Индукционный дифференциальный датчик положения кромок свариваемого стыка

 

ОЛИСАЛЙЕ

ЙЗОБРЕТЕНЙЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву—

"(22) Заявяено 040176 (21) 2308977/25-27 (51) М. Кл.

В 23 К 9/10 с присоединением заявки №

Гаврдиратввииыр иамитвт баввти Мииивтрав 666Р ив давим иваврвтвиий и втирытии (23) Приоритет— (43) Опубликовано 251077 Бюллетень % 39 (45) Дата опубликования описания,j311077 (53) УДК621. 791. 75 (088.8) В.И.Алилуев, В.В.Васильев, Г.И.Закс, В.И.Сливец, Л.С.Харченко и Ю.К.Цыганков (72) Авторы изобретения

Всесоюзный проектно-конструкторский институт сварочного производства (71) Заявитель (54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ

ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЙ КРОМОК СВАРИВАЕМОГО бТЫКА

Изобретение относится к области автоматизации сварочных процессов,в частности к индукционным дифференциальныьГ датчикам положения кромок свариваемого стыка, и может применяться для слежения за положением кромок сварюваемого стыка значительной, кривизны;

Известен индукционный дифференци- альный датчик положения кромок свари ваемого стыка, содержащий разделенный...т0 немагнитной Прокладкой Ш-образный ñ çðдечник, с закрепленной на его центральном стержне выходной обмоткой.

Датчик содержит генератор переменного .токар к Выходу котОрого,подклю- j5 чена также размещенная на Ш-. образном сердечнике первичная обмотка., Однако НэвестнЫй индукциониый датчик иМеет большие габариты, поэтому его нельзя использовать для контроля 2( процесса сварки н труднодоступных местах.

Наиболее близким техническим решением является индукционный датчик положения кромок сварнваемого стыкà, 5 в котором нет первичной обмотки, а к выходу генератора переменного тока подключен проводник, уложенный вдоль стыка.

Целью изобретения является обеспече-,.З0

2 нне возможности определения ширины зазора в стыке и повышение точности оп- ределения средней линии стыка.

Это достигается тем, что подключенный к выходу генератора переменного тока проводник выполнен в виде двух

Изолированных частей, закрепленных

На противоположных стыкуемых поверхностях свариваемой детали и соединенных"e выходом генератора переменного тока через введенный в датчик коммутатор.

На чЕртеже дана принципиальная схема предлагаеМого индукционного датчика.

Датчик. содержит Ш-образный сердечник

1, разделенный немагнитной прокладкой

2. На центральном стержне 3 сердечника 1 располсмкена выходная обмотка 4 датчика, которая через усилитель-преобразователь 5 может быть подключена к входу привода 6 перемещения датчика поперек стыка. В комплект датчика входит также генератор 7 переменного тока, к выходу которого при помощи коммутатора 8 подключены две изолированные части 9 и 10 проводника, которые должны быть закреплены на противоположных стыкуемых поверхностях ll и 12 свариваемой детали. Управляющий вход коммутатора 8 при помощи синхронизатора 13 функцио577106 нально связан с усилителем-преобразова-, телем 5 выходного сигнала датчика.

Измерение проводится за два такта.

В течение первого такта работы датчика коммутатор 8 подключает к генератору 7 переменного тока одну часть 9 проводника. Магнитный поток, создаваемый током, протекающим по этой части проводника, замыкается через половины

Ш-образного сердечника датчика, при этом направление потока через одну половину сердечника всегда противоположно направлению потока через другую его половину. B центральном стержне 3 сердечника, где размещена выходная обмотка 4, происходит вычитание этих потоков. Фаза Э Д С, наводимой в обмотке 4, зависит от того, какой иэ потоков оказывается большим по абсолютной величине. Это зависит от положения оси, центрального стержня сердечника относи тельно максимума вектора, лежащего в плоскости измерения, начало которого находится в точке пересечения плоскости с осью данной части проводника, а конец описывает центральную магнитную линию поля, создаваемого током, проходящим по проводнику, замыкающегося через сердечник.

Таким образом, фаза Э Д С, наводимой

B обмотке 4, указывает направление смещения оси центрального стержня сердечника относительно максимума вектора, положение которого соответствует положению оси проводника, по которому протекает ток, создающий магнитное поле. 85

Преобразователь 5 усиливает сигнал выходной обмотки 4, анализирует его фазу и преобразует ее в сигнал постоянного:уровня, который поступает на привод б и является для него командой пе- 40 ремещения датчика в сторону максимума вектора до совмещения с ним оси выходной обмотки 4. В момент совмешения перемещение прекращается„ так как Э Д С, наводимая в обмотке 4, равна нулю, по- 45 скольку результирующий магнитный поток чере 1 центральный стержень сердечника равен нулю и 3-ýý равенства потоков в его половинах. Положение оси централь ного стержня сердечника в момент сов- я0 мещения соответствует положению оси части 9 проводника или стыкуемой поверхности 11 свариваемой детали, Эту координату оси центрального стержня сердечника по горизонтальной оси перпендикулярной к контролируемому стыку регистрируют любым известным способом. Это положение опознает также синхронизатор 13, который выдает команду в коммутатор 8, по которой он подключает к генератору 7 переменного тока вторую часть 10 и отключает при этом первую его часть 9. Начинается второй такт работы датчика, в течение которого определяют координату стыкуемой поверхности 12 свариваемой детали так же, как5 в и;-.рвом такте определяли координату стыкуемой поверхности ll свариваемой детали.

По йолученным координатам стыкуемы> кромок свариваемых деталей в плоскости измерения определяют путем вычислений соответствующую координату точки средней линии стыка и ширину зазора в стыке.

Применение предлагаемого датчика обеспечивает более, высокую точность определения положения средней линии стыка по сравнению с той, которую обеспечивает известный, при работе которого выявлены погрешности двух видбВ. погрешность обусловленная несовпадением средней линии стыка с осью проводника, уложенного между кромками; пorðешность, Обусловленная отклонением от вертикали линии максимума вектора, описывающего центральную магнитную линию поля, замыкаюшегося через сердечник, в плоскости измерения, от вертикали, находящейся в этой же плоскости и проходящей через ось проводника, по которому в момент измерения протекает ток.

Эти погрешности устраняются при oiiределении положения средней линии стыка с помощью предлагаемого датчика; первая-.ввиду: того, что средняя линия определяется как линия,равноотстоящая от кромок свариваемых деталей, а вторая - ввиду того, что отклонения линий максимума векторов в первом и втором тактах работы датчика имеют противоположные знаки и практически равны по величине в пределах одного сечения, в котором проводятся измерения, и поэтому взаимно компенсируются в процессе вычисления.

Погрешность определения ширины зазора в стыке, в основном, обусловлена отклонением линий максимума векторов осей соответствующих им вертикалей, находящихся в плоскости измерения и пересекающих оси проводников. Ее можно уменьшить, еслй к результату измерения прибавлять поправку, величина которой зависит от полученного значения ширинь и от толщины изолированного проводника.

Формула изобретения

Индукционный дифференциальный датчик положения кромок свариваемого стыка,содержащий разделенный немагнитной прокладкой Ш-образный сердечник, с закрепленной на его центральном стержне. выходной обмоткой, генератор переменкого тока и подключенный к его выходу и уложенный вдоль стыка проводник, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности апре. деления ширины зазора в стыке и повышения точности определения средней линии стыка, подключенный к выходу генератора переменного тока и уложенный вдоль стыка проводник выполнен в виде тях сварнваемой детали и соединенных двух иэолированных частей, эакрепленных с выходом генератора переменного тока на противоположных стыкуемых поверхнос- череэ введенный в датчик коммутатор.

2с r. И а 1

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 4

Составитель В.Колесниченко

«Редактор Н Данилович Техреду Н.Андрейчук Ко@ ект р С. Ямалова

Эакаэ 3419/14 Тираж 1207 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

11303 Москва K-35 Ра сная иаб. д. 4 5