Устройство для направления электрода по стыку свариваемых деталей

 

Союз Советсних

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВ ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,880647 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (53 ) М. Кл. (22)Заявлено 14.07.78 (21) 2644081/25-27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 23 К 9/10

9кударотаеииый комитет

СССР (53) УДК 621.791..75(088.8) Ilo делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 5. 1 1 . 81 . Бюллетень № 42

Дата опубликования описания ) 7, 1 1,8) (72) Авторы изобретения

В. В. Евсюков, В. Н. Логвицов;--Ю Я, Грибков, Е. М. Карпов и В. В. Подсевалов

Ф

1 „ --

1"

) (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА

ПО СТЫКУ СВАРИВАЕМЫХ ДЕТАЖЙ

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, в частнос. ти к устройствам для направления электрода по стыку.

Широко известны устройства, следящие за стыком свариваемых деталей содержащие последовательно соединенные датчик стыка, детектор стыка, узел сравнения, а также орган задания положения центра сканирования приемника датчика стыка, блок управления приводом и привод коррекции положения сварочной горелки относительно стыка E)g и 2). . Однако известные устройства, несмотря на наличие у некоторых из них схем повышения помехоустойчивости, не позволяют радикально ограничить влияние дефектов поверхности свариваемогo материала на качество отслеживания места сварного соединения.

Известно устройство для направления электрода по стыку свариваемых деталей, содержащее датчик стыка, элемент сравнения, ко входам которого подключены детектор стыка и элемент задания положения центра сканирования датчика стыка, и привод коррекции положения электрода относительно стыка с блоком его управления, причем последний подключен к выходу элемента сравнения 13).

Однако неподвижная диафрагма, ограничивающая поле зрения датчика, малоэффективна при значительных разбросах радиуса кривизны стыка и скорости сварки. При большой кривизне линии стыка и значительной величине скорости сварки возможно, что стык вы-.15 падет из поля зрения датчика. С другой стороны, для швов, близких к прямолинейньат, необходимо узкое отверстие-сектор в неподвижной диафрагме, Только в этом случае использование

20 ее целесообразно.

Цель изобретения — повышение точности направления электрода по стыку свариваемых деталей путем ограничения

88 зоны ожидаемого местоположения стыка, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик стыка, элемент сравнения, ко входам которого подключены детектор стыка и элемент задания положения центра сканирования датчика стика, и привод коррекции положения электрода относительно стыка с блоком его управления

l причем последний подключен к выходу элемента. сравнения, введены ключ, датчик скорости сварки, квадратор, элемент умножения, элемент задания коэффициента и нуль-орган, причем ключ включен между датчиком стыка и детектором стыка, выход элемента сравнения подключен ко входу нульоргана, к другому входу которого подключены последовательно соединенные датчик скорости сварки, квадратор и элемент умножения, а выход нуль.органа подключен к другому входу,,ключа, при этом ко второму входу элемента умножения подключен элемент задания коэффициента.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для направления электрода по стьпсу; на фиг. 2 — эпюры напряжений на выходах элементов устройства; на фиг„ 3 — схема для определения ухода стыка за полупериод сканирования, позволяющая обосновать выбор параметра величины зоны нечувствительности устройства, Устройство (фиг. 1) для направления электрода по стыку содержит датчик 1 стыка, автоматический ключ 2, детектор 3 стыка, элемент 4 сравнения, элемент 5 задания положения центра сканирования, блок 6 управления приводом и привод 7 коррекции положения электрода относительно стыка, а также датчик 8 скорости сварки, квадратор 9, элемент 1 0 умножения, элемент 11 задания коэффициента и нуль-орган 12, Устройство работает следующим образом, Приемник датчика 1 стыка сканирует поперек стыка, Параметры режимом сканирования определяют соответствующие. блоки управления, При нахождении приемника датчика 1 стыка в одном из крайних положений генератор контрольных импульсов, являющийся составньж элементом датчика 1 стыка, выдает контрольные импульсы U >,êîòoðûå е помощью постоянной синхронизирующей связи, минующей ключ 2, устанавливают де0647 4 тектор 3 стыка в исходное состояние.

Если приемник датчика 1 находится в крайнем слева по ходу движения элскт— рода положении, условно принятом за начальное, то на выходе детектора 3 стыка присутствует нулевой потенциал

Ощ с . При крайнем справа положении приемника датчика 1 на выходе детектора 3 присутствует единичный сигнал ,пропорциональный амплитуде сканирования приемника. Б это время ключ

2 заперт. По мере движения приемника датчика ) от крайней точки сигнал пропорционален расстоянию от начального положения. При движении приемника слева направо амплитуда U

Вых 3 возрастает, При перемещении справа налево амплитуда, наоборот, уменьшается.

Изменение амплитуды сигнала О у происходит до тех пор, пока датчик 1 стыка не выдаст импульсный сигнал

U>b >, свидетельствующий о нахождении

1 его приемника над осью стыка. Сигнал поступает на вход детектора 3 стыка д только при открытии ключа 2. Амплитуду сигнала Ug>1> > в момент поступления сигнала детектор 3 стыка запоминает на непродолжительный промежуток времени, необходимый для приема управляющего сигнала с элемента 4 сравнения блоком 6 управления приводом коррекции положения электрода, Управляю щий сигнал J b, формирует элемент 4 сравнения, вычитая из сигнала постоянного уровня, пропорционального половине амплитуды сканирования, поступающего с выхода элемента 5 задания положения центра сканирования, сигнал Ugb > . При этом амплитуда сигнала U gbty, 4 з момент времени про—

40 хождения сигнала U11< > „ через блок 6 управления поступает йа исполняющий привод 7 коррекции йоложения электрода относительно стыка, который перемещает электрод в зависимости от зна45 ка и величины сигнала 0 ь с4 на ось стыка. (Прием и преобразование сигнала

U > < блоком 6 управления и отработка его приводом 7 в предлагаемом изобретении не рассматривается, так как они

Ж решаются известными методами и устройствами), Одновременно сигнал J11> < с элемента 4 сравнения поступает на один из входов нуль- органа 12, где его coH поставляют с уровнем сигнала Ugblg 1p на выходе элемента 10 умножения, который пропорционален произведению квадрата скорости сварки на коэффи0647

К у

СК Кр. п11П

35 установками.

Формула изобретения

5 88 циент. Численное значение коэффициента зависит от квадрата частоты сканирования и минимального радиуса кривизны свариваемого стыка и определяется согласно следующему выражению где с< — частота сканирования прием-. ника датчика;

Р р „ - минимальный радиус кривизны линии стыка, Приведенный алгоритм формирования сигнала 0 ь1 <0 на выходе элемента 10 умножения построен в соответствии с анализом отклонения движения приемни-. ка датчика 1 за период сканирования от линии стыка (фиг. 3) . За указанный промежуток времени центр сканирования приемника датчика 1 не может отклониться от оси линии садыка на величину, превышающую ВД = ф св где Чс —, скорость сварки; " фугол между вектором усредненнои скорости движения приемника датчика 1 и хордой, соединяющей две точки А и В линии стыка, одна А из которых является точкой приложения вектора усредненной скорости движения приемника датчика 1, а вторая  — точкой пересечения линии стыка и нормали к вектору усредненной скорости, проведенной из точки расположения центра сканирования приемника датчика 1 через отрезок времени равный периоду сканиро Ч вания. Величина угла

2 где Ч вЂ” центральный угол между лучами, соединяющими точки А и В с цент 4ce ром кривизны О. Угол,V хск 12 кр г,ь

Таким образом, Q при

"ко малых углах,8, т. е. в реальных условиях поиска стыка при дуговой сварке, зону поиска можно ограничить расстоянием ВД в, обоих направлениях от центра сканирования.

В ус 1 ройстве ограничение зоны поиска стыка происходит за счет ограничения возможностей прохождения сигнала с датчика 1 стыка на вход детек» тора 3 стыка автоматическим ключом 2, Управление автоматическим ключом 2

t осуществляет нуль-орган 12, сигнал на выходе которого появляется при услонии (U &ь!4 (1Пвых101. А так как сигнал 0вь1„<0 на выходе элемента 10 умножения пропорционален расстоянию

ВД, то таким образом происходит ограничение зоны поиска стыка, что позволяет активно управлять размерами этой зоны и эффективно устранять влияние дефектов поверхности свариваемого материала, В случае, если участки линий стыка существенно различаются по кривиз- . не, то в устройстве можно использовать датчик кривизны стыка, который является составной частью элемента 11 -задания коэффициента, Однако его практическая реализация сталкивается с ря" дом трудностей, и поэтому в предлагаемом устройстве величина коэффи4 циента К= заранее

Р li 9. М0 задается максимально возможной для заданного стыка. При переналадке устройства для сварки других стыков величина коэффициента К меняется, Предлагаемое устройство обеспечивает эффективное устранение дефектов поверхности свариваемого материала за счет ограничения зоны поиска стыка, При этом устройство снабжено системой регулирования параметров эоны нечувствительности, для которой заранее известно, что стыка в ней нет, Это делает устройство универсальным при сварке линий стыка различной кривизны при небольшой достоверности информации о месте сварного соединения, что обеспечивает получение качествен ного шва автоматическими сварочньии

Устройство для направления электрода по стыку свариваемых деталей, содержащее датчик стыка, элемент сравнения, ко входам которого подклю чены детектор стыка и элемент задания положения центра сканирования датчика стыка,и привод коррекции положения электрода относительно стыка с блоком его управления, причем последний подключен к выходу элемента сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности направления электрода по стыку свариваемых деталей путем ограничения зоны ожидаемого местоположения стыка, в устройство введены ключ, датчик скорости сварки, квадратор, элемент умножения, элемент задания коэффициента и нуль-орган, причем ключ включен между датчиком стыка и детектором стыка, выход элемента сравнения подключен ко входу нуль-органа к другому входу которого подключены последовательно соединекные датчик скорости сварки, квадратор и элемент умножения, а выход нуль-органа подключен к другому входу ключа, при

880647 8 этом ко второму входу элемента умножения подключен элемент задания коэффициента.

Источники информации, принятые во внимаиие прн экспертизе э

1. Авторское свидетельство СССР

9 433981, кл. В 23 К 9/10, 17.11.71.

2. Авторское свидетельство СССР

N 548392, кл, В 23 К 9/10, 20.08.74.

3. Авторское свидетельство СССР

У 567566, кл. i3 23 К 9/10, 27.01 ° 76 °

880647

Уиа Л

Составитель К, Глаголев

Редактор М, Банп,ура Техрел А.Савка Корректор О. Билак

Заказ 9814/19 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. л. 4 (5

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