Устройство для автоматичнского управления электродом при сварке стыков

И С Союз Советскии Социалистицеских Республик(45) Дата опубликован 23 К 9/1 асударственныи комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 621,7988,8). Василье М, Сливе енко, Г, И. Закс,и Ю, К. Быганков 2) Авторыф изобретен Всесоюзный ктно-конструкторский инстпроизводства очн 1) Заявитель) УСТРОЙСТ Изобретение касается автоматизации сварочных процессов и предназначено, в частности для электродуговой сварки раз-. личных деталей и узлов промышленными сварочными работами.Известно устройство для автоматического управления перемещением электрода при сварке стыков, содержащее привод поперечного перемещения сварочной головки, узел управления приводом, преобразователь напряжения, датчик положения сварного стыка, узел измерения температуры сварочной ванны, дифференциальную схему совпадения и узел сравнения, Датчик температуры. и датчик стыка синхронизированы между собой при помощи узла синхронизации 1,Недостатками данного устройства является то, что измерение параметров, необходимых для выработки управляющего воздействия, осуществляется двумя датчиками, датчиком измерения теллпературы сварочной ванны и датчиком стыка, Такая компановка требует обязательной синхронизации в действии, Введение дополнительнот о узла синхоопгизации усложняет схему и вносит свои погрешности, кроме того, погрешности могут быть и у датчика стыка, Такимобразом, суммарная ошибка может бытьдовольно значительной, Это налагает высокие требования на узел синхронизациии датчик, что усложняет все устройство ьцелом.Белью изобретения является упрощениеконструкции устройства и повышение точ- О ности слежения за линией стыка,Поставленная пель достигается тем, чтомежду выходом преобразователя напряжения и одним из входов узла сравнения включен узел формирования импульсов экстре мальных точек температурного поля, ковторому входу узла сравнения подключендополнительно введенный генератор прямоугольных импульсов, а выход узла сравнения соединен со входом узла управления О приводом поперечных перемещений сварочной головки через последовательно включенные счетчик иллпульсов и узел кодирования.При этом узел формирования импульсовэкстреллальных точек температурного поля 25 выполнен из триггера и подключенных к Я АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОМПРИ СВАРКЕ СТЫКОВ567564 45 50 55 60 его входам двух пиковых детекторов, вход одного из который непосредственно соединен с выходом преобразователя напряжения, а вход другогс, - с преобразователем напряжения через дополнительно введенный инвертор.На фиг. 1 показана блок-схема устройства для автоматического управления пере, мещением электрода; на фиг. 2 - схема распределения изотермических линий квази- стационарного температурного поля, распространяющегося в процессе сварки по дер талям и воздушному зазору между ними,Устройство автоматического управления перемещениемйектрода при сварке стыков ;содержит сканирующий датчик температуры 1, преобразователь напряжения 2, узел формирования импульсов экстремальных точек температурного поля, составленный из пикового детектора 3, инвертора 4, пикового детектора 5, триггера 6; узел сравне ния 7, генератор прямоугольных импульсов 8, счетчик 9, узел кодйрования 10, узел 11 управления приводом перемещения сварочной головки. Алгоритм работы устройства основан на слежении за.экстремальнымиточками квазистационарного температурного поля, перемещающегося по. мере заварки участков шва, В связи с различной теплопроизвод ностью металла и воздуха скорость прогрева температурной сварочной дуги зазора 12 между,детялями 13 и 14 ниже, чем самых деталейпоэтому участки изотерми ческих линий Т 1, Т 2 и т.д., проходящих через воздушный зазор, имеют впадины экстремальные точки которых А 1, А 2, АЗ и тр.) совпадают с осью стыка между деталями, в то время над осью сварного шва находятся,точки максималт.ной температуры (Б 1, Б 2, Б 3 ". т,д), ГВ процессе сварки устройство ролжно перемещать электрод 15 так, чтобы он иходил на оси, проходящей через экстремальные точки сварного шва и зазора в стыке (А 1-Б 1;А 2-Б 2 и т,д.).Для выполнения требуемого алгоритма работы сканирующий датчик температуры 1 выдает последовательную информацию о температуре в различйых, точках зазора в стыке и сварного шва, что осуществляется путем вращения с постоянной скоростьюдатчика температуры вокруг оси электрода при этом последовательная информация о температуре поступает на вход преобразователя напряжения 2, причем максимум температуры соответствует середине сварного шва, минимум-середине зазор в стыке. 4Выходный сигнал с преобразователя.напя)кения 2 поступает на вход пиковогодетектора 4,.где формируется импульс, передним фронтом соответствующий середине сварного шва, и на вход инвертора 3,по выходному сигналу которого пиковыйдетектор 5 формирует импульс, переднимфронтом соответсвующий середине зазорав стыке. Выходные сигналы с пиковыхдетекторов 4 и 5 поступают на входы триг-,гера 6, где формируется импульс, длительность которого пропорциональна временипрохождения датчика температуры от экстремальной точки, соответствующей середине сварного шва, до экстремальной точки,соответствующей середине зазора в стыке.Для измерения длительности импульса,выход триггера 6 подключен ко входу узласравнения 7, другой вход которого соединен 20 с выходом генератора импульсов 8. Узелсранения открывается на время, соответствующее длительности импульса триггера6, и пропускает соответствующее числоимпульсов, которое подсчитывается счет чиком импульсов 9, сравнивается в схемекодирования 10 с эталонным, При откло-,нении электрода от стыка длительностьимпульса на выходе триггера меняется, икодирующая схема 10 вырабатывает снов30 нал рассогласования, который подается навход узла 11 управления приводом перемещения сварочной головки и отрабатываетсяисполнительным двигателем 16.,Применение предлагаемого устройства з 5 позволяет повысить точность слежения застыком.улучшить качество сварного саединения. Применение только одного датчикатемпературы упрощает конструкцию устрой"ства.40 Формула изобретения Устройство для автоматического управления электродом при сварке стыков, содержащее привод поперечных перемещений сварочной головки, несущей электрод, ска" нирующий датчик температуры сварочной ванны и стыков, подключенный к выходу датчика, преобразователь напряжения и узлы сравнения и управления приводом поперечного перемещения сварочной головки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, между выходом преобразователя напряжения и одним из входов узла сравнения включен узел формирования импульсов экстремальных точек температурного поля, ко второму входу узла сравнения подключен дополнительно введенный генератор прямоугольных567564 Составитель В; КолесниченкоРедактор Л, Жаворонкова ТехредИ. Асталощ, КоррЗаказ . 2660/8 Тираж 1207 ПорЦНИИПИ Государственного комитета Совета Ми 1по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,ектОр С, Петру псное пстро д. 4/5 ент", г,.Ужгород, ул. Проектная, 4 филиал ПП импульсов, а выход узла сравнения соединен со входом узла управления приводомпоперечных перемещений сварочной головкичерез последовательно включенные счетчикимпульсов и узел кодирования, при этомузел формирования импульсов экстремальных точек температурного поля выполнениз триггера и подключенных к его входам, двух пиковых детекторов, вход одного из которых непосредственно соединен с выходом преобразователя напряжения, а входдругого - с преобразователем напряжениячерез дополнйтельно введенный инвертор. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1, Авторское свидетельство СССРМ 387797,;кл, В 23 к 9/10, 1971 г.