Устройство для управления электроннолучевой сваркой

Иллюстрации

Устройство для управления электроннолучевой сваркой (патент 899301)
Устройство для управления электроннолучевой сваркой (патент 899301)
Устройство для управления электроннолучевой сваркой (патент 899301)
Устройство для управления электроннолучевой сваркой (патент 899301)
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