Устройство управления положением электросварочной горелки

 

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, а именно к автоматизации электродуговой сварки разделенных и угловых швов в среде защитного газа и под флюсом. Оно может найти применение в машиностроительной, судостроительной и других областях промышленности . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Изобретение заключается в том, что производят сканирование-дуги поперек стыка, измеряют сварочный ток, выделяют его гармоническую составляющую на частоте сканирования , по фазе которой определяют знак, а по амплитуде - величину отклонения электросварочной горелки от стыка. При движении горелки по криволинейному плоскому стыку с заданным углом разворота и скорости перемещения горелки формируется сигнал по каждой координате перемещения с учетом сигнала отклонения горелки по стыку. Устройство содержит программные задатчики угла разворота и скорости перемещения горелки , синусный и косинусный преобразователи , перемножители сигналов,, сумматоры, датчика сварочного тока, знака отклонения дуги, приводы перемещения горелки по координатам X и Y, привод разворота горелки, полосовой фильтр, синхронный детектор и фильтр низкой частоты . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)$ В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4686615/27 (22) 03.05.89 (46) 23.03.92, Бюл. N- 11 . ° (71) Тульский политехнический институт (72) В,М.Ïàíàðèí, О.В.Бундин, В.С,Карпов и

В.П.Габрусенок (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1087283, кл. В 23 К 9/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ . (57) Изобретение относится к ав оматизации сварочных процессов, а именно к автоматизации зле ктродуго вой сварки разделенных и угловых швов в среде защитного газа и под флюсом. Оно может найти применение в. машиностроительной, судостроительной и других областях промышленности. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. ИзобретеИзобретение относится к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых соединений в среде защитного газа или под флюсом и может найти применение а машиностроительной, судостроительной и других областях промышленности.

Наиболее близкими является устройство, содержащее шунт, подключенный к электросварочной горелке, последовательно соединенные датчик величины сварочного тока, вход которого подключен к сварочному шунту, полосовой фильтр, синхронный детектор, фильтр низкой частоты и привод перемещения электросварочной горелки относительно стыка, причем синхроние заключается в том, что производят сканирование дуги поперек стыка, измеряют сварочный ток, выделяют его гармоническую составляющую на частоте сканирования, по фазе которой определяют знак, а по амплитуде — величину отклонения электросварочной горелки от стыка, При движении горелки по криволинейному плоскому стыку с заданным углом разворота и скорости перемещения горелки формируется сигнал по каждой координате перемещения с учетом сигнала отклонения горелки по стыку. Устройство содержит программные задатчики угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразо- ватели, перемножители сигналов,. сумматоры, датчика сварочного тока, знака отклонения дуги, приводы перемещения горелки по координатам Х и У, привод разворота горелки; полосовой фильтр, синхронный детектор и фильтр низкой частоты. 1 ил. низирующий вход синхронного детектора сканирования дуги связан с выходом датчика знака отклонения дуги.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не позволяет производить сварку криволинейных плоских стыков, что сужает функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления положением электросварочной горелки, содержащее последовательно соединенные датчик сварочного

1720824 тока, выполненный на усилителе, входом подключенном к сварочному шунту, полосовой фильтр; синхронный детектор и фильтр низкой частоты, а также датчик знака отклонения дуги, выходом поддключенный ко второму входу синхронного детектора, и привод перемещения горелки, дополнительно введены привод разворота горелки, программный задатчик угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразователи, четыре перемножителя сигналов, два сумматора, инвертор, привод перемещения горелки выполнен из двух приводов перемещения по координатам Х и У, причем привод разворота горелки, подключенный к программному задатчику угла разворота, через синусный и косинусный преобразователи соединены соответственно с первыми входами первого и второго перемножителей сигналов, вторые входы которых соединены с выходом программного задатчика скорости перемещения горелки, выходы первого и второго перемножителей сигналов через соответствующие сумматоры связаны с приводами перемещения горелки по координатам Y и Х, выходы косинусного и синусного преобразователей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого перемножителей сигналов; вторые входы которых связаны соответственно с фильтром низкой частоты непосредственно и через инвертор, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены со вторыми входами соответствующих сумматоров.

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

Устройство управления положением электросварочной горелки содержит последовательно соединенные датчик 1 сварочного тока, входом подключенным к сварочному шунту2 в цепи сварочного тока, полосовай фильтр 3, синхронный детектор

4, датчик 5 знака. отклонения дуги, входом подключенный к колебателю горелки 6, фильтр 7 низкой частоты, выход которого соединен с инвертором 8 и с вторым входом перемножителя сигналов 9, выход инвертора 8 соединен с вторым входом перемножителя 10 сигналов, первый вход перемножителя 10 сигналов соединен с выходом синусного преобразователя 11, а первый вход перемножителя 9 сигналов соединен с выходом косинусного преобразователя 12, выход перемножителя 9 сигналов подсоединен к второму входу сумматора 13 сигналов. а выход перемножителя 10 сйгналов подсоединен к второму

20 частоте колебаний дуги. После полосового

35.фильтра 3 сигнал поступает на сигнальный

50 выходе программного задатчика 17 форми55 руется опорный сигнал, пропорциональный скорости сварки. Этот сигнал перемножает5

45 входу сумматора 14 сигналов, первый вход сумматора 13 сигналов подключен к выходу перемножителя 15 сигналов, первый вход сумматора 14 сигналов подключен к выходу перемножителя 16 сигналов, вторые входы перемножителей 15 и 16 сигналов соединены с выходом программного задатчика 17 скорости перемещения и разворота горелки, первый аход перемножителя 15 сигналов подсоединен к выходу синусного преобразователя 11, первый вход перемножителя 16 сигналов подсоединен к выходу косинусного преобразователя 12, входы синусного 11, косинусного 12 преобразователей сигналов, вход привода 18 разворота электросварочной горелки относительно осей приводов соединены с программным задатчиком 17, выход сумматора 13 сигналов соединен с входом привода 19 перемещения электросварочной горелки по оси Ч, выход сумматора 14 сигналов соединен с входом привода 20 перемещения электросварочной горелки по оси X.

Устройство работает следующим образом.

Колебатель горелки 6 работает непрырывно в процессе сварки и обеспечивает необходимую амплитуду колебаний горелки. Полная величина сварочного тока проходит через шунт 2, преобразуется датчиком 1 . тока в сигнал, поступающий на вход полосового фильтра 3, который выделяет гармоническую составляющую сварочного тока на вход синхронного детектора 4, которыми он детектируется и поступает на вход фильтра

7 низкой частоты. Затем сигнал поступает на входы перемножителей 9 и 10 сигналов, причем на один из входов перемножителя 9 сигналов он поступает непосредственно, а на другой перемножитель 10" через инвертор 8, необходимый для изменения полярности сигнала. На другие входы перемножителей 9 и 10 сигналов подаются сигналы соответственно с косинусного 12 и синусного 11 преобразователей сигнала разворота горелки относительно осей приводов.

Этот сигнал разворота горелки поступает на входы косинусного 12 и синусного 11 преобразователей сигнала с первого выхода программного задатчика 17, На втором ся с выходными сигналами синусного 11 и косинусного 12 преобразователей сигналов соответственно в перемножителях 15 и 16 сигналов. Сигналы с перемножителей 15 и

1720824

16 соединенные соответственно с приводами 19 и 20 перемещения электросварочной горелки через сумматоры 13 и 14, обеспечивают заданные направления и скорость перемещения горелки. Одновременно на 5 другие входы сумматоров 13 и 14 подаются сигналы, соответствующие величине отклонения горелки от стыка соответственно с перемножителей 9 и 10 сигналов. Эти сигналы, суммируясь в сумматорах 13 и 14 с сиг- 10 налами, соответствующими заданному направлению и скорости перемещения горелки, обеспечивают ее перемещение по стыку при сварке криволинейных плоских швов в результате одновременной работы 15 приводов 19 и 20 перемещения по осям Y u

X соответственно.

Таким образом, перемещение электросварочной горелки осуществляется со следующими скоростями по осям X и У; 20

Чх - V > cos a+ Чкор sin а;

Vy - Ч sin а- Чкор cosa, где Vx — составляющая скорости перемещения горелки по оси Х;

Чу-составляющая скорости перемеще- 25 ния горелки по оси У;

V св — скорость перемещения горелки вдоль стыка (скорость сварки);

Чкор — скорость поперечной коррекции горелки при сварке прямолинейного пло- 30 ского стыка в случае его отклонения от заданной программной траектории движения; а — угол, соответствующий повороту электросварочной горелки от исходного по- 35 ложения. согласованного с осью X. В случае совпадения оси стыка с осью X a= Оо.

Устройство управления положением электросварочной горелки по сравнению с прототипом позволяет расширить функцио- 40 нальные возможности прототипа путем слежения за криволинейными плоским стыком, а.также автоматизировать процесс сварки угловых и разделанных криволинейных плоских стыков, 45

Устройство может быть использовано в робототехническом комплексе РТКД-1, Формула изобретения

Устройство управления положением электросварочной горелки, содержащее последовательно соединенные датчик сварочного тока, выполненный на усилителе, входом подключенном к сварочному шунту, полосовой фильтр, синхронный детектор и фильтр низкой частоты, а также датчик знака отклонения дуги, выходом подключенный к второму входу синхронного детектора, и привод перемещения горелки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей использования для перемещения по плоскому криволинейному стыку, в него введены привод разворота горелки, программные задатчики угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразователи, четыре перемножителя сигналов, два сумматора, инвертор, привод перемещения горелки выполнен из двух приводов перемещения по координатам X и У, причем привод разворота горелки, входом подключенный к программному эадатчику угла разворота, через синусный и косинусный преобразователи соединен соответственно с первыми входами первого и второго перемножителей сигналов, вторые входы которых соединены с выходом программного задатчика скорости перемещения горелки, выходы первого и второго перемножителей сигналов через соответствующие сумматоры связаны с приводами перемещения горелки по координатам . Y и Х, выходы косинусного и синусного преобразователей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого перемножителей сигналов, вторые входы которых связаны соответственно с фильтром низкой частоты непосредственно и через инвертор, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров.

1720824

Составитель В. Грибова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор М. Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 915 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5