Устройство управления положением электросварочной горелки относительно стыка

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА, содержащее последовательно соединеиш 1е датчик величины сварочного тока, полосовой фильтр, синхронный детектор, второй . вход которого связан с выходом датчика знака отклонения дуги, фильтр нижних частот,колебатель дуги последовательно соединенные усилитель и привод перемещения электросварочной горелки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности слежения, оно дополнительно содержит первый и второй аналоговые ключи, согласованный фильтр, источник опорного напряжения, компаратор, пусковое устройство, инвертор, триггер, элемент И и элемент ИЛИ, причем выход синхронного детектора связан с входами аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа через фильтр нижних частот - с первыми входами элемента ИЛИ и компаратора, выход второго аналогового ключа через согласованный фильтр - с вторьм входом элемента ШШ, выход которого соединен с входом усилителя, источник опорного напряжения связан с вторым входом компаратора, выход которого через элемент И соединен с первым входом триггера, выход пускового устройства связ с вторым входом триггера и через инвертор с вторым входом элемента И, выходы триггеров связаны с управляющими входами аналоговых ключей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WIIICI

РЕСПУБЛИК (191 (11) 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ)Ф (21) 3749449/25-27 (22) 07,06.84 (46) 30.11.85. Бюл. )) 44 (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени : политехнический институт (72) В.M. Панарин, В.С. Карпов и В.М. Мазуров (53) 62).791.75 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 580959, кл. В 23 К 9/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1087283, кл. В 23 К 9/)О, )982. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА, содержащее последовательно соединенные датчик величины сварочного тока, полосовой фильтр, синхронный детектор, второй . вход которого связан с выходом датчика знака отклонения дуги, фильтр нижних частот, колебатель дуги, - последовательно соединенные усилитель н привод перемещения электросварочной горелки, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности слежения, оно дополнительно содержит первый и второй аналоговые ключи, согласованный фильтр, источник опорного напряжения, компаратор, пусковое устройство, инвертор, триггер, элемент И и элемент ИЛИ, причем выход синхронного детектора связан с входами аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа через фильтр нижних частот - с первыми входами элемента ИЛИ и компаратора, выход второго аналогового ключа через согласованный фильтр - с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом усилителя, источ ник опорного напряжения связан с вторым входом компаратора, выход которого через элемент И соединен с первым входом триггера, выход пускового устройства связан с вторым входом триггера и через инверторс вторым входом элемента И, выходы триггеров связаны с управляющими входами аналоговых ключей.

Устройство содержит датчик 1 величины сварочного тока, подключенный к шунту 2, включенному в цепь тока сварочной дуги, выход датчика 1 величины сварочного тока подключен к входу полосового фильтра 3, синхронный детектор 4, один из входов которого соединен с выходом полосового фильтра 3, а другой - с выходом датчика 5 знака отклонения дуги. Выход синхронного детектора 4 соединен с входом первого аналогового ключа 6 и второго аналогового ключа 7, выход первого .аналогового ключа 6 подсоединен к входу фильтра 8 нижних час тот, а выход второго аналогового ключа 7 -к входу согласованного фильтра 9 нижних частот, элемент ИЛИ

)О, первый вход которого соединен с выходом фильтра 8 нижних частот, а второй - с выходом согласованного фильтра 9 нижних частот, выход эле» мента ИЛИ )О через усилитель )1 соединен с приводом )2 перемещения электросварочной горелки 13 поперек стыка, колебатель .14 дуги, триггер

)5, прямой выход которого соединен с управляющим электродом первого аналогового ключа 6, а инверсный - с . управляющим электродом второго анало. гового ключа 7, вход установки триггера 15 в единичное состояние соединен с пусковым устройством 16 ие» посредственно, а вход установки в нулевое состояние — через элемент

И 17 и инвертор 18 выход фильтра 8 нижних частот соединен с инверсным входом компаратора 19, прямой вход которого подключен к источнику 20 опорного напряжения U > .

Чзобретение относится к автомати.,ии сварочных процессов, а именно к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых швов в среде защитного газа и под флюсом. Оно может найти применение в машиностроении и кораблестроении.

Целью изобретения является повышение точности слежения за стыком.

На чертеже представлена структурная схема устройства управления положением электросварочной горелки относительно стыка.

Устройство управления перемещением электросварочной горелки относитель-но стыка работает следующим образом.

Колебатель !4 дуги электросварочной горелки 13 работает непрерывно.

194624

В начальный момент пусковое устройство 16 вырабатывает импульс, длительность которого достаточна для завершения переходных процессов в полосовом фильтре 3 и фильтре 8 нижних частот, и этот импульс устанавливает триггер 15 в единичное состояние. Оигнал "1" с прямого выхода триггера 15 поступает на управляющий я электрод первого аналогового ключа . 6 и открывает его. Если электросварочная горелка 13 смещена относитель но оси стыка, то на выходе фильтра

8 нижних частот формируется сигнал, ) который перебрасывает компаратор. !9 в нулевое, состояние, и, пройдя через элемент ИЛИ 10 и усилитель ll приводит в движение привод 12 перемещения электросварочной горелки 13

О поперек стыка. При совмещении электросварочной горелки 13 с осью стыка компаратор 19 перебрасывается и на его выходе фомируется сигнал

"1" . Если к этому моменту импульс, 2 вырабатываемый пусковым, устройством

16, закончился, то на входы эле- . мента И 17 поступают сигналы "l" и он перебрасывает триггер 15 в нулевое состояние. При этом аналоговый ключ 6 закрывается, а аналоговый ключ 7 открывается. Такое переключение означает переход работы устройства из режима отработки начального смещения в режим слежения по стыку. Если начального сме щения электросварочной горелки 13 относительно стыканет,то триггер 15 перебрасывается сразуже после окончания ,импульса, формируемого пусковым устройством 16. В режиме слежения по, стыку работает согласованный фильтр 9 нижних частот, частота среза которого определяется наибольшей кривизной соединения сваривлемых кромок. Различные возмущения, которые приводят к появлению гармонической составляющей в сварочном токе, выделяемой полосовым фильтром 3, например при сварке в районе прихваток, являются быстронарастающими и кратковремен® ными и согласованный фильтр 9 их не пропускает, в то время как смещение оси стыка от электросварочной горелки 13 происходит достаточно медленно и приводит к медленному нарастанию гармонической составляющей в сварочном токе. Этот сигнал согласованный фильтр 9 пропускает, и он приводит к перемещению электро"

II94624 сварочной, горелки 13 к оси стыка.

Наличие двух фильтров нижних частот объясняется различными требованиями к перемещению электросварочной горелки 13 при отработке начального отклонения электросварочной горелки 13 в момент пуска и в процессе слежения по стыку. В на-, чальный момент требуется высокое быстродействие, чтобы отработать начальное отклонение, что обеспечивается с помощью фильтра 8 нижних частот, частота среза у которого определяется частотой колебаний сварочной дуги, получаемых от колебателя

14, дуги, и значительно выше частоты среза согласованного фильтра 9 нижних частот. Постоянная времени фильтра 8 меньше, чем постоянная времени согласованного фильтра 9 нижних частот, и, следовательно, на его выходе уровень сигнала нарастает .значительно. быстрее. В процессе слежения, наоборот, наличие быстродействующих и кратковременных возмущений не должна приводить к ложным срабатываниям привода 12 перемещения электросварочной горелки

13 поперек стыка и к ее колебаниям относительно стыка, что обеспечивается согласованным фильтром 9 нижних частот, частота среза которого определяется наивысшей частотой, которую можно получить, если кривую линию свариваемого стыка разложить методами гармонического анализа на гармонические составляющие. При

5 этом линия свариваемых кромок предполагается неразрывной. Эта наивысшая частота практически всегда оказывается значительно ниже частоты колебаний электрода. Следовательно, согласованный фильтр 9 нижних частот имеет частоту среза значительно более низкую, чем фильтр 8 нижних частот.

Поэтому кратковременные возмущения сварочного тока, появление в нем ° гармонических составляющих в районе .прихваток не приводят к появлению сигнала на выходе согласованного фильтра 9 нижних частот и привод 12 перемещения электросварочной горел о ки 13 не срабатывает, в то время. как полезный сигнал рассогласования . проходит через него и приводит к совмещению электросварочной горелки

13 с о ью счъпса.

Таким образом, предлагаемое устройство управления положением . электросварочной горелки обеспечивает более устойчивое движение электросварочной горелки при сварке стыков ° с прихватками, исключает ложные срабатывания привода перемещения горелки поперек стыка, а следовательно, обеспечивает. более высокое качество сварного соединения.

1194624

Составитель В. Покровский

Редактор М. Циткина Техред Л.Мартяшова Корректор А. Тяско

Заказ 7357/17 Тираж !085 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