Устройство для автоматического копирования линии сварного соединения

Устройство для автоматического копирования линии сварного соединения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтовскомь свидетельств

Союз Советския

Социалистическии

Республик

gI> 963754 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1908ВО (21) 3001903/25-27 (51)М Кл з

В 23 К 9/10 сприсоедииеиием заявки МГосударственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0710В2 бюллетень Мо 37

Дата опубликования описания 0102В3 (53 УДК 621. 791. .75(088 ° 8) 3 и Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Вятамеии институт электросварки им. Е.О. Патона аявители (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОПИРОВАНИЯ

ЛИНИИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

1 2

Изобретение относится к области автоматизации в сварочном производстве и может быть использовано в сварочных аппаратах для автоматической дуговой или электроннолучевой сварки.

Известно устройство для копирования линии сварного соединения, содержащее привод перемещения сварочной головки, поворотный рычаг с keпирным роликом, щарнирно связанный со сварочной головкой, датчик угла поворота рычага, .датчик угла поворота ролика, первый сумматор, второй .сумматор, выход которого через блок запаздывания связан с входом привода сварочной головки, а первый вход с выходом блока запаздывания, выход датчика угла поворота ролика соединен с первьм входом первого сумматора, второй вход которого связан с выходом датчика угла поворота рычага, а выход подключен ко второму входу второго сумматора 11 3.

Известное устройство обеспечивает высокую точность копирования линии сварного соединения при поворотной связи копирующего органа.и сварочной головки. Это достигается эа счет измерения направления линии сварного соединения в точках копирования и сварки относительно прямой, соединяющей указанные точки, Йедостатком известного устройства .является его сложность и, следовательно, ограниченность его практического применения, что связано, FJlRBHHM образом, с необходимостью

)Q измерения направления линии сварного соединения в точке копирования и наличием в данном устройстве датчика уГла поворота копирного роли ка.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического направления сварочной головки по стыку, содержащее привод коррек" ции положения сварочной головки, на котором установлен датчик стыка, привод перемещения сварочной голов ки, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, связанного с блоком задания скорости, привод поступательного перемещения датчика

25 стыка относительно сварочной головки, снабженный датчиком положения, регистр сдвига, сумматор и дополнительный генератор импульсов.1 Выход регистра сдвига подключен к приводу коррекции и первому входу сумяато9б3754 ра второй вход которого соединен с выходом датчика стыка, а выход— .с информационным входом регистра сдвига. Дополнительный генератор импульсов связан с датчиком положения привода поступательного переме- 5 щения датчика стыка и с блоком задания скорости. Выход дополнительного генератора импульсов подключен к сдвигающему входу регистра сдвига Г2 1.

Копирование линии сварного соеди- IQ нения с помощью данного устройства может осуществляться в условиях, когда измерение отклонения стыка производится с помощью датчика поворота рычага, шарнирно связанного со сварочной головкой, т.е. в полярной системе координат, а коррекция положения сварочной головки по результату этого измерения — приводом поперечного его перемещения, т.е. в прямоугольной системе координат. При этом необходимость относительного перемещения датчика стыка и сварочной головки обусловлена облегчением поиска на алькой точки сварки после вывода сварочного аппарата в исходное положение, повышением маневренности датчика при сварке внутри полостей ограниченного объема, возможностью увеличения расстояния между датчиком и сварочным органом, если это допускает конструкция сваринаемого изделия.

Недостатком данного устройства является его невысокая точность .. при изменении расстояния между точками копирования и сварки, что связано с нарушением пропорциональности между значениями угла поворота рычага и соответствующими величинами поперечного перемещения сварочной 40 головки при регулировании относительного положения датчика .стыка и сварочной головки.

Целью изобретения является повышение точности копирования эа счет компенсации ошибки, обусловленной регулированием расстояния между копирующим органом и сварочной головкой.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического копирования линии сварочного соединения, содержащее привод коррекции положения сварочной головки, на которой установлен рычаг с копирующим органом, привод перемещения органа вдоль рычага, снабженный датчиком положения, датчик поворота рычага относительно оси сварочной головки, преобразователь, подключенный ко входу этого датчика, сумматор, генератор импульсов с блоком задания скорости, регистр сдвига, выход которого подключен к приводу коррекции положения сварочной головки и первому входу сумматора, сдви- 65 гающий вход подключен к генератору импульсов, а информационный вход— к выходу сумматора, дополнительно введен функциональный блок, вход которого соединен с выходом преобразователя, выход подключен ко второму. входу сумматора, а управляющий вход связан с выходом датчика положения привода перемещения копирующего органа рычага.

Структурная схема устройства для автоматического копирования изображена на чертеже.

Устройство содержит привод 1 коррекции положения сварочной головки 2, на котором установлен рычаг 3 с копирующим органом 4 на конце, привод

5 перемещения копирующего органа 4 вдоль рычага 3, снабженный датчиком б положения, датчик 7 поворота рычага 3 относительно геометрической оси сварочного органа 2, подключенный к входу преобразователя 8, генератор

9 импульсов, связанный с блоком 10 задания скорости сварки, регистр 11 сдвига, сумматор 12 и функциональный блок 13.

Выход регистра 11 сдвига подключен к приводу 1 коррекции и первому входу сумматора 12, выход которого соединен с информационным входом регистра 11 сдвига. Выход генератора 9 импульсов подключен к сдвигающему входу регистра 11 сдвига. Вход функционального блока 13 соединен с выходом преобразователя 8, выход подключен ко второму входу сумматора, а управляющий вход связан с выходом датчика б положения привода 5 перемещения копирующего органа 4 вдоль рычага 3. Один из входов блока 10 задания скорости подключен к приводу перемещения сварочного аппарата вдоль копируемой линии (на чертеже не показан).

Устройство для автоматического копирования работает следующим образом.

Сварочная головка 2 перемещается вдоль линии сварного соединения с помощью привода перемещения сварочного аппарата, скорость движения которого задается блоком 10 по сигналам генератора 9 импульсов . Текущие отклонения линии сварного соединения от положения сварочной головки 2 измеряются датчиком 7 поворота рычага 3 в соответствии с изме* нением положения копирующего органа

4. Сигналы этого отклонения поступают с выхода датчйка 7 угла d, поворота рычага 3 через преобразователь 8 на вход функционального блока 13 и далее на первый вход сумматора 12. С выхода сумматора 12. указанные сигналы поступают на информационный вход регистра 11 сдвига.

rIo истечении времени запаздывания, 963754

10 головкой 2 уменьшает количество импульсов датчика 7 угла поворота обратно пропорционально синусу это15

70 При копировании линий с неэначитель30 формула изобретения

65 определяемого расстоянием р между копирующим органом 4 и сварочной головкой 2, а также скоростью перемещения сварочного аппарата вдоль линии сварного соединения, сигналы отклонения поступают с ныхода регистра 11 сдвига на вход привода 1 коррекции положения сварочной голонки и на второй вход сумматора 12.

Сварочная головка 2 воспроизводит отклонения копируемой линии, измеренные датчиком 7 поворота рычага 3.

Коэффициент передачи между сигналами.датчика 7 и сигналами коррекции, поступающими на привод 1, может быть подобран при настройке функционального блока 13 таким образом, что его значение будет ранно единице, например, при максимальном расстоянии между копирующим органом 4 и снарочной головкой 2. При уменьшении р блок 13 выполняет функцию делителя.

Подключение выхода регистра 11 сдвига ко второму входу сумматора 12 необходимо для компенсации сигнала датчика 7, регистрирующего текущие отклонения копируемой линии, возникающего в результате отработки сварочньм органом двух предыдущих отклонений. Тем самым обеспечивается самоконтролирование линии сварного соединения тандемом, состоящим из копирующего органа 4 и сварочной головки 2 при механической связи между ними (в данном случае сняэь поворотного типа). При изменении скорости сварки за счет связи блока

10 с генератором 9 импульсов и связи последнего со сдвигающим входом регистра 11 сдвига обеспечивается синхронизация скорости продвижения информации в регистре 11 сдвига со скоростью перемещения сварочного аппарата.

В процессе работы устройства для автоматического копирования может возникнуть необходимость регулирования расстояния между копирующим органом 4 и сварочной головкой

2. Их относительное перемещение вдоль рычага 3 осуществляется приводом 5. В процессе перемещения датчик б положения,.выполненный, например, в виде переменного резистора, служит регулирующим элементом частоты генератора 9 импульсов и коэффициен- та передачи функционального блока

13. Скорость продвижения информации н регистре 11 сдвига с увеличением расстояния между копирующим органом

4 и сварочной головкой 2 снижается, за счет чего обеспечивается соответствие запаздывания отработки сигналов коррекции фактическому эапаэдыванию точки сварки относительно точки копирования. При этом уменьшение частоты импульсов сдвига с увеличением р эквивалентно унеличе35

60 нию числа разрядов регистра 11 сдвига. Коэффициент передачи блока 13 при работе привода 5 перемещения копирующего органа 4 вдоль рычага 3 изменяется за счет информации о перемещении, поступающей с датчика

6 положения на управляющий вход блока 13. Последний н случае, например, сокращения расстояния между копирующим органом 4 и сварочной го угла. За счет такого деления величина сигнала коррекции, поступающего на привод 1 коррекции с регистра ll сдвига, соответствует фактическому отклонению копируемой линии независимо от расстояния между точкой сварки и точкой, копирования, ными отклонениями от текущего положения сварочного аппарата функциональный блок 13 может быть построен как линейный и реализовывать простую функцию деления последовательности импульсов на входе в обратно пропорциональной зависимости от расстояния между точками копирования и сварки. Если настройка коэффициента передачи функционального блока 13 на значение, равное единице, производится при минимальном значении р, то блок 13 должен выполнять функ. цию умножителя импульсов при увеличении Н, так как угол oL при одном и том же отклонении копируемой линии будет меньше.

Таким образом, введение в устройство функционального блока, вход которого соединен с выходом преобразователя, выход подключен ко второму входу сумматора„ а управляющий вход связан с выходом датчика положения привода перемещения копирующего органа вдоль рычага, позволяет изменять сигнал угла поворота рычага, а следовательно, и сигнал коррекции положения сварочного органа относительно копируемой линии в функции от расстояния между точI ками копирования и сварки, поддерживая.тем самым постоянньв коэффициент передачи между входным и выходным сигналами, Это повышает точность копирования при сохранении широких технологических возможностей, обусловленный регулированием расстояния между сварочной головкой и копирующим органом.

Устройство для автоматического копирования линии сварного соединения, содержащее привод коррекции

963754

Составитель В. Покровский

Редактор Л. Утехина Техред И.Гайду Корректор Л. Бокшан

Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, $-35, Раушская наб,, д. $/5

Эакаэ 310/2 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 поЛожения сварочной головки, на которбй установлен рычаг с копирующим органом, привод перемещения копирующего органа вдоль рычага, снабженный датчиком положения, датчик поворота . рычага относительно оси сварочной головки, преобразователь, подключенный к входу этого датчика, сумматор, генератор импульсов с блоком задания скорости, регистр сдвига, выход которого подключен к приводу коррек- IЦ ции положения сварочной головки и первому входу сумматора, сдвигающий вход подключен к генератору импульсов, а информационный вход - к выходу сумматора, о т л и ч а ю щ е е — 15 с я тем, что, с целью повышения точности копирования за счет компенсации ошибки, обусловленный регулированием расстояния между копирующим органом и сварочной головкой, в него дополнительно введен функциональный блок, вход которого соединен с выходом преобразователя, выход подключен к второму входу сумматора, а управляющий вход связан с выходом датчика положения привода перемещения копирующего органа вдоль рычага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2741409/25-27, 26.03.79.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 789254, кл. В 23 К 9/19, 14.02.79 (прототип).