Устройство для копирования линиисварного соединения

 

О П И С А Н И Е (>795798

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 29.08.78 (21) 2657999/25-2? с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 23 К 9/10

Гесудврственный иемитет

СССР ню делам изебретений и открытий

Опубликовано 15.01.81. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 25.01.81 (53) УДКб21.791.. 75 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Сергацкий и Г. А. Линкин

Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС и ордена Ленина и Ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОПИРОВАНИЯ ЛИНИИ

СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к сварочным автоматам, и может быть использовано при сварке с помощью манипуляторов с программным управлением.

Известны устройства для копирования линии сварного соединения, содержащие сварочный автомат с приводами перемещения и коррекции положения рабочего органа, датчик положения копируемой линии, установленный на сварочном автомате, и блок регулируемого запаздывания, вход которого подключен к датчику положения, а выход— к приводу коррекции (1).

Блок регулируемого запаздывания в таких устройствах может быть выполнен в виде магнитной ленты, скорость перемещения которой синхронизирована со скоростью перемещения рабочего органа с помощью электрического вала, связывающего привод магнитной ленты с приводом перемещения сварочного автомата по направляющим вдоль копируемой линии (2).

Недостаток известных устройств — наличие направляющих для перемещения сварочного аппарата и датчика положения копируемой линии, что приводит к громоздкости этих устройств и снижению их технологических возможностей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для программного управления промышленным роботом для точечной сварки, содержащее датчик положения изделия, установленный со сварочным органом на конце руки робота, запоминающее устройство, подключенное к блоку синхронизации через сумматор, преобразователь, усилитель, выход которого подключен к приводу, дополнительные преобразователь и сумматор, подключенные к блоку синхронизации регистры памяти, последовательно соединенные, при

15 этом выход дополнительного сумматора подключен к первому регистру памяти, последний из которых соединен со входами обоих сумматоров, а выход дополнительно введенного сумматора через преобразователь подключен к датчику положения изделия. Данное устройство позволяет осуществлять копирование линии сварного соединения без направляющих с учетом запаздывания рабочего органа относительно изме795798

1О

$$

20 и

34

iS

so

5$ ряемой точки путем измерения положения каждой очередной точки сварки и коррекции положения рабочего органа по результату алгебраического суммирования величин текущего результата измерения и предыдущего результата измерения, получаемого по истечении времени запаздывания. Регистры памяти и блок синхронизации выполняют в устройстве функцию блока регулируемого запаздывания (3) .

Недостаток устройства — невысокая точность копирования линии сварного соединения при необходимости получения непрерывной информации о положении указанной линии, например в случае дуговой сварки по контуру. Устройство обеспечивает передачу информации о положении линии лишь в дискретном виде. Выполнение блока регулируемого запаздывания в виде магнитной ленты, скорость перемещения которой синхронизирована со скоростью перемещения . рабочего органа с помощью электрического вала, связывающего привод магнитной ленты с одним из приводов робота, приводит при многократном управлении к несоответствию скорости перемещения магнитной ленты и фактической скорости перемещения рабочего органа, так как при одновременном перемещении рабочего органа по нескольким осям координат робота результирующий вектор перемещения, а, следовательно, и скорости, будет больше, чем любая из его составляющих. Несоответствие скоростей перемещения рабочего органа и продвижения информации датчика положения в блоке регулируемого запаздывания (скорости перемещения магнитной ленты) приводит к тому, что величина коррекции рабочего органа в каждой точке копируемой линии не соответствует величине ее отклонения, измеренной датчиком положения в тех же точках. При значительной кривизне копируемой линии возникающие погрешности слежения могут привести к браку в сварном соединении.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения при многокоординатном копировании путем повышения точности синхронизации скоростей перемещения рабочего инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что блок синхронизации выполнен из элемента запоминания и двух вычислительных блоков, причем выходы элемента запоминания подключены ко входам вычислительных блоков, выход первого вычислительного блока подключен к блоку регулируемого запаздывания а выход второго вычислительного блока подключен к приводам перемещения рабочего инструмента.

Введение дополнительного вычислительного устройства, вход которого соединен с запоминающим устройством, позволяет определить величину результирующего перемещения рабочего органа по составляющим величинам координатных перемещений звеньев манипулятора, поступающим на каждом интервале копируемой линии из запоминающего устройства. Подключение выхода дополнительного вычислительного устройства к управляющему входу блока регулируемого запаздывания позволяет регулировать скорость продвижения информации о положении копируемой линии, поступающей с выхода датчика положения, в зависимости от фактической скорости результирующего перемещения рабочего органа вдоль указанной линии, в результате чего повышается точность копирования.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство для копирования линии сварного соединения содержит датчик 1 положения копируемой линии, рабочий инструмент 2, установленный на манипуляторе 3, приводы манипулятора 4. Датчик 1 положения соединен с первым входом сумматора 5, выход которого подключен ко входу блока 6 регулируемого запаздывания. Выход блока 6 регулируемого запаздывания связан с блоком синхронизации, в который входят элемент 7 запоминания и два вычислительных блока 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

В элемент 7 запоминания предварительно вводится программа управления перемещением рабочего инструмента 2. Программой задается траектория перемещения, соответствующая положению теоретической линии сварного соединения. Фактическое положение линии сварного соединения не будет совпадать с запрограммированным. В задачу устройства входит коррекция в ходе отработки программы положения рабочего инструмента в соответствии с фактическим положением линии сварного соединения.

По команде на отработку программы сигналы на перемещение по осям координат манипулятора 3 поступают из элемента 7 запоминания устройства в блок 8 вычисления и затем на приводы 4. Рабочий инструмент 2 будет перемещаться вдоль линии сварного соединения. Датчик 1 положения измеряет отклонение указанной линии относительно запрограммированной траектории перемещения рабочего инструмента 2.

Сигналы о величине отклонения линии поступают через сумматор 5 на вход блока 6 регулируемого запаздывания, с выхода которого эти сигналы по истечении времени запаздывания поступают в блок 8 вычисления, где суммируются с сигналами управления соответствующих осей координат манипулятора 3. Наряду с функцией суммирования сигналов управления и коррекции, блок 8 вычисления может выполнять функции интерполятора, на вход которого периодически подаются сигналы о величинах перемещения по осям координат для каждо795798 го последующего участка траектории. С выхода блока 6 регулируемого запаздывания сигналы коррекции положения рабочего инструмента 2 поступают также на второй вход сумматора 5, где они компенсируют сигналы датчика 1, возникающие на его выходе при отработке рабочим инструментом 2 задержанных сигналов. В результате в блок 6 регулируемого запаздывания с выхода сумматора 5 заносится только информация об отклонениях фактической линии от заданной программой и не заносятся

«ложные» сигналы, которые появляются на выходе датчика 1 при отработке задержанных сигналов за счет его жесткой связи с рабочим инструментом 2.

1S

Сигналы о величинах перемещения по осям координат поступают также из элемента 7 запоминания в блок 9 вычисления, где по составляющим координатных перемещений определяется величина результи-: рующего вектора, соответствующая величи- ге не фактического перемещения рабочего инструмента 9 вдоль линии сварного соединения. Сигнал, пропорциональный величине результирующего вектора, поступает на управляющий вход блока 6 регулируемого запаздывания, обеспечивая соответствие скорости перемещения рабочего инструмента вдоль копируемой линии и скорости продвижения информации об отклонениях указанной линии в блоке 6 регулируемого запаздывания при многокоординатном управ- $в лении. Таким образом, за счет регулирования скорости продвижения информации о коррекции положения рабочего органа по величине результирующего вектора перемещения копирование линии сварного соединения осуществляется с высокой точностью.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении качества и долговечности сварных соединений благодаря более высокой точности копирования.

Формула изобретения

Устройство для копирования линии сварного соединения, содержащее датчик положения изделия, установленный на рабочем инструменте, блок регулируемого запаздывания, подключенный к блоку синхронизации, приводы перемещения рабочего инструмента, сумматор, подключенный к блоку синхронизации и датчику положения, отличающвеся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения при многокоординатном копировании путем повышения точности синхронизации скоростей перемещения рабочего инструмента, блок синхронизации выполнен из элемента запоминания и двух вычислительных блоков, причем выходы элемента запоминания подключены ко входам вычислительных блоков, выход первого вычислительного блока подключен к блоку регулируемого запаздывания, а выход второго вычислительного блока подключен к приводам перемещения рабочего инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Brown К. W. А technical surway of

seam traching methods in welding. The Weld

ing Institute, Abington, England, 1975, р. 9599.

2. Патент Японии № 17905/68, кл. 12 В 112.4.

3. Авторское свидетельство СССР № 617207, кл. В 23 К 11/24, 01.03.77 (прототип) .

795798

Г» аереуеи ения

Составитель Л. Глаголева

Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Тираж 1159 Подписное

Редактор Т. Мермельштайн

Заказ 9459/14

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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