Устройство слежения за стыком

Устройство слежения за стыком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оборудованию для автоматической сварки. Цель - повышение точности слежения за счет центрального по отношению к сварочной горелке крепления датчика стыка без транспортной задержки. Катушка датчика индуктивного типа выполнена из двух основных и двух дополнительных обмоток. Основные обмотки охватывают сварочную горелку, включены встречно и сдвинуты относительно друг друга. Дополнительные обмотки включены последовательно-встречно с основными и подключены к обмотке согласующего трансформатора и резистивной цепи. Выход датчика через измерительный преобразователь подключен к приводу поперечного перемещения сварочной горелки. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 9 10 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4093463/25-27 (22 ) 10.07.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (72) А. А. Ахлынин и H. С. Калинин (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 742063, кл. В 23 К 9/10, 1977. (54) УСТРОЙСТВО СЛЕЖЕНИЯ ЗА

СТЫКОМ (57) Изобретение относится к оборудованию для автоматической сварки. Цель — повышение точности слежения за счет центрального по отношению к сварочной горелке

ÄÄSUÄÄ 14250P9 A 1 крепления датчика стыка без транспортной задержки. Катушка датчика индуктивного типа выполнена из двух основных и двух дополнительных обмоток. Основные обмотки охватывают сварочную горелку, включены встречно и сдвинуты относительно друг друга. Дополнительные обмотки включены последовательно-встречно с основными и подключены к обмотке согласующего трансформатора и резистивной цепи. Выход датчика через измерительный преобразователь подключен к приводу поперечного перемещения сварочной горелки. 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию для автоматической сварки металлических изделий, преимущественно при лазерной обработке, и может использоваться для контроля стыков без их предварительной разделки и имеющих небольшие зазоры.

Цель изобретения — повышение точности слежения за счет центрального по отношению к сварочной горелке крепления датчика., На фиг. 1 показано предлагаемое устр йство; на фиг. 2 — то же, вид сверху; н фиг. 3 — блок-схема устройства; на ф г. 4 — электрическая схема.

Горелка 1 снабжена датчиком 2, который закреплен на поверхности сопла 3 и сориe)тирован относительно изделия 4 со стыком

5, имеющим шов 6, которые пересекают з ну чувствительности датчика 2 (площадь

7 перекрытия измерительных обмоток датч ка 2) .Закрепленный на горелке 1 датчик 2 э. ектрически связан с первым входом дифф ренциально-трансформаторного моста 8, в арой вход которого подключен к выходу

r нератора 9, выходы обоих блоков 8 и 9 п дключены к входам измерительного преобр зователя 10, выход которого подключен к электрическому приводу 11, воздействуюш!ему посредством двигателя 12 и редуктора 13 на положение горелки 1.

Основные измерительные обмотки 4 и 15 с дополнительными обмотками 16 и 17 образуют индуктивную ветвь моста, связанную с другой ветвьк), содержащей резистивное плечо 18 и вторичную обмотку трансформатора 19, средняя точка резистивного делителя 20 связана с измерительным преобразователем 10 и посредством конденсатора 21 — с узлом 22. Второй вход измерительного преобразователя 10 подключен к первичной обмотке согласуюгцего трансфо р м атора 19.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии источник теплового воздействия — лазерный луч фокусируется горелкой 1 вдоль оси сопла 3 и проецируется на поверхность изделия 4 в районе стыка 5. При этом закрепленный на сопле

3 датчик 2 охватывает некоторую область, лежащую под соплом 3, включающую кромки изделия со стыком 5. В процессе сварки часть стыкового соединения под датчиком

2 образует шов 6. В исходном состоянии фокусное пятно луча наводится на стык 5.

Обмотки датчика 5 имеют прямоугольную форму и сдвинуты относительно их большей оси симметрии, образуя зону 7 чувствительности или площадь перекрытия, пересекаемую стыком 5 и разделяющую ее на две части. Размеры и геометрия зоны 7 чувствительности выбираются из конструктивных соображений и зависят от внешних размеров сопла 3, разрешающей способ ности линии стыка по кривизне и необ25009

2 ходи мой чувствительности датчика. Разделенйые стыком 5 участки плошадей изделия

4 охватываются электромагнитным полем обмоток 14 — 17, в которых наводятся вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов с обмотками дифференциально-транспортного моста 8 приводит к изменению их параметров (индуктивности, добротности), что проявляется в изменениях их ЭДС и фаз. При равенстве участков плогцадей деления разность ЭДС обмоток минимальна, а фаза результирующего сигнала при ее сравнении с опорным сигналом принимается за нулевукь

В случае нарушения равенства участков зоны 7 чу вствительности за счет ухода стыка 5 от исходного положения происходит следующее. Обмотки датчика 2, входящие в состав дифференциально-трансформаторного моста 8, питаемого от генератора 9, вырабатывают новые значения

ЭДС, результирующая ЭДС которых изменяет свою амплитуду и фазу и поступает на вход измерительного преобразователя

10, который выполняет типовые операции усиления, ограничения и сравнивания по фазе входного сигнала с опорным, а также обеспечивает преобразование фаза — постоянный ток (напряжение). Сигнал разбаланса в виде постоянного тока (напряжения) воздействует на блок управления, электрический привод 11, электродвигатель 12 и через редуктор 13 перемещает горелку 1 в новое положение, осуществляя тем самым сложение за стыком. При фазовом методе контроля влияние расстояния от горелки

1 до изделия 4 значительно снижается, поскольку обмотки датчика 2 включены между собой диффреренциально. Схема дифференциально-трансформаторного моста имеет индуктивную ветвь с обмотками

14 — 17 и резистивную ветвь 20, питаемую от вторичной обмотки согласующего трансформатора 19. B измерительную диагональ моста — узел 21 и среднюю точку резистивного делителя 20 включен конденсатор 22, величина которого совместно с параметрами индуктивной ветви определяет частоту генератора 9. В резистивном плече 18 моста установлены переменные резисторы Ri=

= l0Rq, предназначенные для разбалансировки.

Основные обмотки 14 и 15 и дополнительные 16 и 17 включены между собой последовательно-встречно, причем последние находятся во взаимно-противоположных плечах. Дополнительные обмотки 16 и 17 компенсируют выходной сигнал при наличии выступов на стыковом соединении, а также при перекосах датчика. Это достигается тем, что констру ктивно они уложены на краях основных обмоток 14 и 15 и охватывают меньшую площадь одной из сторон.

142500!) Формула изобретения

Контроль криволинейных соединений обеспечивается так, что начало стыкового соединения находится в центре зоны чувствительности, площадь которой линией стыка разделяется на неравные части. В процессе корректирующего воздействия на горелку соотношение этих площадей устанавливается равным заданному значению, например единице.

Таким образом, основным преимуществом предложенного устройства слежения является перенос зоны чувствительности датчика в центральную область теплового воздействия. Тем самым решается задача размещения чувствительного элемента на оси теплового воздействия путем охвата соплового элемента горелки и снижения теплового воздействия на датчик путем его выноса вверх по оси горелки при сохранении высокой чувствительности к изменениям положения стыка.

Устройство слежения за стыком, содержащее датчик стыка е катушкой, обмотки которой намотаны на изоляционный каркас и размещены в плоскостях, перпендикулярных оси сварочной горелки, генератор, подключенный к датчику стыка, выход которого через измерительный преобразователь подключен к . р:ц«лу шшеречно .. перемегцения сварочно: i kj)(Ihlk, отли и и>и<ееся тем, что, с целью повышения T<., ности слежения за счет центрального отношению к сварочной горелке креп .. «я датчика, устройство снабжено согласу трансформатором, цепью последова: ° соединенных перемеHHbkx резисторов:::.онденсатором, катушка датчика выполнена из двух дополнительных обмоток, расположенных одна над другой, причем основные обмотки, охватывающие сварочную горелку, сдвинуты одна относительно другой и включены между собой последовательно-встречно, а дополнительные обмотки расположены симметрично относительно общей оси симметрии основных обмоток, не охватывая ее, и включены каждая последовательно-встречно с симметрично-противоположными основными обмотками, при этом вторые концы дополнительных обмоток соединены с вторичной

20 обмоткой согласующего трансформатора и цепью последовательно соединенных переменных резисторов, общая точка основных обмоток связана с первым входом изме рительного преобразователя и через конденсатор со средней точкой цепи последовательно соединенных переменных резисторов, а выход генератора связан с первичной обмоткой согласующего трансформатора и вторым входом измерительного преобразователя.

1425009

Фи 5

Составитель В. Грибова

Редактор А. Козорнз Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 4722/14 Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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