Устройство для автоматической сварки инаплавки сложных поверхностей
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
It АВТОИЖОМУ СВ ТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
{е! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 050379 (21) 2732375/25-27 с присоединением заявки No (23)Приоритет Опубликовано 1. . 02.81. Бюллетень 89 6 (51)М. Кл з В 23 К 9/10 Государственный комитет ССС P ho делам изобретений и открытий (53) УДК621. 791. ,75 (088. 8) Дата опубликования описания 15,02,81 (72) Авторы изобретения В.И.Загребельный и В.И.Куценко Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О.Патона (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ И HAIIJIABKH СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам автоматической сварки и наплавки сложных поверхностей. 5 Известно устройство автоматической сварки и наплавки сложных поверхностей, в основу которого положен принцип регулирования по отклонению, для управления в котором используются блоки, вырабатывающие следующие управленяющие воздействия: для ПВП QUA = 0 - Uä, где 0А0 — заданное напряжение, Цл, — напряжение дуги; ДлЯ ПГП Ь0Х = 0Π— UI(— 0)у, гДе 0Озаданное напряжение, U)(— напряжение тахогенератора ПГП,Ю вЂ” скорость вращения изделия, у -величина вертикального перемещения для ПВИ а0 д = Uy + + ЮХ, где 0у — скорость вертикального перемещения, х — величина гори- 2© зонтальногоперемещения (lg . Известно также устройство, в котором к имеющимся..блокам устройства 1 добавлены блоки, вырабатывлющир интегральные зависимости +J W„dt, К, ((w X + 0у) dt. и т.д. 12 ). Недостатком известных устройств является сложность построения блоков, которые преобразуют физические величины скоростей и перемещений, Ç() представленных в виде напряжений. Напряжение тахогенератора,определяющее значение скорости, представляет собой электрический сигнал, пропорциональный скорости, с наложенными высокочастотными составляющими и его преобразование представляет известные трудности в широком диапазоне регулирования. Известно также устройство, обеспечивающее автоматическое движение электрода по сложной траектории, определяемой жесткой программой. ТаКое устройство применяется в промыш ленных роботах. В данном устройстве на вход следящего привода подается программный сигнал, определяемый наложение привода во временн,т.е. P(t) . При таком управлении манипулятором, имеющим несколько координат перемещения, обеспечивается жесткое программное управление, когда на все привода координат подается программа в 2(t) 13(t) H T .д rro числу управляемых коордйнат (3 . Недостаток таких устройств — повышенная точность, предъявляемая к объекту сварки, т.е. небольшие отклонения в линии стыка приводят к увеличе804278 нию длины дуги или к поломке электрода, в случае его упирания н иэделие. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения путем повышения точности обеспечения технологического режима. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены вычислительный блок, элемент преобразования ско.рости вертикального перемещения в напряжение и элемент суммирования, причем выходы вычислительного блока соединены соответственйо со входом вращательного следящего привода положения манипулятора, входом горизонтального следящего привода положения рабочего инструмента и входом элемента 15 преобразования скорости вертикального перемещения в напряжение, выход которого соединен с первым входом элемента суммирования, при этом второй вход элемента суммирования сое- Щ динен с входом элемента сравнения заданного напряжения с напряжением электрической дуги, а выход элемента суммирования соединен со входом первого элемента цепи отработки, вертикального перемещения. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство. Манипулятор 1 соединен с вращательным следящим привэдом положения, включающим элемент сравнения 2 угла поворота преобразователь угла понорота в напряжение 3, элемент 4 сравнения задающего напряжения и напряжения тахогенератора 5, усилитель б, двигатель 7, редуктор 8 и датчик 9 угла поворота. Рабочий орган 10 соединен с вертикальным приводом положения включающим элемент 11 сравнения перемещения X . элементы 12-17, аналогичные приноду вращения манипу- 4О лятора и датчик 18 перемещения X . Рабочий орган 10 также соединен с приводом вертикального перемещения, включающим элемент сравнения 19 заданного напряжения Ugpc напряжением дуги 4 U« o MMH H eMeHr 20. суммирующий напряжение а U = Upp- U с программным напрукением, пропорциональным скорости ф -, которое выдается от элемента преобразования 21 скорости - в напряжение, элементы 22 26, айалогичные приводу вращения манипулятора. Вычислительный блок 27, оп еделяющий программу f(t.), х() и " ®соединен соответственно со вх амй элементов 2, 11 и 21. 55 Устройстно работает следующим образом. Вычислительный блок 27 выдает программу синхронного управления, включающую f(t) х(1) Дф) . Эта про- d0 грамма обеспечивает требуемое вращение иэделия, требуемое перемещение рабочего органа по горизонтали и определяет скорость двИжения рабочего органа по вертикали. При этом неболь- dg шие рассогласования, вызванные изменением длины дуги, устраняются с помощью позиционной системы управления по напряжению электрической дуги. Привод вертикального перемещения рабочего органа 10 работает от двух напряжрний управления (U p — ()а) + Я + Kpp Q где К р — коэффициент преобразования привода. При управлении двигателем постоянного тока нап яжение, соответствующее величине K p, определяет скорость вращения двига еля. Управление по скорости ПВП позволяет получить высокие динамические качества привода, что особенно важно для вертикального привода, который определяет расстояние электрода до иэделия. При этом важно отметить, что когда рабочий.орган не должен двигаться, т.е. =.О, напряжение от программной 4у составляющей по скорости равно 0 и привод работает по стабилизации длины дуги, когда же нужно обеспечить перемещение рабочего органа, то вводимое напряжение программной составляющей обеспечит требуемую скорость перемещения принода, а система стабилиз ации длины дуги (Upp — Пд) будет лишь поддерживать заданный режим работы. Составление программ синхронного управления позволяет учесть тонкости технологического процесса по изменению скорости сварки на разных участках, вызванных различной теплопроводностью (различные толщины изделия и т.д.) или же осуществить программное управление технологическим режимом в зависимости от конфигурации отдельных участков изделия. Последнее невозможно выполнить при. использовании описанных выше известных устройств. Кроме того, при программном управлении не приходится иметь дело с преобразованием физических величин отклонений, а лишь с математическим аппаратом, что позволяет получить большую точность управления при сложных управляющих законах. Составленная же программа отрабатывается соответствующими приводами которые не сложнее используемых в процессе регулирования по отклонению. Экономический эффект от использования предлагаемого устройства автомитической сварки достигается за счет автоматизации процесса сварки сложных поверхностей и высвобождения сварщиков, работающих и тяжелых условиях, а иногда и в специальных камерах с защитной атмосферой. Формула изобретения Устройство для автоматической сварки и наплавки сложных поверхнос804278 Составитель Л.Глаголева Редактор М.Погориляк Техред Ж. Кастелевич Корректор Ю.Макаренко Заказ 10773/20 Тираж 1159 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород. Ул. Проектная, 4 тей,содержащее манипулятор с вращательным следящим приводом положения, рабочий инструмент с горизонтальным и вертикальным следящими приводами положения, элементы цепи отработки программы по скорости и элемент сравнения заданного напряжения с напряжением электрической дуги,о т л и ч а ющ е е с я тем,что,с целью повышения качества сварного соединения путем повышения точности обеспечения технологического режима, в устройство введены вычислительный блок, элемент преобразования скорости вертикального перемещения в напряжение и элемент суммирования, причем выходы вычислительного блока соединены соответст- 15 венно со входом вращательного следящего привода. положения манипулятора, входом горизонтального следящего привода положения рабочего инструмента и входом элемента преобразова- 2О ния скорости вертикального перемещения в напряжение, выход которого соединен с первым входом элемента суммирования, при этом второй вход элемента суммирования соединен с выходом элемента сравнения заданного напряжения с напряжением электрической дуги, а выход элемента суммирования соединен со входом первого элемента цепи отработки программы по скорости вертикального перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 570468, кл. В 23 К 9/10, 23.03.67. 2. Авторское свидетельство СССР 9 508352, кл. B 23 К 9/10 14.02.74. 3. Патон Б.Е,, Спынц Г.A. и Тимошенко В.Г. Промышленные роботы для сварки. К., Наукова думка, 1977, с. 25-26.
