Способ управления положением сварочной горелки и устройство для его осуществления

Способ управления положением сварочной горелки и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано при автоматической дуговой сварке угловых соединений и соединений с разделкой кромок стыка. Цель изобретения - повышение качества сварки путем стабилизации величины катета шва. Сварочной горелке сообщают возвратно-поступательное перемещение поперек стыка с изменением направления перемещения при срабатывании датчика наезда на кромку, перемещающегося вместе с горелкой, и измеряют амплитуду колебания. При этом используют датчик с фиксированными относительно сварочной горелки точками наезда на кромку стыка. Вычисляют разность измеренного и заданного значений амплитуды колебаний и при положительном значении этой разности перемещают сварочную горелку в направлении к стыку, а при отрицательном - от стыка на величину ΔL=ΔА/N, где ΔL - величина корректирующего перемещения сварочной горелки

ΔА - величина разности измеренного и заданного значений амплитуды колебания сварочной горелки

N - коэффициент регулирования нормального перемещения сварочной горелки. В устройство, содержащее сварочную горелку с датчиком наезда на кромку, привод возвратно-поступательного перемещения горелки поперек стыка и блок управления, введены привод нормального перемещения горелки, генератор, регистр задания амплитуды колебания и формирователь сигнала направления

пащин александр николаевич

дудко сергей михайлович

кобелев сергей владимирович

подгорецкий владимир м

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 5 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ,ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4351671 /25-27 (22) 29.12.87 (46) 23.02.90. Бюл. М 7 (72) В,В. Решнюк, А.В. Чекед, Н.А. Мосендз, Ю.К. Цыганков и А.M. Верба (53) 621 .791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 859071, кл. В 23 К 9/10, 19?9. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ

СВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ И УСТРОЙСТВО ДПЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано при автоматической дуговой сварке угловых соединений и соединений с разделкой кромок стыка. Цель изобретения — повьппение качества сварки путем стабилизации величины катета шва. Сварочной горелке сообщают возвратно-поступательное перемещение поперек стыка с изменением направления неремещения при срабатывании датчика наезда на кромку, перемещающегося вместе с горелкой,и измеряют амплитуду колебания.

При этом используют датчик с фиксированными относительно сварочной горел ки точками наезда на кромку стыка.

Вычисляют разность измеренного и заИзобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано при автоматической дуговой сварке угловых соединений и соединений с разделкой кромок стыка.

2 данного значений амплитуды колебаний и при положительном значении этой раз" ности перемещают сварочную горелку в направлении к стыку, а при отрицатель" ном — от стыка на величину Q L =

= g А/n где g L — величина корректирующего перемещения сварочной горелки; Ь А — величина разности измеренного и заданного значений ам° I плитуды колебания сварочной горелки, n — коэффициент регулирования нормального перемещения сварочной горелки. В устройство, содержащее сварочную горелку с датчиком наезда на кромку, привод возвратно-поступательного перемещения горелки поперек стыка и е блок управления, введены привод нормального перемещения горелки, генератор, регистр задания амплитуды колебания и формирователь сигнала направ- % ления перемещения. Датчик имеет два изолированных электрода, закрепленньпс на сварочной горелке. Формирователь сигнала направления перемещения содержит высоковольтный источник напряжения, два формирователя сигнала наезда, связанные входами с изолированными электродами, и триггер, управляемый этими формирователями, 2 с. и

6 з.п.ф-лы, 4 ил.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем стабилизации величины катета шва.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления положением электросварочной горелки с возвратно1544534 поступательным перемещением горелки поперек стыка и с изменением направления перемещения при срабатывании датчика наезда на кромку, перемещающегося совместно с горелкой, на кромку стыка используют датчик с фиксированным относительно горелки положением точек наезда его на кромки стыка, измеряют амплитуду колебания горелки, проводят вычисление разности измеренного и заданного значений амплитуды колебания и при положительном значении этой разности перемещают горелку в осевом ее направлении к стыку, а при отрицательном — от стыка на величину

Де = где gL — величина корректирующего 20 перемещения сварочной горепки;

Д А — величина разности измеренного и заданного значений амплитуды колебания свароч- 25 ной горелки; и — коэффициент регулирования нормального перемещения горелки, величина положительная. ЗО

При фиксированном относительно го- .. релки положении точек наезда датчика на кромки стыка с величиной амплитуды колебания горелки поперек стыка жестко связано расстояние от стыка до горелки в момент прохождения электрода через стык. Стабилизация расстояния от горелки до стыка влечет эа собой стабилизацию амплитуды колебания горелки. Аналогично с величиной 40 отклонения амплитуды колебания Ь А от заданного значения жестко связана величина корректирующего перемещения сварочной горелки в ее осевом направлении Q L, необходимого для под- 4g держания значения амплитуды колебания, равной заданному значению. Зта зависимость h L и 5 А определяется коэффициентом регулирования осевого перемещения горелки п. Этот коэф.50 фициент для горелки, сориентированной в биссектральной плоскости угла разделки кромок, выбирается фиксиро-, ванным для заданного диапазона углов разделки согласно выражению

4tg -." ta

2 2 п сс а

О ЕаХ + 4 в и

2 2 где о

e(.t;ä — предельные значения диапазона углов разделки кромок, Прн этом требования к точности слежений за стыком обеспечиваются, если значения углов разделки кромок стыка находятся в пределах

2агсйВ 2(1+ g ) < - 2arctR 2(1 S ) (oC, C и где К вЂ” текущее значение угла раз3делки кромок — погрешность регулирования осевого перемещения горелки по результатам одного измерения, выраженная в относительных единицах.

Накопление погрешности слежения за стыком имеет предельное значение.

Например, для последовательного измерения амплитуды в одном полупериоде колебания и затем коррекции осевого положения горелки во втором полупериоде колебания величина накопленной погрешности определяется выражением

1 и 1-6 7 где Я вЂ” максимальная накопленная погрешность слежения за стыком, выраженная в относительных единицах.

Зто связано с тем, что накапливаемая погрешность учитывается каждый раз при очередном измерении амплиту" ды колебания. Максимальная величина ошибки слежения за стыком в нормальном направлении определяется выражением оо юах = Д оо(+ где Ь1ос тах макс но возможная ошибка слежения за стыком в нормальном направлении горелки, ДL „- величина отклонения стыка эа один период колебания..

Задание и стабилизация амплитуды колебания горелки позволяет получить строго определенное, требуемое значение ширины и катета сварного шва по всей его длине, что обеспечивает однородность шва, равномерное распределение напряжений по его длине, увеличивающее прочность сварного соеди15445

ДА

2 (tg нения, обеспечивает оптимальный расход электродной проволоки. Стабилизация положения .горелки по высоте относительно стыка и связанная с этим стабилизация вылета электро5 да позволяют стабилизировать величину сопротивления сварочного электрода и связанную с ней величину сварочного тока. Это приводит к стабильности горения дуги, температурного режима сварочной ванны, однородности структуры сварного шва по его длине, уменьшению разбрызгивания металла, увеличению качества защиты сварочной ванны защитным газом.

Кроме того, с целью увеличения точности слежения за стыком, коэффициент регулирования осевого перемещения горелки, ориентированной в бис- 20 сектральной плоскости угла разделки кромок, можно устанавливать с учетом конкретного угла разделки кромок согласно выражению

oL и= гttg где М вЂ” величина угла разделки кромок стыка.

Регулирование положения горелки по высоте, а также регулирование ее 3О амплитуды колебания в этом случае осуществляется по результатам одного измерения амплитуды, поскольку вычисление величины корректирующего нормального перемещения горелки Д L

- производится с учетом угла разделки кромок стыка точно.

На фиг. 1 дана схема, поясняющая способ управления положением сварочной горелки; на фиг ° 2 — функциональная схема устройства для управ ления положением сварочной горелки; на фиг. 3 — функциональная схема блока управления; на фиг. 4 — функциональная схема формирователя сигнала 45 наезда.

На схеме (фиг.1) изображены сва;рочная горелка,l, датчик 2 наезда на кромку, установленный на сварочную горелку 1 и имеющий фиксированные по положению относительно нее точки 3 . наезда на кромки стыка, плоскость 4 наезда датчика на кромки .несмещен) ный 5 и смещенный 6 стыки.

Способ coGToHT B TQM что свароч- у ной горелке 1, сориентированной в биссектральной плоскости угла разделки кромок, на которой установлен датчик 2 с фиксированными относитель34 6 но сварочной горелки 1 точками 3 наезда датчика на кромки стыка, сообщают возвратно -поступательное перемещение поперек стыка с изменением направления перемещения горелки 1 в момент наезда датчика 2 точками 3, перемещающимися в плоскости 4, на кромки стыка. При этом относительно несмещенного стыка 5 горелка 1 колеблется с амплитудой А, равной заданному значению, а расстояние от горелки до стыка, измеренное от плоскости 4 до стыка, равно требуемому значению L. Относительно смещенного стыка 6 горелка 1 колеблется с измененной (в данном случае увеличенной) амплитудой А + Д А. Расстояние от плоскости 4 до стыка также изменяется на величину 3 L, т.е. с величиной амплитуды колебания сварочной горелки 1 жестко связано расстояние от плоскости 4 до стыка и, в равной степени, с величиной отклонения амплитуды колебания от заданного значения Д А жестко связана величина отклонения положения сварочной горелки 1 относительно стыка Д1..

Эта зависимость Д А и Д L положена в основу способа и устройства для управления положением сварочной горелки относительно стыка.

Для стабилизации положения сварочной горелки 1 по высоте относительно стыка и связанной с ним амплитуды колебания в каждый первый полупериод колебания измеряют его амплитуду, а в каждый второй полупериод вычисляют, с учетом угла разделки кромок стыка, величину требуемого корректирующего перемещения сварочной горелки l в нормальном по отношению к стыку направлении h L и осуществляют это перемещение на величину где ДА — величина разности измеренного и заданного значений амплитуды колебания; о . — величина угла разделки кромок стыка.

Перемещение горелки в направлении к стыку осуществляется в случае, когда измеренное значение амплитуды колебания превышает заданное значение и наоборот, — от стыка, когда измеренl544534

D — A

0(2 где L —

35 ное значение амплитуды меньше, чем заданное.

Точное вычисление величины требуемого перемещения горелки в осевом ее направлении устраняет накопление погрешности слежения за стыком.

В данном случае ошибка слежения за стыком определяется ошибкой вычисления значения а Ь и ошибкой запаздывания слежения, равной отклонению горелки от стыка за один период ее колебанйя, т.е. за время, пока производится текущее измерение амплитуды колебания и регулирование положения горелки в осевом ее направлении по предыдущему измерению. Послед" няя составляющая ошибки является определяющей и зависит от скорости отклонения стыка вдоль шва и от частоты колебания горелки.

Максимальное значение ошибки слежения горелки за стыком в осевом ее направлении равно

Ь Le +аЬоьр

1 где Ь „- величина отклонения стыка относительно горелки за один период колебания, 30

Ь Ь - величина ошибки вычисле"ое ния 6 L.

Максимальное значение ошибки слежения горелки по амплитуде колебания определяется согласно выражению а6 oc mom Ь ос то»

Для стыковых соединений с разделкой кромок и для угловых соединений с внутренним углом соединения свари- 40 ваемых деталей, т.е, с охватывающим о о точки 3 датчика 2 углом (О с о с 180 ) поддерживаемое в процессе регулирования расстояние L от горелки до стыка, измеренное от плоскости 4 наезда дат- 45 чика 2 до стыка, определяется выражением

D + À ь оС 50

2tg

L — расстояние .от плоскости 4 до стыка, 0 - "толщина" датчика 2, измеренная между его точками

3 наезда на кромку с учетом расстояния срабатывания датчика, ьБ — величина угла разделки кромок стыка.

Для угловых соединений с внешним углом соединения свариваемых деталей, т.е, с охватываемым точками 3 датчика 2 углом (l80 C 2 (360 ), поддерживаемое в процессе регулирования расстояние L измеренное,от плоскости 4 наезда датчика 2 до стыка, оп-. ределяется выражением

Величина вылета электрода, т.е. расстояние от края токоподвода к оплавляемому концу электрода, для любых указанных значений углов oL определяется выражением величина вылета электрода без учета оплавления его дугой; поддерживаемое в процессе регулирования расстояние от плоскости 4 наезда датчика 2 до стыка

"длина датчика 2 наезда на кромку, измеренная от плоскости 4 до края токоподвода °

Величина Lg берется со знаком плкс, если плоскость находится ближе к стыку, чем край токоподвода, и со знаком минус, если плоскость 4 находится дальше от стыка, чем край токоподвода.

Устройство для управления положением сварочной горелки содержит сварочную горелку l с датчиком 2 наезда на кромку, формирователь 7 сигнала направления перемещения, связанный входами с датчиком 2, а выходом — с первыми входами привода 8 возвратно-поступательного перемещения т орелки поперек стыка и блока 9 управления, подключенного вторым и третьим входами к выходам соответственно генератора 1 0 и регистра 1) задания амплитуды колебания, а первым выходом — к второму входу привода 8.

Блок 9 управления связан вторым и третьим выходами соответственно с первым и вторым входами привода 12 нормального по отношению к стоку перемещения горелки.

1544534

Датчик 2 наезда на кромку содержит первый и второй изолированные электроды 13 и 14, закрепленные на сварочной горелке 1 .

Формирователь 7 сигнала направле5 ния перемещения содержит высоковольтный источник 1 5 напряжения, первый и второй формирователи } 6 и 17 сигнала наезда, подключенные первыми входами к первому выходу высоковольт,ного источника 15, и триггер 18, Rи S-входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго формирователей 16 и 17, вторые входы которых являются соответственно первым и вторым входами формирователя 7 и подключены соответственно к первому и второму изолированным электродам 13 и 14 датчика 2. Выход триг 20 гера 18 яйляется выходом формирователя 7.

Блок 9 управления содержит реверсивный счетчик 19, связанный выходом с входом В схемы 20 сравнения, выходы 25 которой А) В и А< В подключены к входам элемента ИСКЛРЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2) и к первым входам элементов И 22 и 23, вторые входы которых связаны с выходом первого делителя 24 частоты, а 30 выходы связаны соответственно с вычитающим входом реверсивного счетчика l9 и первым входом элемента

ИЛИ 25, выход которого подключен к суммирующеМу входу реверсивного счетчика 1 9, связанного R-входом с вы35 ходом одновибратора 26 и входом триггера 27, выход которого связан с первым входом третьего элемента

И 28. Третьи входы первого и второго элементов И 22 и 23 подключены к выходу инвертора 29, соединенного входом с входом одновибратора 26 и первым входом четвертого элемента

И 30, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 25, а второй вход связан с третьим входом третьего элемента И 28 и выходом второго делителя 31 частоты, который входом связан с входом первого делителя 24 частоты. Выход элемента

ИСКЛОЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ 21 связан с четвертым входом третьего элемента И 28.

Вход инвертора 29, вход второго делителя 31 и вход А схемы 20 сравне55 ния являются, соответственно, первым, вторым и третьим входами блока

9 управления, а выход второго делителя 31, выход А В схемы 20 и выход третьего элемента И 28 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока 9.

Первый делитель 24 частоты состоит из управляемого делителя 32 частоты, с первым входом которого через функциональный преобразователь 33 связан регистр 34 установки угла разделки кромок стыка. Второй вход и выход управляемого делителя 32 являются, соответственно, входом и выходом данного делителя.

Формирователи 17 и 18 сигнала наезда содержат одновибратор 35, связанный входом с вьгходом оптоэлектронного ключа 36, к первому входу которого подключены последовательно соединенные первый резистор 27, первый диод 38, конденсатор 39, второй диод 40 и второй резистор 41 . Первый и второй диоды 38,40 обращены анодами к конденсатору 39, причем к аноду первого диода 38 подключен катодом третий диод 42, анод которого и второй вход оптоэлектронного ключа 36 связаны с общим проводом. Выход одновибратора 35 является выходом формирователя 17 (18), а второй резистор 41 и анод второго диода 40 являются, соответственно, первым и вторым его входами.

Устройство работает следующим образом.

Сварочная горелка 1 с помощью привода 8 перемещается поперек стыка

l свариваемых деталей. При наезде датчика 2 на кромку стыка формирователь 7 сигнала направления перемещения вырабатывает сигнал управления приводом 8 противonоложноro знака.

При этом осуществляется реверсирование перемещения сварочной горелки 1.

В результате этого сварочная горелка

1 совершает колебательные перемещения между кромками стыка. Скорость этого перемещения задается генератором 10, с выхода которого сигнал требуемой частоты через блок 9 управления поступает на второй вход при. вода 8 возвратно-поступательного перемещения горелки поперек стыка. По выходному сигналу формирователя 7 блоком 9 управления производится измерение амплитуды колебания горелки и сравнение ее с заданным через регистр 11 значением. По разности значений амплитуд блок 9 производит вы1544534

12 числение требуемого значения осевого перемещения сварочной горелки 1, необходимого для поддержания заданного значения амплитуды колебания горелки

5 и требуемого значения вылета электро1 да. Осевое перемещение сварочной горелки 1 осуществляется приводом 12, на первый вход которого с блока 9 поступает сигнал направления осевого перемещения, а на второй вход — сигнал разрешения осевого перемещения, частотой которого определяется скорость этого перемещения.

Датчик 2 наезда на кромку с двумя ! изолированными электродами 13 и 14 представляет собой высоковольтный датчик расстояния и функционирует следующим образом. При подходе (наезде) изолированного электрода 13 (или 14) к кромке стыка на расстояние, при котором между электродом и кромкой стыка происходит высоковольтный пробой, формирователь 7 сигнала направления перемещения фиксирует его как сигнал наезда на кромку стыка. Изменением расстояния между изолированными электродами 13 и 14 и изменением их положения относительно сварочной горелки 1 в осевом ее на- 30 правлении производится установка требуемого значения вылета электрода.

Для длительной работы в условиях высокой температуры и электрозрозии изолированные электроды 13 и 14 выполняются из тугоплавкого электропроводного материала.

Формирователь 7 сигнала направления перемещения работает следующим

06pBsoM С ВысОкОВОльтнОГО источника 40

15 через формирователи 1 6 и 17 на изолированные электроды 13 и 14 датчика 2 поступает высокое напряжение.

В случае возникновения высоковольтного пробоя между электродами 2 и сва- 45 риваемыми деталями формирователями 16 и 17 производится выделение и нормирование по напряжению и длительности сигналов наезда на кромку стыка.

Выходными сигналами формирователей

16 и 17 опрокидывается триггер 1 8, выходной сигнал которого является сигналом направления возвратно-по,, ступательного перемещения горелки поперек стыка.

Формирователь 17 (18) сигнала наезда работает следующим образом. В случае отсутствия наезда датчика 2 на кромку стыка происходит заряд кон-, денсатора 39 высоким напряжением, поступающим с первого выхода высоковольтного источника 15 через,первьФ вход данного формирователя ) 7 (18), второй резистор 41, второй диод 40, третий диод 42 и общий провод, с которым связан второй выход высоковольтного источника 15. Высоковольтный источник 15 может быть либо переменного, либо постоянного напряжения. В последнем случае к первому входу данного формирователя он должен подключаться минусом, а к общему проводу. — плюсом. При заряде конденсатора 39 диод 38 заперт незначительным отрицательным напряжением, равным падению напряжения на открытом третьем диоде 42. Конденсатор 33 заряжается минусом к второму диоду 41, а плюсом — к первому и третьему диодам 38 и 42. При этом ток через вход оптоэлектронного ключа 36 не протекает и на его выходе и выходе одновибратора 35 присутствуют нулевые сигналы. При наезде датчика,2 на кромку стыка и возникновении высоковольтного пробоя между изолированным электродом 13 (14) и свариваемой деталью, связанной с общим проводом, происходит разряд конденсатора 39 через второй вход данного формирователя 17 (18), связанный с ним изолированный электрод 13 (14) и дуговой промежуток на общий провод с одной стороны, а с другой через первый диод 38, первый резистор 37, первьм вход оптоэлектронного ключа и его второй вход — на общий провод. Первый резистор 37 ограничивает величину тока разряда конденсатора через вход оптоэлектронного ключа 36. В результате прохождения тока через вход оптоэлектронного ключа 36 на

его выходе появляется сигнал логической единицы, которым запускается одновибратор 35. Последний формирует импульс нормированной длительности и амплитуды, который является сигналом . наезда на кромку стыка.

Блок 9 управления выполнен для управления шаговыми приводами и рабо. тает следующим образом. На второй его вход поступают тактовые импульсы с выхода генератора 10, которые через второй делитель 31 частоты поступают на первый выход блока 9, а также через третий элемент И 28на третий выход данного блока. Эти

13 шийся на выходе инвертора 29, теперь разрешает прохождение тактовых импульсов через первый, второй и третий элементы И 22, 23 и 28. Поэтому при измеренном значении амплитуды колебания, большем, чем заданное, сигнал логической единицы с выхода

А (В схемы 20 разрешает прохождение тактовых импульсов с второго входа блока 9 через первый делитель 24 частоты и первый элемент И 22 на вычитающий вход реверсивного счетчика

19. Эти импульсы уменьшают содержимое счетчика до равенства значений содержимого реверсивного счетчика

19 и заданного значения амплитуды колебания (А = В). Др момента наступления этого равенства элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21 разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода второго делителя 31 через третий элемент И 28 на третий выход блока, разрешающих осевое перемещение сварочной горелки 1. Сигнал логического нуля на выходе А > В схемы

20 сравнения, поступающий в это время через второй выход блока 9 на первый вход привода 12, указывает на необходимость осевого перемещения сварочной горелки 1 в направлении к стыку. При измеренном значении амплитуды колебания, меньшем, чем заданное, сигнал логической единицы с выхода А> В схемы 20 сравнения разрешает прохождение тех же тактовых импульсов через второй элемент

И 23 на суммирующий вход реверсивного счетчика 19, увеличивающих его содержимое до равенства этого содержимого заданному значению. Сигнал логической единицы.на выходе А ) В схемы 20 в этом случае указывает на необходимость осевого перемещения горелки в направлении от стыка.

После наезда датчика 2 на другую кромку стыка.на первом входе блока

9 появляется сигнал логической единицы, по которому вновь обнуляется реверсивный счетчик 19 и повторно измеряется амплитуда колебания сварочной горелки. !

Процесс измерения амплитуды колебания и .регулирование осевого положе. ния сварочной горелки относительно стыка повторяются.

При одинаковых линейных перемещениях сварочной горелки 1 за один шаг

1 544534 14 два выхода являются стробируюшими, разрешающими перемещение приводам

8 и 12, причем на первом выходе блока 9 тактовые импульсы присут5 ствуют всегда, разрешая приводу 9 поперечное к стыку перемещение сварочной горелки 1, а на третьем em выходе, разрешающем осевое перемещение горелки„- только при наличии выработанных данным блоком разрешающих сигналов.

В исходном состоянии, после включения блока 9, производится установка в нулевое состояние выхода 15 триггера 27, препятствующего прохождению тактовых импульсов через третий элемент И 28 на третий выход;— данного блока (цепи нулевой установки на схеме не показаны) ° При по- 20 явлении сигнала логической единицы на первом входе блока 9 одновибратор 2б вырабатывает короткий импульс (на сигнал логического нуля одновибратор 26 не реагирует). Этот им- 25 пульс обнуляет реверсивный счетчик

)9 и устанавливает в единичное состояние выход триггера 27. При этом выходным сигналом логического нуля инвертора 29 блокируется первый, второй и третий элементы И 22,23 и

И 28, а через четвертый элемент И 30 и элемент ИЛИ 25 с выхода второго делителя 31 поступают тактовые импульсы на суммирующий вход обнуленного реверсивного счетчика 19. Последний подсчитывает количество тактовых импульсов, пропорциональное величине перемещения сварочной горелки 1 поперек стыка. После наезда датчика 2 40 на кромку стыка сигнал логической единицы на первом входе блока 9 меняется на сигнал логического нуля, препятствующий. поступлению тактовых импульсов иа суммирующий вход ревер- 45 сивного счетчика 1 9, в который, таким образом, записалось в первом полупериоде колебания горелки количество импульсов, пропорциональное ее амплитуде колебания. 50

Во втором полупериоде колебания схемой 20 производится сравнение поступающего на ее В-вход с выхода реверсивного счетчика 19 измеренного значения амплитуды колебания с установленным на.ее А-входе требуемым значением, поступающим через третий вход блока 9 с регистра 11 °

Сигнал логической единицы, появив1544534 16 ляет стабилизировать режим сварки по всей длине сварного шва, а стабилизация амплитуды колебания горелки позволяет получать по всей его дли5 не требуемое стабильное значение ширины и величины катета шва, чем в значительной степени определяется качество сварных соединений .

К1 где К1,K2 — коэффициент деления соответственно первого и второго делителей 24 и

31 частоты; о — величина угла разделки кромок стыка.

Первый делитель 24 частоты работает следующкм образом.

В регистр 34 установки угла разделки кромок стыка зацисьгвается теКущее значение угла разделки кромок

И с его выхода код этого угла поступает на вход функционального преобразователя 33. Последний преобразует код угла разделки кромок стыка оС

В управляющий код коэффициента деления управляемого делителя 32. Этот код формируется согласно выражению

К1 = Ictg ), К2 с4. где K), К2 — коэффициенты деления соответственно первого и второго делителей 24 ! и 31 частоты; ь . — величина угла разделки кромок стыка.

„ Выходной код функционального преобразователя поступает на первый вход управляемого делителя 32, на второй вход которого поступают тактовые импульсы с выхода генератора

l0. Выходной сигнал управляемого делителя 32, а значит, и первого делителя 24 имеет частоту>в KI раз меньшую, чем их входной сигнал.

Для достижения максимально возможной точности слежения стьпсосварочную горелку необходимо ориентировать в биссектральной плоскости угла разделки кромок стыка.

Таким образом, в течение каждого периода колебания горелки осуществляется регулирование ее положения по высоте относительно стыка и поддерживается заданная амплитуда колеба" ния . Стабилизация вылета электрода при отклонении стыка относительно горелки за счет технологических допусков изготовления, сборки и позиционирования свариваемых деталей позво15 как поперек стыка, TBK и в осевом ее направлении, коэффициенты деления первого и второго делителей 24 и 31 устанавливаются согласно отношению

10 формула изобретения

1, Способ управления цоложением сварочной горелки, при котором сварочной горелке сообщают возвратнопоступательное перемещение поперек стыка с изменением направления перемещения при срабатывании датчика наезда на кромку, перемещающегося совмес20 тно с горелкой, измеряют амплитуду колебания, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем стабилизации величины катета шва, производят вычисле25 ние разности измеренного и заданного значений амплитуды колебания и при положительном значении этой разности перемещают сварочнук горелку по направлению к стыку, а при отрицательном — от стыка на величину

ЬЕ и где QL — величина корректирующего перемещения сварочной горелки>

6А — величина разности измеренного и заданного значений амплитуды колебания сварочной горелки

40 и — коэффициент регулирования нормального перемещения сварочной горелки.

2. Способ по. п. 1, о т л и ч а.юшийся тем, что коэффициент регу4 лирования перемещения сварочной горелки и в направлении к стыку выбирается согласно выражению п = 2(tg — ), фС

50 где o4 — величина угла разделки кромок стыка свариваемых деталей.

3. Устройство для управления положением сварочной горелки, содержащее сварочную горелку с датчиком наезда на кромку, привод возвратнопоступательного перемещения горелки .поперек стыка и блок управления, р т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 17

1 544534

25 с целью повышения качества сварки путем стабилизации величины катета шва, в него дополнительно введены привод нормального перемещения сварочной горелки, генератор, регистр

5 задания амплитуды колебания и формирователь сигнала направления перемещения, при этом выходы датчика наезда на кромку связаны с входами формирователя сигнала направления перемещения, выход которого связан с первым входом привода возвратнопоступательного движения и первым входом блока управления, второй и третий входы блока управления связаны соответственно с выходами генератора и регистра задания амплитуды колебания, первый выход блока управления связан с вторым входом привода возвратно-поступательного перемещения, второй и третий выходы блока управления — с первым и вторым входами привода нормального перемещения сварочной горелки.

4. Устройство по и .3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что датчик наезда иа кромку содержит первый и второй изолированные электроды, закрепленные на сварочной горелке. 30

5. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь сигнала направления перемещения содержит высоковольтный источник напряжения, первый и второй формирователи сигнала наезда и триггер, R.— и S-входы которого подключены к выходам соответственно первого и вто— рого формирователей сигналов наезда, первые входы которых связаны с первым выходом высоковольтного источника напряжения, второй выход которого, а также свариваемые детали связаны с общим проводом, причем выходом формирователя сигнала направления перемещения является выход триггера, а его первым и вторым входами, связанными соответственно с первым и вторым изолированными электродами датчика на-. езда на кромку, являются вторые входы соответственно первого и второго формирователей сигнала наезда.

6. Устройство по п. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, ч го приводы перемещения горелки выполнены шаговыми, а блок управления содержит ре-, ! версивный счетчик, триггер, две делителя частоты, четыре элемента И, элемент ИЛИ, инвертор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одновибратор и схему сравнения, вход В которой связан с информационным выходом реверсивного счетчика, а выходы А(В и А > В подклю чены соответственно к первому и второму входам элемента HCKIlXl×ÀË1tEÅ ИЛИ и к первым входам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых связаны с выходом первого делителя частоты, а выходы — соответственно с вычитающим входом реверсивного счетчика и первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, связанного Р-входом с выходом одновибратора и входом триггера, выход которого связан с первым входом третьего элемента И, второй вход которого совместно с третьими входами первого и второго элементов И подключены к выходу инвертора, соединенного входом с входом одновибратора и с первым входом четвертого элемента И, подклкченного выходом к второму входу элемента ИЛИ, а вторым входом связан с третьим входом третьего элемента И и вь|ходом второго делителя частоты, который входом связан с входом первого делителя частоты, выход элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ связан с четвертым входом третьего элемента И, причем входы инвертора и второго делителя частоты и выход А схемы сравнения являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, а выход второго делителя частоты, выход А) В схемы сравнения и выход третьего элемента И яняются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока управления.

7. Устройство по и. 5, о т л и— ч а ю щ е е с R тем, что формирователь сигнала наезда содержит два резистора, три диода, конденсатор,оптоэлектронньп» клкч и одновибратор, связанный входом с выходом оптоэлектронного ключа, к первому входу которого подключены последовательно соединенные первый резистор, первый диод, конденсатор, второй диод и второй резистор, а с вторым входом связан общий провод, с которым также связан анодом третий диод, катод которого подклкчен к проводу, соединяющему анод первого диода и конденсатор, причем второй резистор и провод, соединяющий анод второго диода и

19 > 544534 20 конденсатор, являются соответственно циональный преобразователь и регистр первым и вторым входами формирова- установки угла разделки кромок стытеля сигнала наезда, а его выходом ка, связанный через функциональный является выход одновибратора.

5 преобразователь с первым входом уп"

8. Устройство по и. 6, о т л и равляемого делителя частоты, второй ч а ю щ е е с я тем, что, с целью вход и выход которого являются соотувеличения точностислежения за стыком, ветственно входом и выходом первого первый делитель частоты содержит функ- делителя частоты.

1544534

Составитель В. Покровский

Теехред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Редактор А. Шандор

Заказ 457 Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101