Следящее устройство для направления электрода по стыку

 

Сею з Севетскик

Сециапистическик

Рфспубпмк

ОЬИСАНИЕ

ИЗОВРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 872093 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 15.08.79 (2!) 2809735/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51) М. Кл.

В 23 К 9/10 рввударвтеаемв квмвтвт

СССР ае делам взвврвтеккй и етврмтвй

Опубликовано 15,10.81, Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 18. I O. 81 (53) У@К 621.791 .75.037(088.8) С 4аа °, В. В. Евсюков, В. Н. Логвинов, В. В.1 Порсевалов, Г

E. М. Карпов и Ю. Г. Грибков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54}СЛЕДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА

ПО СТЫКУ ки $2) Изобретение относится е автомати. ческим системам управления сварочным процессом, в частности к устройствам направления электрода по стыку.

Известно устройство для направления электрода по стыку, содержащее датчик стыка, жестко связанный со сварочной горелкой (! )

Однако их используют в автоматических устройствах для сварки стыков небольшой кривизны, так как жесткая связь датчика с горелкой при наличии расстояния между точками съема информации и непосредственной сварки не позволяет воспроизводить сварочной горелкой без ошибки траекторию движения датчика.

Известно также устройство, предусматривающее возможность перемещения датчика относительно сварочной горел-. ки с введением блока запаздывания в схему управления перемещением горелНаиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство для автоматической сварки криволинейных стыков, содержащее свароч . ную горелку с узлом подачи присадочной проволоки, систему предваритель-, ной записи траектории стыка с датчиком стыка, систему воспроизведения записи и снабженные регуляторами, выполненными из измерительных элементов усилителей и двигателей, механизмы продольных и поперечных перемещений датчика стыка и сварочной горелки с узлом подачи присадочной проволоки, а также механизмом вращения датчика стыка и сварочной горелки с узлом подачи присадочной проволоки вокруг вертикальной оси с замкнутой системой автоматического регулирования (3)„

Недостатком данного устройства является ограниченная область использования при сварке стыков большой кривизны. Так, при направлении электрода по стыку с радиусом кривизны, стре1С= 1 Г-+1 - hH CO8oL

+ +baH ssi aw

С Г 3, где Х,ЧС абсолютные координаты стыка;

3 87209 .мящимся к нулю(стык в виде ломанной линии устройство не позволяет получить качественное соединение иэ-sа потери информации о стыке в месте его излома. При изменении организации сканирования приемника датчика, например при сканировании окружности, потери информации не происходит, Однако линия стыка в местах с малыми радиусами кривизны аппроксимируется >0 кривой большего радиуса, что также не позволяет получать качественного сварного. соединения.

Цепль изобретения - повьппение точности направления электрода при свар- 15 ке стыков любой кривизны, Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее сварочную горелку с узлом подачи сварочной проволоки, датчик стыка, систему предварительной записи траектории стыка, последовательно соединенную с сиСтемой воспроизведения записи и регуляторами перемещения сварочной горелки, а также Регуляторы перемещения датчика отличительно горелки, соединенные со входами функционального преобразователя, другие входы которого соединены с Регуляторами перемещения сварочной горелки, введены дополнительный датчик стыка с приемником, имеющим общий центр сканирования с датчиком, два диода, два регулируемых источника опорного напряжения„ два блока умножения и четыре сумматора, при этом выход дополни35 тельного датчика соединен с двумя встречно параллельно включенными цегсчкамн, образованными встречно последовательно включенными диодами и ис о точниками опорного напряжения, выходы последних соединены с входами первого сумматора, выход которого соединен со входом второго сумматора, другой его вход соединен со входами блоков умножения и датчика стыка, выход второго сумматора через регуляторы .перемещения датчика относительно горелки соединен со входами третьего и четвертого сумматоров, другие входы которых соединены с выходами блоков 5о умножения и выходами регуляторов перемещения горелки, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены со входами системы предварительной записи траектории стыка, другие входы 55 блоков умножения соединены с первым и вторым выходами функционального пре. образователя, 3 4

На фиг. 1 представлена функцио1— напьная схема предлагаемого следящего устройства для направления электрода но стыку" на фиг. 2 - график скани) рования, поясняющий работу схемы.

Устройство состоит (фиг.I) иэ основного датчика 1 стыка, дополнительного датчика 2 стыка, приемник которого сканирует по окружности, диодов

3, регулируемых источников 4 опорного напряжения, сумматоров 5-8, регуляторов 9 перемещения датчиков относительно горелки, осуществляющих перемещение приемников датчиков по осям относительной системы координат и поворот направляющей сканирования приемника основного датчика, а также системы

10 записи абсолютных координат линии стыка, системы ll воспроизведения записи, регуляторов 12 перемещения горелки и функционального преобразователя 13 с введенными в него блоками 14 умножения °

Устройство работает следующим обРазом.

При сварке стыков с .радиусом кривизны больше минимального, определяемого величиной ЭДС источников 4 опорного напряжения, канал дополнительного датчика 2 заперт и на вход второго сумматора 6 поступает нулевой потенциал. Управление передвижением горелки осуществляет основной датчик I °

Через сумматор 6 его сигнал поступает на входы регуляторов 9 перемещения датчиков относительно горелки,и на блоки 14 умножения. На выходах регуляторов 9 присутствует сигнал, пропорциональный координатам датчиков в относительной системе координат, на выходах регуляторов 12 перемещения горелки — сигнал пропорциональный абсолютным координатам горелки,а на выходах блоков 14 умножения — сигнал " пропорциональный проекциям вектора

Ь» отклонения центра сканирования датчиков

1 и 2 от линии и стыка на оси координат. Поступая на вход сумматоров 7 и 8. зти сигналы на выходах образуют новые,,пропорциональные абсолютным координатам стыка в месте пересечения стыка с линией сканирования приемника основного датчика 1, т.е..

872093 6 сигнал

35 выхБ= .(Маыха! "и), формула изобретения

Следящее устройство для направления электрода по стыку, содержащее сварочную горелку с узлом подачи сварочной проволоки, датчик стыка, систему предварительной записи траек-.. тории стыка, последовательно соединенную с системой воспроизведения записи и регуляторами перемещения сварочной горелки, а также регуляторы перемещения датчика относительно горелки, соединенные со входами функционального преобразователя, другие входы которого соединены с регуляторами перемещения сварочной горелки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности направления электрода -при сварке стыков произвольной кривизны, в устройство введены дополнительный датчик стыка с приемником, имеющим общий центр сканирования с датчиком, а также два диода, Х Ч Г вЂ” абсолютные коорринаты

Г горелки;

Х -,У вЂ” координаты центра сканидГ дг рования датчиков в относительной системе координат;

g4 — величина отклонения центра сканирования от линии стыка по нормали к траектории движения центра; 10 д — угол между вектором скорости движения центра сканирования и осью абсцисс.

Сигналы координат линии стыка по ступают в систему 10 записи, где эа- 15 поминаются и через промежуток времени, равный отношению расстояния по линии стыка между центром сканирования датчиков н горелкой к величине скорости перемещения сварочной установки, с помсщью системы 11 воспроизведения записи поступают на входы . регуляторов 12 перемещения горелки.

Несмотря на возможные отклонения центра сканирования датчиков от линии 25 стыка система обеспечивает точное направление горелки по стыку.

По мере приближения горелки к месту излома стыка (фиг. 2)сигнал на выходе дополнительного датчика 2 возрас-3tt тает по амплитуде. При превышении вы-ходного сигнала дополнительного датчика 2 над ЭДС источника 4 опорного напряжения на вход сумматора 6 поступает где etix — сигнал на выходе дополнительного датчика 2;

0 — ЭДС источника 4 опорного 40 напряжения.

В зависимости от знака сигнала, который определяюет направление перемещения центра сканирования приемников 15 датчиков, происходит коррекция 45 траектории движения датчиков, Величину и скорость коррекции определяет разность выходных сйгналов сумматора

6. Вместо ломаной линии АВС центр сканирования приемников 15 датчи- 50 ков проходит над кривой АОС, параметры которой зависят от радиуса сканирования приемника дополнительного датчика 2, ЭДС источника 4 опорного ффнЦи У 55 сумматора 5. Одновременно с коррекцией траектории движения центра сканирования функциональный преобразователь 13 и регулятор 9 осуществляют поворот направляющей сканирования по нормали к траектории движения центра, а основной датчик вычисляет величину отклонения центра сканиро» вания от линии стыка, которая через блоки 14 умножения поступает на сумматоры 7 и 8, где, согласно приведен- ному алгоритму, определяют истинные координаты стыка. Эти координаты с помощью систем 10 и 11 записи ч воспроизведения записи в соответствую щее время поступают на входы регуляторов перемещения горелки направляя ее по линии стыка. При этом точност направления горелки зависит лишь от динамических характеристик исполнительных механизмов, а не от формы стыка.

Таким образом, предлагаемое устройство для направления электрода по стыку обеспечивает ориентацию сварочной горелки относительно стыков любой кривизны, в том числе ломаных. При этом запись истинных координат линии стыка и введение дополнительного датчика стыка, приемник которого сканирует по окружности, повышает точность направления электрода при сварке стыков любой кривизны, а включение в цепь канала дополнительного датчика регулируемых источников опорного напряжения предохраняет схему устройства от ударов, возникающих при подходе датчиков к излому линии, стыка и отходе от него.

87209 два регулируемых источника опорного напряжения, два блока умно кения и четыре сумматора, при этом выход дополнительного датчика соединен с двумя встречно параллельно включенными 5 цепочками, образованными встречно .последовательно включенными диодами.н регулируемыми источниками опорного напряхения, выходы последних соединены со входами первого сумматора,его 16 выход соединен со входом второго сумматора, другой его вход соединен со входами блоков умножения и датчи ка стыка, выход второго сумматора через регуляторы перемещения датчика И относительно горелки соединен со sxoдами третьего и четвертого сумматоров, 3 8 другие входы которых соединены с вы« ходами блоков умножения и выходами регуляторов перемещения горелки, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены со входами системы предварительной записи траектории стыка, другие входы блоков умножения соединены с первым и вторым выходами функционального преобразователя. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Автоское свидетельство СССР

1 411971, кл. В 23 К 9/10, 15.11.71.

2. Автоматическая сварка", 1976, У 12, с. 45-47.

3. Авторское свидетельство СССР

У 538844, кл. В 23 К 9/10, 13.12.73.

872093

1 фиа2

Составитель Г. Чайковский

Редактор Л. Плисак Техвед Т.Йаточка Кощ ектоо В. Братяга

Заказ 8890/18 Тиржк 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Увгород,ул.Проектная,4