Устройство для автоматической сварки фигурных поверхностей

Устройство для автоматической сварки фигурных поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .Союз Советских

Социалистических

Ресттублии (}!)691262 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18,.1,2,75(21) 2300855/25-27 (51) М. Кл.

В 23 K 9/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Гасударетавкнай каматат

СССР ае делам кзебретвнкЯ, и аткритаЯ

Опубликовано 15.з 0.79, Бюллетень М 38 (53) УДК 621.792. ,75.03 (088,8) Дата опубликования описания 20.10.79 (72) Авторы изобретения

В. Ф. Трефилов и P. Н. Катков

Горьковский политехнический институт им. А. A. Жданова

° ° (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ

ФИГУРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к устройствам для автоматической свартти фи- гурных поверхностей.

Известно устройство, содержащее при-

; 5 вод поворота горелки, устройство сравнения заданной и истинной скорости сварки, устройство сравнения заданного и истин:.ного напряжения дуги и устройство фор.та

:мирования управляющих сигналов приводов. Для исключения влияния привода поворота горелки на работу приводов вертикального и горизонтального перемещения в известных системах обеспечивают сов- 1 падение центра поворота горелки с точкой сварки на изделии. Для этой цели используют достаточно сложные механизмы поворота горелки (например, типа параллелограммов), которые загромождают зону сварки, затрудняют размещение привода подачи црисвдочной проволоки и требуют точной настройки. При неточной установке центра поворота горелки относительно точки сварки система становится неустоек. чивой и неработоспособной.

Целью изобретения является ликвида- ция влияния привода поворота горелки на работу приводов вертикального и гори:зонтального перемещений при смещении центра поворота горелки относительно ,,точки сварки и упрощение механизма поворота горелки.

Поставленная цель достигается т м, что предлагаемое устройство дополнительно снабжено устройством суммирования,, двумя источниками напряжении, двумя блоками умножения, устройством выявления сигнала, пропорциойального косинусу угла поворота горелки относительно нормали к поверхности, измерителем скорости поворота горелки, а устройство сравнения заданной и истинной скорости снабжено добавочным выходом, при этом один вход устройства суммирования соединен с дуговым промежутком, другой — с первым источником напряжения, равного сумме приэлектродных напряжений дуги, и на691262

30 пряжения, равного произведению среднего за время сварки градиента дуги на начальную величину смешения вдоль оси электрода центра поворота горелки относительно конца электрода, а выход устройства суммирования соединен со входом первого блока умножения, второй вход которого связан с устройством выявления сигнала, пропорционального косинусу угла ошибки привода поворота горелки относительно !О нормали к поверхности, а выход первого блока умножения соединен со входом устройства формирования управляющих сигналов, второй вход которого соединен со вторым источником напряжения, равного 15 произведению среднего за время сварки градиента дуги на требуемое расстояние от центра поворота горелки до точки сварки, при этом добавочный вход устройства сравнения заданной и истинной ско- 20 рости сварки связан с выходом второго блока умножения, входы которого соединены с измерителем скорости поворота горелки и устройством выявления сигнала, пропорционального косинусу угла

25 ошибки привода поворота горелки относительно нормали к поверхности, а выход— с устройством формирования управляющих, :сигналов приводов.

Кроме того, первый блок умножения выполнен в виде последовательно соединенных модулятора и демодулятора, причем модулятор связан с источником опорного напряжения, фаза которого равна уг0

35 лу наклона поверхности, а демодулятор связан с источником напряжения, фаза которого равна углу поворота горелки.

На фиг. 1 показан механизм поворота горелки который используется в предлач

40 гаемом устройстве; на фиг. 2 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 диаграмма скоростей и перемещений горелки при смещении центра поворота горелки относительно точки свар45 ки; на фиг. 4 — блок-схема одного из возможных вариантов включения устройства выявления сигнала, пропорционального косинусу угла поворота горелки относительно нормали к поверхности и пер50 вого блока умножения; на фиг. 5 — блоксхема одного из возможных вариантов включения устройства выявления сигнала, йройорционального косинусу угла поворота горелки относительно нормали к поверх55 ности и второго блока умножения.

Устройство для автоматической сварки фигурных поверхностей содержит сварочную горелку 1, привод 2 вертикального перемещения, привод 3 горизонтального перемещения, привод 4 поворота горелки, редуктор 5 привода горелки, устройство

6 суммирования, устройство 7 выявления сигнала, пропорционального косинусу угла поворота горелки относительно нормали к поверхности, соединенное с первым блоком 8 умножения, устройство 9 формирования управляющих сигналов приводов, устройство 10 сравнения заданной и истинной скорости сварки, второй блок

1l умножения, связанный с измерителем

12 скорости поворота горелки и устройством 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Сварочная горелка перемещается по вертикали приводом 2 вертикального перемещения со скоростью V>, по горизонтали приводом 3 горизонтального перемещения со скоростью Vx è поворачивается приводом 4 поворота горелки через редуктор 5 со скоростью Я..

Если точка А поворота горелки не совпадает с точкой О сварки, то изменение длины дуги происходит не только за счет перемещения горелки по вертикали и горизонтали, но и за счет поворота горелки относительно нормали к поверхности на угол P . В этом случае для напряжения дуги можно записать выражение

Ы i(V„co@<„-V„ finaL„)Ch, где U — сумма приэлектродных падек ний напряжений дуги;

К ) — градиент дуги; — расстояние от центра поворота горелки (точка А) до конца электрода (точка В);. — заданная (исходная) длина

00 дуги;

- угол наклона поверхности.

Чтобы исключить влияние привода поворота горелки на приводы вертикального и горизонтального перемещений, необходимо подать в них сигналы, пропорциональные только тому изменению длины дуги, которое вызывается скоростями этих nput водов V> н Чк, т.е. K Цсоъс/

vO

+xsiANn) ° ° Для этого необходимо по1ф строить устройство в соответствии с уравнением

691262 6

5 о

Ug Ug

=("а V„+XàЕ),ш " Каie+ Е, что достигается введением устройства суммирования, на вход которого поданы напряжения Ug U» и Х устройства 7 выявления сигнала, пропорционального косинусу угла Р-А -ЯО-а, и первого блока 8 умножения, входы которого соединены с устройствами 6 и 7. Выход первого блока 8 умножения связан се входом устройства 9 формирования управляющих сигналов приводов, куда одно- временно подано напряжение Xg(0+8 ).

Кроме изменения длины дуги при смещении центра поворота относительно точ, ки сварки, поворот горелки со скоростью

52 вызывает изменение суммарной скорости перемещения конца электрода отно го сительно свариваемой поверхности (изменение скорости сварки).

В этом случае суммарная скорость сварки равна

U„-Y„mw„4 v„st" w„ 62(Ь Р,)о) соЮ

Чтобы исключить влияние привода пово рота горелки на скорость сварки, нужно суммарную скорость приводов 2 и 3 уменьшить на величину Я.(Е+Сдо)соя т.е. зо подать в устройство 9 сигнал, равнйй

Е„-V,-V„-Я(Е+Е, УЗ, дос» гается введением в устройство 10 сравнения заданной V и истинной ско0 рости сварки сигнала со второго бпока з5

11 умножения, входы которого соединены с измерителем 12 скорости поворота горелки, вырабатывающим сигнал Я(Р+ Я, и устройством 7, вырабатывающим сигнал соя,Ь . Один из возможных вариантов вы- 4о полнения устройства выявления косинуса угла ф первого и второго блоков умножения представлены на фиг, 4, 5. Выполнение операции выявления сов/3 и умножения его íà (U — V< i Cf5 ется за счет последовательно включенных модулятора 13 с опорным напряжением

М S A(A. + d „) с фазой, равной углу пово рота горелкй К.„, и демодулятора 14, опорным напряжением, имеющим фазу с, + 90О. На вход модулятора подано напряжение (Уй - V < Ф В.Кй ). В результате на выходе демодулятора получим напряжение

К, (Uð-U„ i 8 Ky)cos(w„-À„-90 )

= <,(Vg -U„+ Ы д}соИ, пропорциональное требуемому. Аналогично построено устройство для получения сигнал (Р

В конечном итоге за счет предлагаемого устройства автоматической сварки фигурных поверхностей ликвидируется влияние привода поворота горелки на привод вертикального и горизонтального перемещений при смещении центра поворота горелки относительно точки сварки, что дает возможность применять простые механизмы поворота горелки.

Формула изобретении

1. Устройство для автоматической сварки фигурных поверхностей, содержащее приводы вертикального и горизонтального перемещений, привод поворота горелки, устройство сравнения заданной и истинной скорости. сварки и устройство формирования управляющих сигналов приводов, отличающееся тем, что, с целью ликвидации влияния привода поворота горелки на работу приводов вертикального и горизонтального перемещений при смещении центра поворота горелки относительно точки сварки и упрощения механизма поворота горелки, оно дополнительно снабжено устройством суммирования, двумя источниками напряжения, двумя блоками умножения, устройством выявления сигнала, пропорционального косинусу угла поворота горелки относительно нормали к поверхности, измерителем скорости поворота горелки, а устройство сравнения заданной и истинной скорости снабжено добавочным выходом, при этом один вход устройства суммиро-* вания соединен с дуговым промежутком, другой — с первым .источником напряжения, равного сумме приэлектродных напряжений дуги, и напряжения, равного произведению среднего за время сварки градиента дуги на начальную величину смешения вдоль оси электрода центра поворота горелки относительно конца электрода, а выход устройства суммирования соединен со входом первого блока умножения, второй вход которого связан с устройством выявления сигнала, пропорционального косинусу угла ошибкл привода поворота горелки относительно нормали к поверхности, а выход первого блока

di фиг.!

Фиа. 2

7 6912 умножения соединен со входом устройства формирования управляющих сигналов, второй вход которого соединен со вторым йсточйййом напряжения, равного произве дению среднего за время сварки градиента дуги на требуемое расстояние от центра поворота горелки до точки сварки, при этом добавочный вход устройства сравнения заданной и истинной скорости сварки связан с выходом второго блока 1О умножения, входы которого соединены с иэмерителем скорости поворота горелки и устройством выявления сигнала, пропорционального косинусу угла ошибки привоt да поворота горелки относительно нормали к поверхности, а выход — с устройством формирования управляющих сигналов приводов.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, первый блок умножения выполнен в виде последовательно соединенных модулятора и демс>дулятора, причем модулятор связан с источником опорного напряжения, фаза которого равна углу наклона поверхности, а демодулятор связан с источником напряжения, фаза которого равна углу поворота горелки. фигЗ

Рр si tr(apt Фpь

i /foal)cysts (Vg -V„.

Фр 5ct7/401 6 г) 1)2 casP (1уо l) V< si njwt 44ур 90) фиг.S

Заказ 6105/8 Тираж 1222 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Ключников

Редактор Л, Василькова Техред С. Мигай Корректор Е ЛУка