Устройство для управления электроннолучевой сваркой

Устройство для управления электроннолучевой сваркой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккх

Соцкапнсткческки

Республик (6!) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 20. 05. 80 (2l ) 2926933/25-27 с присоеаииением заивкн М (23) Приоритет (Sl )N. Кл.

В 23 К )5/00

9эудэрстмнэьй какктэт

CCCP эо делам кзебрэтекээ и еткрытэй

Опубликоваио 23.0l.82. Бюллетень М 3

Дата опубликовании описании 25. 0 t 82 (53) УД,К 621. 791.. 75 (088. 8) (72) Авторы изобретении

/

Ю.И.Пастушенко, А.Б.Коваль, О.К.Назараттко и С.Q.Âûñîöêíé

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Зиамейи институт электросварки им. Е. О. Патона (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ CBAPKOA

Изобретение относится к сварочно- му производству, в частности к устройствам для управления электроннолучевой сваркой.

Известно устройство для управления электроннолучевой сваркой, содержащее по крайней мере один электронный излучатель, выполненньш из электронной пушки, источника ее питания и отклоняющей системы, датчик вторичноэмиссионного сигнала, выполненный из коллекторов с формирователем сигнала, блоки задания контура развертки, обработки вторично-эмиссионного сигнала и задания технологического цикла сварки, исполнительный механизм пере"

15 мещения изделий относительно электронной пушки и функционального подключенного к исполнительному механизму коммутатор.

Под воздействием магнитного поля отклоняющей системы электронный луч излучателя в известном устройстве сканирует поверхность свариваемого изделия по контуру развертки пойерек стыка. Ось контура развертки совмещается со стыком с помощью исполнительного механизма.

При пересечении электронным лучом стыка свариваемой детали модулируется поток вторичных электронов, а формирователь датчика вторично-эмиссионного сигнала формирует импульСы соответствующие пересечению электронным лучом стыка детали. Блок обработки вторично-эмиссионного сигнала представляет собой временной дискриминатор, на выходе которого формируются знакопеременные импульсы. Эти импульсы преобразуются в блоке формирования управляющего сигнала в управляющее воздействие исполнительного механи sMB

После установки на стык электронного луча блок управления технологическим циклом задает режим работы сварочному излучателю, который осуществляет сварку изделия (13.

3 89930

Недостатком данного устройства является низкое качество его работы, обусловленное отсутствием в нем обратной связи между исполнительным механизмом и блоками управления его ли" нейными перемещениями.

Известно также устройство, содержащее по крайней мере один электронный излучатель, выполненный из электронной пушки, источника ее питания и 16 отклоняющей электро-магнитной систе" мы, датчик вторично-эмиссионного сигнала, выполненный из системы коллекторов с формирователем сигнала, блоки задания контура развертки, обработ-15 ки вторично-эмиссионного сигнала и задания технологического цикла сварки, исполнительный механизм и комму" татор, дополнительно снабжено датчиком линейной перемещению изделия от- @ носительно электронной пушки, и подключенными к управляющему входу коммутатора блоком памяти и блоком формирования управляющего сигнала.

Известное устройство за счет вве- 25 дения датчика линейных перемещений изделий относительно электронной пушки, а также блока памяти и блока формирования управляющего сигнала, по зволяет осуществить обратную связь. между исполнительным механизмом и блоками управления его линейными перемещениями, и за счет этого повысить точность его работы.

В таких устройствах управления

35 электроннолучевой сваркой емкость блока памяти определяется параметрами свариваемых стыков. С целью минимизации емкости блока памяти измерения траектории стыка проводят дискретно через промежутки Х, определяемые разрешающей способностью датчика линейного перемещения, установленного в исполнительном механизме, который осуществляет взаимное перемещение

„45 электронного излучателя и свариваемой детали (2).

Однако в реальных условиях сварки существует нестабильность разделки кромок, зазора, в зоне сканирования имеются различные пленки, снижающие отношения сигнал-помеха на датчике вторичной эмиссии.

В этих условиях дискретность квантования длины изделия снижает надеж— ность слежения за стыком. Надежность слежения за стыком еще больше снижается если запись программы. (управляющих

1 ф сигналов) осуществляется в процессе сварки, Для снижения вероятности срыва слежения необходимо повышать быстродействие устройства, т.е. повышать разрешающую способность датчика линейного перемещения и необоснованно увеличивать емкость запоминающего устройства блока памяти. Это усложняет устройство и обуславливает погрешности задания программы управления.

Цель изобретения - повышение точности управления за счет уменьшения емкости блока памяти, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления электроннолучевой сваркой, содержащее по крайней мере один электронный излучатель, выполненный из электронной ушки, источника ее питания и отклоыющей электронномаг итной системы, датчик вторично-эмиссионного сигнала, выполненный из системы коллекторов с формирователем сигнала, блока задания контура развертки, обработки вторично-эмиссионного сигнала и задания технологического цикла сварки, исполнительный механизм с датчиком линейного перемещения изделия относительно электронной пушки и функционально подключенные к исполнительному механизму коммутатор, блок памяти и блок формирования управляющего сигнала, дополнительно введены реверсивный счетчик и два дешифратора, при этом выходы реверсивного счетчика подключены ко входам дешифраторов, выходы дешифраторов совместно с выходами блока формирования управляющего сигнала, дизьюнктивно соединены со входами реверсивного счетчика и подключены к управляющим входам блока задания технологического цикла сварки и блока памяти, а выход датчика линейных перемещений свариваемого изделия относительно электронной пушки подключен к управляющим входам блока памяти и дешифраторов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления электроннолучевой сваркой при изготовлении деталей с линейными стыками.

Устройство содержит по крайней мере один электронный излучатель 1, имеющий электронную пушку 2., источник 3 ее питания, отклоняющую электромагнитную систему 4, и имеет датчик 5 вторично-эмиссионного сигнала, 01 со входом исполнительного механиз" ма 11 и через сх мы ИЛИ 13, реверсивный счетчик 14, дешифратор 15 — со входом блока !б памяти, выход которого также как и выход блока IO подключен к информационному входу коммута тора 12.

При уходе стыка изделия 20 от пятна нагрева луч 18, с частотой синхронизации блока 8 вырабатываются управляющие сигналы на выходе блока !О.

Частота синхронизации выбрана таким образом, что исполнительный механизм 11 отрабатывает все возмущения, вызванные как смещением стыка от пятна нагрева, так и помехами, возникающими при приеме н обработке вторичноэмиссионного лгнала, а также нестабильностью параметров стыка (разделки кромок).

Учитывая нормальньпi закон распределения помех и их влияния на формирование управляющего сигнала блоком 10, на вход счетчика 14 поступают две взаимокомпенсирующие последовательности управляемых сигналов.

С выхода 23 исполнптельнвго механизма 11 сигналы датчика линейного перемеще ыя детали 20 осуществляют периодический опрос дешифраторов 15, эсуществляюцр х контроль числа запи1 санного в счетчик.

Разрешающая способность датчика линейного перемещения исполнительного механизма 11 выбирается исходя из обеспечения заданной точности воспроизведения траектории стыка при ступенчатой аппроксимации. В соответствии с этим требованием, число зафиксированное в счетчике не может превысить числа "+1", "-1" унитарного кода. Информации унитарного кода счетчика 14 через дешифраторы 15 записывает"я в блок !б памяти и через схемы ИЛИ 13 поступает на вычитание со счетчика 14.

В случае, когда отсутствуют помехи, состояние счетчика 14 после сигнала с выхода 23 исполнительного механизма 11 всегда будет нулевым. Íóлевое состояние счетчика желательно использовать для контроля работы устройства. В том случае, когда изменения траектории стыка не согласованы с параметрами датчика исполнитель- ного механизма 11 (установка детали на позицию сварки проведена с большой погрешностью), либо при упранле1нии действует большой уровень помех, 5 8993 включающий систему коллекторов б, подключенных к формирователю 7, блок 8 для задания контура развертки, блок 9 для обработки вторично-эмиссионного сигнала, блок IO — формирователь управляющего сигнала, исполнительный механизм включающий в себя датчик 11 линейного перемещения, коммутатор 12, выполняющие логическую операцию дизьюнкции схемы ИЛИ 13, реверсивный счет-!О чик 14, дешифраторы 15 его состояния, запоминающее устройство 16 {блок памяти ), блок 17 для задания технологического цикла сварки. На чертеже также показаны сформированный электрон- 1з ный луч 18, поток отраженных электронов 19, свариваемая деталь 20, установленная на тележке 21, которая пе— ремещается относительно корпуса 22 электроннолучевой сварочной установ- 20 кн 23 — выход датчика линейного перемещения тележки 21, 24 — дополнительные выходы дешифраторов 15.

Устройство работает следующим об;разом.

Электромагнитная пушка 2 под действием питающих напряжений источника 3 формирует луч 18 с параметрами, которые задает блок 17 для задания технологического цикла сварки, связан- 30 ный с источником 3 электронного излучателя 1.

Электронный луч 18 под действием магнитного поля системы 4, подключенный к блоку 8 для задания контура развертки, сканирует поверхность детали 20. Стык детали 20 модулирует поток вторичных (отраженных) электронов 19.

Поток 19 воспринимается датчиком 5 1! вторичных электронов. Система коллекторов 6 задает зону обзора поверхности детали 20, которая необходима для компенсации фоновой составляющей потока электронов, возникающей внутри сва рочной установки при многократных отражениях либо нри работе других излучателей.

Блок 9 обработки воспринимает нормированные сигналы формирователя 7 и формирует на выходе кодовые сигналы взаимного положения контура развертки в стыке. Блок 10 формирует управляющие сигналы на исполнительный механизм 11, который совмещает середину зоны сканирования с серединой зазора в стыке, перемещая тележку 21 с деталью 20 относительно луча 18. Вход блока 10 через коммутатор !2 связан

7 899301 в счетчике 14 может накопиться число большее "+l", Такое состояние счетчика желательно использовать для блокировки процесса сварки изделия. Дешифраторы 15 при этом имеют дополнительные выходы 24, которые подключены ко входам управления блока 17.

В том случае, когда число в счетчике превысит заданное число, например "й2", автоматически по сигна,лу дешифратора устройство отключается и процесс слежения за стыком либо процесс сварки прекращается и выдается соответствующий сигнал "Отказ".

Оператор-сварщик должен проверить 1у правильность установки детали на позицию сварки и подготовку поверхности изделия под сварку. Учитывая нормальный закон распределения помех, в канале фиксации положительных и отрицательных смещений детали 20 под луч 18, реализованном на реверсивном счетчике 14.

Таким образом, в связи с введением схем ИЛИ 1 3, реверсивного счетчи- д ка 14, дешифратора 15 удалось повысить быстродействие устройства управления при первых технологическом ли,бо измерительном проходах по линии сварки при которых записывается программа управления, а также сократить емкость запоминающего устройства, что в свою очередь позволяет повысится точность управления процессом при электроннолучевой сварке.

Формула изобретения

Устройство для управлеггил электрон-,„

". < нолучевой сваркой, содержащее по крайней мере один электронный измеритель, состоящий из электронной пушки, источника ее питания и отклоняющей электронномагнитной системы, датчик вторично-эмиссионного сигнала, выполненный из системы коллекторов с формирователем сигнала, блоки задания контура развертки, обработки вторично-эмиссионного сигнала и задания технологического цикла сварки, исполнительный механизм с датчиком линейного перемещения изделия относительно электронной пушки и функционально подключенные к исполнгтельному механизму коммутатор, блок памяти и блок формирования управляющего сигнала, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления, за счет уменьшения емкости блока памяти, в него введены реверсивный счетчик и два дешифратора, при этом выходы реверсивного счетчика подключены ко входам дешифраторов, выходы дешифраторов совместно с выходами блока формирования управляющего сигнала, дизьюнктивно соединены со входами реверсивного счетчика и подключены к управляю.цим входам блока задания технологического цикла сварки и блока памяти, а выход датчика линейных перемещений свариваемого изделия относительно электронной пушки подключен к управляющим входам блока памяти и депгифраторав.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUIA Р 342б174, кл. В 23 К 15j00 1969.

2. Спьшу Г.A. и Пастушенко !О.Л.

Система для автоматического введения пучка электронов по стыку. — "Автоматическая сварка", !974, 11 - 1, с.72,73.

899301

Составитель В. Колесниченко

Редактор Г. Волкова Техред Е.Харитончик Корректор H. Стец

Заказ 120187Г7 Тираж 1150 Подписное

ВНИИП11 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35 Ра ская наб. д. 4/5 л 2

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