Устройство контроля превышения кромок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК д)В 2 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ о ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ордена Ленина и ордена Трудовог Красного Знамени институт электро. сварки им. Е.О.Патона(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 230349, кл. В 23 К 9/10, 1967.2. Авторское свидетельство СССР 9 198476, кл. В 23 К 9/10, 1966(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЗИПРЕВЬЖ 1 ЕНИЯ КРОИОК свариваемого стыкового соединения, содержащеегенератор опорного напряжения; выход которого соединен с входом фазовращателя и входом электромагнитного датчика смещения, выход кото.ЯОА рого соединен с входом схемы измерения смещения, выход которой соединен с входом корректирующего привода, и фазовый дискриминатор, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика смещения, о тл и ч а ю щ е е,с я тем, что, с целью повышенияточности измерения величины и знака превышения кромок, в него дополнительно введены первый аналоговый ключ, пороговое устройство, причем к выходу фазового дискриминатора подключен информационный вход аналогового ключа, управлякщий вход фазового дискриминатора подключен к генератору опорного напряжения через фазовра- ф щатель, выход схема измерения смещения через пороговое устройство соединен с управляющим входом аналого-вого ключа.10987042, Устройство по и, 1, о т л и - ключены последовательно амплитудч а ю щ е е с я тем, что, с ный детектор и второй аналоговый цель.,ю измерения величины превыше- ключ, управляющий вход которого соения кромок, к электромагнитному динен с выходом порогового устрой- датчику смещения дополнительно под- ства.Изобретение относится к оборудованию для автоматнзации сварки металлов, а именно к устройствам измерения превышения кромок стыкового соединения, и может быть использовано при сварке прямошовных и спиральношовных труб, полотнищ, карт и других аналогичных изделий.Превышение стыкуеьих кромок влияет на прочность сварного соединения, а именно: превышение кромок оказывает отрицательное действие на прочность сварного соединения и конструкции в целом, поскольку приводит к уменьшению его полезного сечения и появлению концентраций напряжений .Известно устройство для автоматического направления электрода по ,стыку, в котором в схему управления введены фазочувСтвительный выпрямитель и управляющий им фазовращатель, обеспечивающий исключение сигнала от превышения кромок на выходе фазочувствительного выпрямителя 13. 25Недостатком этого устройства является невозможность его применения для измерения смещения и превышения кромок свариваемого стыкового соединения. 30Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования положения электрода относительно свариваемого шва, содержащее генератор уси литель, фазовый дискриминатор, фазовращатель, модулятор и исполнительный двигатель.В известномустройствекомпенсациявеличиныпрерывания кромокодна над другой осуществляются двумя 4 О способами, По первому способу компенсация осуществляется механически, одновременно с появлением превыше" ния кромок, перемещением якорей, расположенных над сердечниками и прижатых через наконечники пружинами к поверхности свариваемых деталей, По второму способу остаточный сигнал, вызванный превышением кромок., представляющий собой напряжение, сдвинутое на 90 по фазе 50 относительно фазы полезного сигнала, подается на фазовый детекторчерез фаз овр ащат ель Г 2 3 2Недостатками извесТйого устройства, в котором возможно применениебесконтактного датчика и имеетсядополнительный фазовый дискриминаторр для выделе ни я си гн ал а пре вышения кромок, являются необходимостьподбора и поддержания частоты питания датчика такой, чтобы векторы егосигналов, полученные при смещениидатчика с линии стыка, были ортогональные векторам сигналов датчика,получаемых при превышениях кромокстыка.Цель изобретения - повышение точности измерения величины и знакапревышения кромок без усложненияконструкции датчика и генератораопорного напряжения,Поставленная цель достигаетсятем,что в устройство контроля превышения кромок свариваемого стыкового соединения, содержащее генератор опорного напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя и входом электромагнитногодатчика смещения, выход которогосоединен с входом схем измерениясмещения, выход которой соединен свходом корректирующего привода,и фазовый дискриминатор, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика смещения, дополнительно введены первый аналоговый ключ, пороговое устройство, причем к выходу фазового дискриминатора подключен информационный входаналогового ключа, управляющий входфазового дискриминатора подключен кГенератору опорного напряжения черезфазовращатель, выход схемы измерения смещения через пороговое устройство соединен с управляющим входом аналогового ключа. Кроме того, с целью измерения величины превышения кромок к электромагнитному датчику смещения дополнительно подключены последовательно амплитудный детектор и второй аналоговый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом порогового устройства.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.10 Следящая система с устройствомконтроля превышения кромок состоитиз последовательно включенных генераторов 1 опорного напряжения,электромагнитного датчика 2, схемы 3измерения смещения, обеспечиваю 5щей исключение влияния превышениякромок на результат измерения, корректирующего привода 4, Кроме того,к электромагнитному датчику 2 подключены последовательно фазовыйдискриминатор 5 и аналоговый ключ б,а к выходу схем 3 измерения смещения - пороговое устройство 7, выходкоторого соединен с управляющимвходом аналогового ключа б . Управляющий вход фазового дискриминатора 5 подключается к генератору 1опорного напряжения через фазовращатель 8.Для измерения только величины 20превышения кромок к датчику 2подключены последовательно амплитудный детектор 9 и аналоговый ключ 10.Управляющий вход аналогового ключа 10 соединяется с выходом порогового устройства 7. Выход аналоговыхключей б и/или 10, а также выход. порогового устройства 7, подключаются к устройству контроля превышения кромок.При этом фазу опорного сигналафазового дискриминатора 5 при помощи фазовращателя 8 устанавливаюттак, чтобы она отличалась на 90 отфазы сигнала, вызванного относительным смещением датчика и стыка. В этом З 5случае фазовый дискриминатор не реагирует на смещение датчика и стыка, а вырабатывает сигнал, полярность которого определяет какаяиз кромок выше, а какая ниже, т.е, 40определяет знак превышения кромок,а амплитуда определяет величинупревышения кромок,Устройство работает следующим образом. 45Генератор 1 питает электромагнитный датчик 2 синусоидальным напряжением. На выходе датчика 2 вырабатывается напряжение, зависящееот смешения датчика 2 относительностыкового соединения и превышениякромок в этом стыковом соединении.Это суммарное напряжение поступаетна схему 3 измерения смещения,на выходе которой вырабатываетсяуправляющий сигнал для корректирующего привода, зависящий только от смещения датчика 2 истыка и не зависящий от превышения кромок. При этом корреКтирующийпривод 4 совмещает электрод и жестко прикрепленный к нему датчик 2 состыком. Следовательно, в процессеслежения датчик 2 непрерывно совмещается с осью стыкового соединенияс точностью, определяемой техничес кими характеристиками всего устроя. ства. Когда отсутствует превышение кромок, выходной сигнал датчика 2 определяется текущими значениями смещения датчика, а когда есть превьваение кромок, выходной сигнал датчика зависит от текущих смещений датчика и стыка и от превышения кромок, Этот сигнал в виде синусоидального напряжения с частотой, равной частоте опорного напряжения генератора 1, поступает на фазовый дискриминатор 5, где происходит фаэовая отстройка от сигнала смещения и амплитуда выходного напряжения определяет величину превышения кромок, а полярно ть определяет какая из кромок выше, а какая ниже, и через аналоговый ключ б это напряжение поступает на устройство контроля превышения кромок.Когда необходимо измерять только величину превышения кромок, этот же сигнал датчика поступает на амплитудный детектор 9, где он выпрямляется и через аналоговый ключ 10 подается на устройство контроля превышения кромок. В этом случае амплитуда выпрямленнЬго сигнала определяет величину превышения кромок независимоот того, какая из кромок выше, а какая ниже.При поиске стыка до сварки, когда датчик 2 смещен относительно стыка на значительную величину, а также в процессе сварки, если по каким- либо причинам происходит значительное смещение датчика 2 со стыка, амплитуда сигнала на выходе датчика 2 определяется в основном смещением, поэтому она не может служить информацией о превышении кромок. Для исключения такой ошибки в измерении превышения кромок с выхода схемы 3 измерения смещения соответствующее большое по величине управляющее напряжение поступает на пороговое устройство 7. Пороговое устройство 7 вырабатывает запирающий сигнал на аналоговые ключи б и 10, а также сигнал передается на устройство контроля превышения кромок. При этом на выход аналоговых ключей никакое напряжение не поступает.Отсутствие сигналов на выходе аналоговых ключей б и 10 могло бы также свидетельствовать и об отсутствии превышения кромок, однако сигнал с выхода порогового устройства 7, говорящий о большом смещении датчика со стыка, устраняет такую возможную неоднозначность.Тем саьым исключаются ошибки в контроле превышения кромок, вы-. званные значительным смещением дат - чика со стыка, Когда корректирую- щий привод 4, а вместе с ним и датчик 2, отрабатывают это рассогласо,ванке и датчик совмещается со стыком, сигнал рассогласования снижает. ся ниже уровня срабатывания порогового устройства 7, которое снимает запиракций сигнал с аналоговых клю.чей б и 10 и с устройства контроля превышения кромок, и на выходы аналоговых ключей передается сигнал превышения кромок.Предлагаемое устройство позволяет в процессе регулирования положе О ния электрода относительно стыка повысить точность измерения величиныи знака превышения кромок путемисключейия ошибочных изМерений, вы-полняеьнх при больших смещенияхдатчика со стыка, упростить отстройку фазового дискриминатора от сигналов, вызванных смещением датчикасо стыка, Кроме того, устройствопозволяет измерять величину превышения кромок без. усложнения конструкции датчика и схемы генератора опорного напряжения, что, в свою очередь, способствует повышению качества сварного соединения.