Устройство для дуговой связки по криволинейному контуру

 

Союз Советских

Социалистичвсни к

Республик

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

<н891284 (61) Дополнительное к asr. свид-ву (22) Заявлено 051?79 (21) 2848158/25-27 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 231281.Бюллетень N9 47

Дата опубликования описания 231281 р )м. К.з

В 23 К 9/10

Государственный комитет

СС ;Р но делам изобретений и отирытнй (53 УДК 621. 791. . 75 (088. 8) Л.М.Персиц, A.Í.Nèíàåâ, С.И.Краснощеков, Ш.A.Bàéíåð и М.С.Гриценко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ- ПО КРИВОЛИНЕЙНОМУ

КОНТУРУ

Изобретение относится к дуговой сварке иэделий по плоскому криволинейному контуру переменной кривизны, преимущественно неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки и может быть использовано для сварки изделий, имеющих трехмерный криволинейный контур.

Известно устройство для контурного управления промышленным роботом, содержащее рабочий орган, блок памяти и по каждой регулируемой координате последовательно соединенные сумматор, усилитель и привод, связанный с датчиком положения и датчиком скорости рабочего органа, блок задания скорости и блок контроля положения, элемент И, к входам которого подключены выходы блоков контроля положения, а выход которого соединен с входом блока памяти (12.

Недостатком такого устройства является необходимость применения сложной вычислительной. техники, 3BN и ее математического обеспечения, высококвалифицированного персонала для управления и обслуживания. Кроме того, это устройство не обеспечивает воз-. можности сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, тоскольку оно управляет только одним рабочим органом, а именно, сварочной горелкой, и в нем отсутствуют средства для подачи присадочной проволоки по касательной к контуру свар кн.

Известна также фотокопировальная система с устройством для предварительного задания направления .обхода контура при расположении развертки вне линии чертежа, содержащая ждущий релаксационный генератор и блок реверса, состоящий иэ схемы антисовпадений емкостного накопителя и схемы совпадений, при этом один из выходов временного селектора фотокопировальной системы соединен со схемой антисовпадений, другой вход которой связан со входом схемы совпадений временного селектора, выход схемы антисовпадений подключен к одному из входов схемы совпадений блока реверса, другой вход которой соединен с емкостным накопителем,а ее выход через формирующее звено подключен ко входу генератора пилообразного напряжения временного селектора 2 .

Недостатком этого устройства является то, что при расположении развертки на прослеживаемой линии на89

1284 правление обхода контура оптической разверткой, а значит и рабочим орга-, ном, неоднозначно и имеет случайный характер, зависящий от момента попадания первого импульса развертки в систему управления. В результате этого рабочий орган может пойти как по часовой стрелке, так и в противоположном направлении. Это не позволяет применять считывание вспомогательных команд с линии чертежа, поскольку расположение позиционных меток на этой линии в общем случае зависит от направления обхода контура. В результате такое устройство не позволяет программировать параметры ре" жима сварки в функции положения горелки на контуре, что Снижает качество сварки и ограничивает технологические возможности устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для обработки изделия по криволинейному контуру,содержащее фотоэлектрический датчик, установленный на платформе, которая размещена на каретке, приводы перемещения каретки и платформы, управляемый усилитель, фазовые детекторы,ггервая и вторая линии задержки, усилитель-формирователь, выход которого подключен ко нходу элемента И, выход управляемого усилителя подключен к одним входам первого и второго фазовых детекторов и входам первой и второй линий задержки, выход первой линии задержки подключен к управляющему входу управляемого усилителя, выход второй линии задержки подключей ко второму входу элемента И, источник опорного напряжения, ныход которого подключен ко второму входу первого фазового детектора, выходы фазового детектора подключены к управ" ляющим входам приводов каретки и . платформы, и блок включения и отключения устройства (3) .

- Недостатком этого устройства является то, что оно обеспечивает лишь перемещение рабочего органа (горелки) по требуемому (заданному) контуру и не обеспечивает подачи присадочной проволоки в зону обработки.

Кроме того, в этом устройстве иаправление обхода контура оптической разверткой, а значит и рабочим органом, неоднозначно и имеет случайный характер, зависящий от момента попадания первого импульса развертки в систему управления. В результате такое устройство не позволяет программировать режим сварки, что снижает качество сварки и ограничивает эксплуатационные технологические возможности устройства. цель изобретения - повышение качества сварки и расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения программирования параметров г

65 сварки в функции положения горелки на контуре °

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дуговой сварки изделий по криволинейному контуру, содержащее фотоэлектрический датчик, установленный на платформе, размещенной íà каретке, приводы перемещения каретки и платформы,усилитель-формирователь, выход которого подключен ко входу элемента И, и блок включения-отключения, введены приводная планшайба с приводным механизмом подачи проволоки, блок газопитания, реле дуги, счетчик импульсов, дешифратор, задатчик направления обхода контура, переключатель и реле времени, причем выход фотоэлектрического датчика подключен к замыкающему контакту переключателя, размыкающий контакт которого соединен с задатчиком направления обхода контура, а переключающий контакт со входом усилителя-формирователя, выход элемента И подключен ко входу счетчика импульсов, выходы которого через дешифратор подключены к приводам каретки и платформы, механизму подачи проволоки, блоку газопитания и блоку включения-отключения, при этом выход реле дуги подключен к пусковому входу рене времени., выход которого подключен к управляющему входу переключателя, а приводная планшайба размещена на платформе с возможностью вращения вокруг горелки.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит горелку 1 и фотоэлектрический датчик 2, установленные на платформе 3, которая установлена на каретке 4. Каретка 4 и платформа 3 снабжены приводами 5 и

6 соответственно продольного и поперечного перемещения, усилитель-формирователь 7, выход 8 которого подключен ко входу. 9 управляемого усилителя 10 и входу 11 элемента И 12, выход 13 управляемого усилителя 10 подключен к входам 14 и 15 первого и второго фазовых детекторов 16 и 17 входам 18 и 19 первой и второй линий

20 и 21 задержки, выход перной линии 20 задержки подключен к управляющему входу 22 управляемого усилителя 10, выход второй линии 21 задержки подключен ко второму входу 23 элемента И 12,источник 24 опорного напряжения, выход которого подключен ко второму входу 25 первого фазового детектора

16, выходы 26 и 27 фазового детектора 16 подключены к управляющим вхо= дам 28 приводон каретки 4 и платформы 3, приводную планшайбу 29 с приводным механизмом 30 подачи проволоки, размещенную на платформе 3 с возможностью вращения вокруг горелки 1, датчик 31 угла понорота планшайбы

891284

29, источник 32 питания сварочной дуги, блок 33 газопитания, реле 34 дуги, осциллятор 35, счетчик 36 импульсов, дешифратор 37, задатчик 38 направления обход. контура, переключатель 39 и реле 40 времени, блоки включения 41 и отключения 42, блок

43 реверса, графическая программа 44, изделие 45, выход фотоэлектрического датчика 2 подключен к эаьыкающему контакту 46 переключателя 39, размыкающий контакт 47 которого соединен с эадатчиком 38 направления, а переключающий контакт 48 со входом 49 усилителя-формирователя .7, выход

50 датчика 31 угла поворота планшайбы 29 подключен ко второму входу 51 фазового детектора 17, выход 52 которого подключен к управляющему .входу 53 привода 54 планшайбы 29, выход

55 элемента H 12 подключен ко входу

56 счетчика 36 импульсов, выходы 57 которого через дешифратор 37 подключены к входам 58 приводов 5, б и 59 каретки 4, платформы 3, механизма 30 подачи проволоки, источнику 32 питания, блоку 33 газопитания счетчика

36 и блоку 42 отключения, выход 60 реле 34 дуги подключен к пусковому входу 61 приводов 5, 6, 54, 59 каретки 4, платформы 3, планшайбы 29, механизма 30 подачи проволоки, выход

62 подключен ко входу реле 40 времени, выход которого подключен к управляющему входу 63 переключателя 39.

Выход 64 реле 34 дуги подключен к!

О

35 осциллятору 35, выход которого под- 35 ключен к горелке 1, выход 65 источника 32 питания подключен к осциллятору 35, а выходбб — к ropehêå 1. ьлск 42 -отключения содержит испол.нительное реле 67 и реле 68 и 69 времени, вход реле 67 является входом

58 блока 42 отключения,.выход 70 реле 67 подключен к входаМ 71.приводов

5, б и 54, блока 43 реверса, источника 32 переключателя 38, вйход .72 реле 67 подключен ко входу 73 реле 45

68 времени, выход 74 реле 67 подключен ко входу 75 реле 69 времени, выход 76 реле 68 времени подключен ко входу 77 блока 43 и привода 59, выход 78 реле 69 времени. подключен ко Я) входу 79 блока 33 газопитания. ьлок 41 включения содержит, пусковое устройство 80, выход 81 которого подключен ко входу 82 исполнительного реле 83, выход 84 которого под- у ключен ко входу 85- реле 86 времени, выход 87 которого подключен ко входу

88 реле 89 времени, выход 90 исполни.тельного реле 83 подключен к блоку питания системой управления,(не: по" казан), выход 91 реле 86 подключен .® ко входу 92 блока 33 гаэопитания,вЫход 93 реле 89 подключен ко входу

94 источника 32 питания.

Устройство для дуговой .сварки ра" ботает следующим образом.

При срабатывании пускового уст бй ства 80 включается реле 83, которое включает блок питания систеьы управления (не показан) и реле 86 времени, которое включает блок 33 газопнтания, Защитный газ поступает в горелку 1. Реле 86 времени с выдержкой, достаточной для прохождения газа по коммуникациям к горелке 1, включает источник 32 питания сварочной дуги через исполнительное, реле 89. Сигнал от источника 32 питания поступает на осциллятор 35., который подает высокочастотный разряд в горелку 1, осуществляя возбуждение сварочной дуги между электродом горелки 1 и изделием 45. После возбуждения дуги срабатывает реле 34 дуги, которое отключает осциллятор 35 и включает приводы 5, 6, 54 и 59 и реле 40 времени.

Начинается перемещение горелки 1 по контуру сварки в направлении,определяемом эадатчиком 38 направления об" хода контура, и начинает вращаться .планшайба 29 вместе с расположеннь-м на ней механизмом 30 подачи проволоки, что обеспечивает подачу проволоки в зону сварки по касательной к контуру сварки.

Реле 40 времени с выдержкой, достаточной для окончания переходных процессов при возбуждении дуги и отключения осциллятора, воздействует иа управляющий вход 63 переключателя

39, в результате чего выход фотодат" чика .2 подключается к усилителю-формирователю 7. Далее управление приводами 5, 6 и 54 осуществляется от фотодатчика 2 через блоки 7, 10, 16 и 17 в направлении .обхода контура, заданном эадатчиком 38. Импульсы фототока с фотодатчика 2 усиливаются, ограничиваются усилителем-формирователем 7 н поступают на вход 9 управ" ляемого усилителя 10, с выхода 13 которого импульсы, задержанные линией 20 задержки на период кольцевой оптической развертки светового луча, вновь поступают на вход 22 усилителя 10, который осуществляет выбор переднего по ходу копирования импульса развертки. Фаза этого импульса соответствует .положению максимума импульса развертки.

Этот импульс поступает на входы фазовых детекторов 16 и 17. От ис-. точника 24 опорного напряжения два переменных напряжения — синусоидальное и косинусоидальное поступают навход 25 фазового детектора 16, с вы" ходов 25 и 27.которого напряжения, пропорциональные синусу и косинусу, угла наклона линии, управляют приводами 5 и 6 каретки 4 и платформы 3.

Синусоидаяьное опорное напряжение с выхода 50 датчика 31 угла поворота планшайбы 29 поступает на вход 51 фа». зового детектора 17., с выхода 52 которого напряжение,. пропорциональное

891284

При заполнении счетчика 36 и дешифратора 37 сигнал с последнего вы.хода дешифратора 37 поступает на обнуляющий вход 58 счетчика 36 и на вход блока 42 отключения, включая исполнительное реле 67.. Реле 67 включает реле 68 и 69, отключает источник 32 питания сварочной дуги, переводит переключатель 39 в исходное положение и включает блок 43 реверса, в результате чего происходит отвод присадочной проволоки иэ зоны сварки. Реле 68 с выдержкой времени, необходимой для отвода присадочной проволоки, отключает привод 59 механизма 30 подачи проволоки. Истачник

65 синусу угла новОрота планшайбы, управляет приводом 54 планшайбы 29,на которой расположен механизм 30 подачи проволоки, вращающийся вокруг сварочной горелки 1 вместе с планшайбой

29 таким образом, что присадочная проволока поступает в сварочную ванну по касательной к копируемому кон.туру сварки, заданному графической ,программой 44.

Импульсы с выхода 13 управляемого усилителя 10 через линию задержки 21 поступают на вход 23 элемента И 12, на вход 11 которого с выхода 8 усилителя-формирователя 7 поступают им-. пульсы от позиционной метки на копируемой линии графической программы

44. При совпадении импульсов йа обоих входах 11 и 23 элемента И 12 на его выходе 55 появится импульс, сигнализирующий о прохождении световой разверткой позиционной метки. Импульсы 20 с выхода 55 элемента И 12 поступают на счетчик 36 импульсов, а с него - . на дешифратор 37, преобразующий код счетчика 36 в управляющие сигналы, воздействующие на элементы управле- 25 ния приводами 5, 6 и 59 каретки 4, платформы 3 и механизма 30 подачи проволоки, а также на элементы управления источником 32 питания и блока

33 газопитания.

Например, если источник 32 питания управляется регулируемым потенциометром, в качестве управляющего элемента этим источником 32 может служить набор таких же регулируемых потенциометров, сопротивление каждого из которых соответствует необходимому значению тока в точках контура, обозначенных позиционными метками на графической программе. Тогда дешифратор, по мере обхода контура графической про- 40 граммы фотодатчиком 2 и контура сварки горелкой 1, производит переключение последовательно с одного сопро- . тивления на другое, осуществляя изменение тока.- Аналогично осуществляется изменение скорости перемещения горелки 1 по контуру (скорости сварки), изменение скорости подачи проволоки, расхода газа.

32 после отключения обеспечивает плавный спад тока до нуля. Реле 69 с выдержкой времени, необходимой для обдува сварного шва после погасания дуги, отключает блок 33 газопитания.

Предлагаемое устройство для дуговой сварки обеспечивает перемещение сварочной горелки по криволинейному контуру с точностью 0,1 мм, подцержание скорости сварки на заданном уровне в диапазоне 80-800 мм/мин независимо от кривизны контура, подачу присадочной проволоки по касательной к контуру сварки с точностью Зо, программное управление технологическими параметрами процесса (скоростью сварки, скоростью подачи присадочной проволоки, током, расходом газа) в функ ции положения горелки относительно контура сварки. Это обеспечивает расширение эксплуатационных и технологических воЗможностей и улучшение качества сварки.

1 формула изобретения

Устройство для дуговой сварки по криволинейному контуру, содержащее фотоэлектрический датчик, установленный на платформе, размещенной на каретке, приводы перемещения каретки и платформы, управляемый усилитель, фазовые детекторы, первая и вторая линии задержки, усилитель-формирователь, выход которого подключен ко входу элемента И и блок включения-отключения устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества и расширения эксплуатациониых ВОЗМожностей; за счет обеспечения программирования параметров сварки в функции положения горелки на контуре, в устройство введены приводная планшайба с приводным механизмом подачй проволоки, блок гаэопитания, реле дуги, счетчик импульсов, дешифратор, эадатчик направления обхода контура, переключатель и реле времени, причем выход фотоэлектрического датчика подключен к замыкающему контакту переключателя, размыкающий контакт которого соединен с задатчиКом направления обхода контура, а переключающий контакт - со входом усилителя-формирователя, выход элемента И подключен ко входу счетчика импульсов, выходы которого через дешифратор подключены к приводам каретки и платформы, механизму подачи проволоки, блоку газопитания и блоку включения-отключения, при этом выход реле дуги подключен к пусковому входу реле времени, выход последнего подключен к управляющему входу переключателя,. а приводная планшайба размещена на платформе с возможностью вращения вокруг горелки.

8912В4

Составитель К.Глаголев

Редактор A.Øàíäoð Техред И. Гайду

Корректор В.Синицкая

Заказ 11092/15 . Тираж 1151 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 653597, кл. G 05 В 19/40, 05.06.77.

2. Авторское свидетельство СССР

9 376746, кл. G 03 В 27/32, 30.09.71

3. Авторское свидетельство СССР

Р 36 >22. кл. В 23 К 9/10, 23.11.70.