Датчик ширины ванны

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при создании роботов для дуговой сварки.Известен способ, реализуемый с помощью устройства для контроля длины.дуги, где о длине дуги судят по ее ф напряжению в момент наложения на дугупоперечного магнитного поля, поддействием которого дуга смещаетсяпоперек стыка на нерасплавленнуюповерхность 1 .Недостатками известного технического решения являются низкая чувст 15вительность и нестабильность,получаемой информации при изменении технологического режима сварки.Известно устройство, содержащееблок .для колебания дуги поперек сты 20ка, первое и второе устройство длязапоминания значений напряжения дуги в крайних положениях, блок сравнения напряжений запоминающих уст"ройств, переключатель., В этом устройстве при сварке швов с разделкойизмерение и сравнение значений напряжения дуги при отклонении ее вправо и влево от стационарного положения позволяет оценить величину смещения электрода относительно раздел 30ки и скорректировать его 12 .Недостатками этого устройстваявляются узкий диапазон конфигурацийсвариваемого стыка - только стыки сразделкой на деталях больших толщин, 35возможность сбоев при амплитуде колебаний дуги не соответствующей величине смещения электрода относительно стыка, низкая чувствительностьи нестабильность получаемой информации еНаиболее близким к изобретениюявляется устройство, содержащее блокдля колебания дуги поперек стыка,соединенный через переключатель с ге"45нератором импульсов, первое и второезапоминающее устройства для запоминания напряжения дуги при отклоненииее вправо и влево от стационарногоположения, блок сравнения для сравкения этих напряжений, сигнал на выходе которого позволяет судить о положении сварочной ванны 3 . Недостатками данного устройства являются низкая чувствительность и низкая точность получаемой информации при воздействии на дугу возмущающих воздействий (например, изменение параметров технологического процесса).Цель изобретения - повышение чувствительности и точности работы.Поставленная цель достигается тем, что в датчик ширины ванны для дуговой сварки, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, последовательно соединенные генератор импульсов и переключатель, выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, введены генератор пилообразного тока, измеритель тока возбуждения, регулятор ширины ванны и последовательно соединенные дифференциатор, нелинейный элемент и формирователь импульсов, при этом выход последнего соединен через переключа" тель и генератор пилообразного тока с входом блока колебания дуги поперек стыка, выход которого через измеритель тока возбуждения соединен с первым входом запоминающего блока, второйвход последнего соединен с выходом нелинейного элемента, второй вход блока сравнения соединен с входом опорного напряжения датчика, вы" ход блока сравнения соединен с входом регулятора ширины ванны, а, вход/ дифференциатора соединен с измерительным входом датчика.На фиг. 1 изображена блок-схема датчика ширины ванны; на фиг. 2 - временная диаграмма работы элементов датчика. Датчик содержит генератор импульсов 1, которые через переключатель 2 поступают на вход генератора пилообразного тока 3, выход которого связан с входом блока колебаний дуги поперек стыка 4, измерение тока возбуждения осуществляется измерителем 5, дифференциатор 6, подключенный к дуговому промежутку, выход которого соединен с входом нелинейного элемента 7, а выход последнего соединен с управляющим входом запоминающего блока 8, сигнальный вход которого связан с измерителем тока 5, формирователь импульсов 9, вход которого соединен с выходом нелинейного элемента 7, а выход с управляющим входом переключателя 2, блок. сравнения 10, первый вход которого подключен к выходу запоминакицего блока 8, второй вход которого. связан с источником опорного напряжения (не показ н), а выход соединен с регуляторомширины, ванны 11,Работа датчика ширины ванны осуществляется следующим образом.Генератор импульсов 1 вырабатывает прямоугольные импульсы заданнойчастоты и длительности (фиг. 2 ),Длительность импульса по отношениюк периоду Т составляет 0,1-0,05.Управляющие импульсы через переключатель 2 поступают на вход генератора пилообразного тока 3, который,вырабать 1 вает синхронизированный импульсами генератора 1 пилообразныйток (фиг. 2 ), протекающий черезобмотку возбуждения блока колебаниядуги поперек стыка 4,и создает поперечное магнитное поле в зоне горения дуги. Измер ния тока возбужденияблока производится измерителем 5.Под действием линейнонарастающегомагнитного поля дуга начинает отклоняться в плоскости, перпендикулярной линии стыка, что приводит кувеличению напряжения дуги вследствие ее удлинения. При выходе дуги эаграницу ванны происходит резкое увеличение напряжения дуги (фиг, 2Момент времени С 1) за счет увеличе 30ния приэлектродного падения напряжения на нерасплавленном металле.Напряжение дуги через диференциатор 6 поступает на вход нелинейногоэлемента 7, представляющего, например, зону нечувствительности. Нели- З 5нейный элемент отсекает пульсациинапряжения на выходе дифференциатора.При,выходе столба дуги за границуванны и резком увеличении напряжениядугй на выходе блока 6 формируетсяимПульс, амплитуда которого превыша ет зону чувствительности нелинейногоэлемента 7 (фиг. 2 ), Импульс с выхо да элемента 7 поступает на управляющий вход запоминающего блока 8, сигнальный вход которого соединен с измерителем тока 5. В блоке 8 эапоми"нается сигнал, пропорциональный токувозбуждения в момент выхода столбадуги за границу ванны. Одновременноэтот же импульс (с выхода элемента 7)поступает на вход формирователя импульсов 9, и последний формирует импульс для управления переключателем 2. Длительность импульса (фиг.2 )определяет время, на которое переключатель 2 отключает вход генератора пилообразного тока 3 от выходагенератора импульсов 1 и, тем самым,снижает с дуги магнитное поле (доприхода следующего управляющего импульса). При изменении ширинь ванны, например при ее увеличении, для выхода столба дуги за границу ванны необходимо отклонить дугу на большее расстояние. Следовательно, по обмотке возбуждения протекает больший ток. Таким образом, ток возбуждения в обмотке 4 в момент выхода столба дуги за границу ванны позволяет судить о ее ширине.Для регулирования ширины ванны выход запоминающего блока 8 соединен с одним входом блока сравнения 10, на .второй вход которого подано опорное напряжение, а выход соединен с регулятором ширины ванны 1 1.Предлагаемое техническое решение, по сравнению с прототипом, позволяет при прочих равных условиях в 2-3 раза повысить чувствительность устройства и полностью исключить неточность работы при изменении технологического режима сварки./11 Т ВНИИПИ Госуд по дел 35, Москва, аж 1037рственного м изобрете-35, Раушс Подписно комитета СССР ий и открытий ая наб., д. 4/5