является блоком контроля и управления технологическим режимом работы излучателя 10. Он задает необходимые энергетические параметры пучку 32 электронов в зависимости от получаемых сигналов с триггера 17 режима излучателя 10, датчика 21 положения поршня, сумматора 27 и программы управления. После получения сигнала с выхода триггера 17 режима блок

30 контроля и управления выдает на излучатель 10 управляющие сигналы, при этом формируется пучок 32 электронов малой мощности. Под воздействием сигнала управления с блока 16 формирования управляющего сигнала изменяется ток, протекающий через обмотки отклоняющей системы 11, и пучок электронов сканирует относительно оптической сси и излучателя в направлениях 33. При пересечении пучком электронов стыка 31 свариваемых кромок происходит модуляция .излучения от поверхности изделия и датчик

12 рельефа выдает на выходе короткие отмечающие импульсы. Эти импульсы поступают на блок 26 связи, который распределяет их на два потока. Б первый поток попадают, например, четные, во второй — нечетные импульсы датчика 12 рельефа. Узел блока 26 можно реализовать с помощью счетчика с дешифратором.

Блок 16 формирования управляющего сигнала представляет собой цифроуправляемый генератор, запуск которого происходит в момент срабатывания триггера 17 режима, а остановка — в момент окончания измерений по сигналу с блока 29 сравнения. На выход б установки I с блока 16 формирования управляющего сигнала поступает код сигнала управления, поступающий на блоки 22 и 23 памяти„ Эти блоки представляют собой приемные регистры чисел, управляемые сигналами с блока

26 связи. При первом пересечении сты— ка, например,, по восходящей траектории контура развертки в блок 22 памя1333506

15

25

35 1 наплавку.

50 ти записывается текущее значение сигнала блока !6, а при втором в блок

23 записывается текущее значение сигнала управления по нисходящей траектории развертки. Эти значения с блоков 22 и 23 памяти поступают на входы полусумматора 24 и сумматора 27, на одном иэ входов которого установлен инвертор 28. С сумматора 27 снимается разность между измеренными значениями сигнала управления в моменты получения импульсов с датчика

12 рельефа. Величина этой разности должна быть равна нулю при совмещении оси неотклоненного электронного пучка со стыком, однако за счет конечной величины зазора в стыке или величины зоны наплавки, а также за счет наличия фазбвых сдвигов в цепях устройства управления, в частности в отклоняющей системе 11, эта разность принимает конечное значение.

Блок 29 сравнения сравнивает значение разности с порогом, занесенным в память блока. Если разность не превышает порог, то на выходе формируется сигнал, свидетельствующий о том, что выборки сигнала в блоки 22 и 23 памяти сделаны правильно. В том случае, когда в зоне сканирования имеются царапины и другие покрытия, приводящие к возникновению ложных импульсов с датчика !2 рельефа, величина разности с сумматора 27 превысит порог и на выходе блока 29 сравнения не сформируется сигнал управления.

По сигналу управления блока 29 сравнения величина полусуммы выборок с полусумматора 24 перез аписывается 40 в блок 25 памяти. Этот сигнал отображает величину смещения оси развертки пучка электронов от середины зазора в стыке или от серединь1 зоны наплавки поршня. При наплавке поршня выпол- 45 няется проточка, в которую устанавливают кольцо, изготовленное из легирующего материала. Этот материал переплавляют с материалом поршня. Для получения равномерного распределения легирующего материала в теле поршня

f необходимо, чтобы пучок электронов устанавливался на середину кольца.

Сигнал с блока 25 памяти поступает на электромеханический привод 14 перемещения, который смещает излучатель так, что ось развертки совмещается с серединой зазора в стыке. Одновременно блок 29 сравнения выдает сигнал на триггер 17 режима, который устанавливается в нулевое положение.

Появление нуля на выходе триггера 17 режима блокирует работу блока !6 формирования сигнала управления и эадает новый режим работы блоку 30 контроля и управления.

Блок 30 контроля и управления формирует сигналы управления излучателем 10, выводя его на режим сварки, воспринимает сигналы датчика 21 углового положения поршня и автоматически изменяет через оборот поршня режим работы излучателя — косметическое заглаживание сварного шва, а затем выдает команду на выгрузку сваренного поршня и установку новой заготовки поршня.

После подачи нового поршня на позицию сварки срабатывает датчик 18 установки поршня, который включает привод 20 вращения поршня, и цикл работы устройства управления повторяется.

Сварка поршней относится к серийному производству, при котором важным параметром является использование средств вычислительной техники. В устройстве управления все узлы являются цифровыми, и выполняемые ими функции могут быть запрограммированы и выполняются с помощью микропроцессора.

Предлагаемое устройство управления позволяет автоматически осуществлять подачу детали в технологическую камеру, поиск и совмещение электронного пучка со стыком, сварку и

1333506

Составитель Г.Чайковский

Техред В.Кадар Корректор Л. Бескид

Редактор А.Лежнина.

Тираж 9!4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3908/13

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,