Датчик ширины ванны

 

ДАТЧИК ШИРИНЫ ВАННЫ для дуговой сварки, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, последовательно соединенные генератор импульсов и переключатель, выход запоминающего блока соединен с перп ilS вым входом блока сравнения, о .т л и чающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности работы, в него введены генератор пилообразного тока, измеритель тока возбуждения, регулятор ширины ванны и последовательно соединенные дифференциатор , нелинейный элемент и формирователь импульсов, при этом выход последнего соединен через переключатель игенератор пилообразного тока с.входом блока колебания дуги поперек стыка, вькод которого через измеритель тока возбуждения соединен с первым входом запоминающего , второй вход последнего соединен с выходом нелинейного элемента, второй (П вход блока сравнения соединен с входом опорного напряжения датчика, выход блока сравнения соединен с входом регулятора ширины ванны, а вход дифференциатора соединен с измерительным входом датчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) g 1) В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3457634/25-27 (22) 24.06 ° 82 (46) 30.06.84. Бюл. № 24 (72) В.Ф.Трефилов, Г.И.Коробко и Ю.И.Култыгин (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический инстйтут им. А.А.Жданова (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 863226, кл. В 23 К 9/10, 1979.

2. Патент ФРГ ¹ 254894, кл. В 23 К 9/10, опублик. 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 941058, кл. В 23 К 9/10, 1980 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК ШИРИНЫ ВАННЫ для дуговой сварки, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, последовательно соединенные генератор импульсов и переключатель, выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, о т л и - ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности работы, в него введены генератор пилообразного тока, измеритель тока возбуждения, регулятор ширины ванны и последовательно соединенные дифференциатор, нелинейный элемент и формирователь импульсов, при этом выход последнего соединен через переключатель и генератор пилообразного тока с.входом блока колебания дуги поперек стыка, выход которого через измеритель тока возбуждения соединен с первым входом запоминающего блока, второй вход последнего соединен с выходом нелинейного элемента, второй вход блока сравнения соединен с входом опорного напряжения датчика, выход блока сравнения соединен с входом регулятора ширины ванны, а вход дифференциатора соединен с измерительным входом датчика.

1100058

Изобретение относится к сварочному производству и может быть исполь зовано при создании роботов для дуговой сварки.

Известен способ, реализуемый с по- мощью устройства для контроля длины. дуги, где о длине дуги судят по ее напряжению в момент наложения на дугу поперечного магнитного поля, под действием которого дуга смещается поперек стыка на нерасплавленную поверхность (1) .

Недостатками известного технического решения являются низкая чувст15 вительность и нестабильность,получае. мой информации при изменении технологического режима сварки.

Известно устройство, содержащее блок .для колебания дуги поперек сты20 ка, первое и второе устройство для запоминания значений напряжения ду1 ги в крайних положениях, блок сравнения напряжений запоминающих устройств, переключатель., В этом устройстве при сварке швов с разделкой измерение и сравнение значений напряжения дуги при отклонении ее вправо и влево от стационарного положения позволяет оценить величину смещения электрода относительно раздел30 ки и скорректировать его (2) .

Недостатками этого устройства являются узкий диапазон конфигураций свариваемого стыка — только стыки с разделкой на деталях больших толщин, ЗЗ возможность сбоев при амплитуде колебаний дуги не соответствующей величине смещения .электрода относительно стыка, низкая чувствительность и нестабильность получаемой информа- 4О ции °

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее блок для колебания дуги поперек стыка, соединенный через переключатель с re"4> нератором импульсов, первое и второе запоминающее устройства для запоминания напряжения дуги при отклонении ее вправо и влево от стационарного положения, блок сравнения для срав- О кения этих напряжений, сигнал на выходе которого позволяет судить о положении сварочной ванны (3) .

Недостатками данного устройства являются низкая чувствительность и низкая точность получаемой информации при воздействии на дугу возмущающих воздействий (например, изменение параметров технологического процесса).

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик ширины ванны для дуговой сварки, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, последовательно соединенные генератор импульсов и переключатель, выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, введены генератор пилообразного тока, измеритель тока возбуждения, регулятор ширины ванны и последовательно соединенные дифференциатор, нелинейный элемент и формирователь импульсов, при этом выход последнего соединен через переключатель и генератор пилообразного тока с входом блока колебания дуги поперек стыка, выход которого через измеритель тока возбуждения соединен. с первым входом запоминающего блока, второй вход последнего соединен с выходом нелинейного элемента, второй вход блока сравнения соединен с входом опорного напряжения датчика, выход блока сравнения соединен с входом регулятора ширины ванны, а, вход ! дифференциатора соединен с измерительным входом датчика.

На -фиг. 1 изображена блок-схема датчика ширины ванны; на фиг. 2— временная диаграмма работы элементов датчика.

Датчик содержит генератор импульсов 1, которые через переключатель 2 поступают на вход генератора пилообразного тока 3, выход которого связан с входом блока колебаний дуги поперек стыка 4, измерение тока возбуждения осуществляется измерителем 5, дифференциатор 6, подключенный к дуговому промежутку, выход которого соединен с входом нелинейного элемента 7, а выход последнего соединен с управляющим входом запоминающего блока 8, сигнапьный вход которого связан с измерителем тока 5, формирователь импульсов 9, вход которого соединен с выходом нелинейного элемента 7, а выход с управляющим входом переключателя 2, блок. сравнения 10, первый вход которого подключен к выходу запоминакицего блока 8, второй вход которого. связан с источником опорного напряжения (не пока1100058 з н), а выход соединен с регулятором ширины, ванны 11.

Работа датчика ширины ванны осуществляется следующим образом.

Генератор импульсов 1 вырабатывает прямоугольные импульсы заданной частоты и длительности (фиг. 2 ).

Длительность импульса по отношению к периоду Т составляет 0,1-0,05.

Управляющие импульсы через переключатель 2 поступают на вход генератора пилообразного тока 3, который ,вырабатывает синхронизированный импульсами генератора 1 пилообразный ток (фиг. 2 ), протекающий через обмотку возбуждения блока колебания дуги поперек стыка 4,и создает поперечное магнитное поле в зоне горения дуги. Измер ния тока возбуждения блока производится измерителем 5.

Под действием линейнонарастающего магнитного поля дуга начинает отклоняться в плоскости, перпендикулярной линии стыка, что приводит к увеличению напряжения дуги вследствие ее удлинения. При выходе дуги эа границу ванны происходит резкое увеличение напряжения дуги (фиг. 2

Момент времени t1) за счет увеличе30 ния приэлектродного падения напряжения на нерасплавленном металле.

Напряжение дуги через диференциатор 6 поступает на вход нелинейного элемента 7, представляющего, например, зону нечувствительности. Нели- З нейный элемент отсекает пульсации напряжения на выходе дифференциатора.

При,выходе столба дуги за границу ванны и резком увеличении напряжения дугй на выходе блока 6 формируется 40 имПульс, амплитуда которого превыша ет зону чувствительности нелинейного элемента 7 (фиг. 2 ). Импульс с выхо да элемента 7 поступает на управляющий вход запоминающего блока 8, сигнальный вход которого соединен с измерителем тока 5. В блоке 8 запоминается сигнал, пропорциональный току возбуждения в момент выхода столба дуги за границу -ванны. Одновременно этот же импульс (с выхода элемента 7) поступает на вход формирователя импульсов 9, и последний формирует импульс для управления переключателем 2. Длительность импульса (фиг.2 ) определяет время, на которое переключатель 2 отключает вход генератора пилообразного тока 3 от выхода генератора импульсов 1 и, тем самым, снижает с дуги магнитное поле (до прихода следующего управляющего импульса).

При изменении ширины ванны, например при ее увеличении, для выхода столба дуги за границу ванны необходимо отклонить дугу на большее расстояние. Следовательно, по обмотке возбуждения протекает больший ток.

Таким образом, ток возбуждения в обмотке 4 в момент выхода столба дуги за границу ванны позволяет судить о ее ширине.

Для регулирования ширины ванны выход запоминающего блока 8 соединен с одним входом блока сравнения 10, на .второй вход которого подано опорное напряжение, а выход соединен с регулятором ширины ванны 1 1.

Предлагаемое техническое решение, по сравнению с прототипом, позволяет при прочих равных условиях в 2-3 раза повысить чувствительность устройства и полностью исключить неточность работы при изменении технологического режима сварки.

1100058

Составитель Г.Чайковский

Редактор А.Гулько Техред Т.Маточка Корректор A.ÈëüHH

Заказ 4465/11 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ 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