Устройство управления положением электросварочной горелки относительно стыка

(19) (11) НОМИ ТЕТНИИ И ОТНР ОСУДАРСТВ ДЕЛАМ И БРЕТЕНИ ОПИС ЕЛЬСТВУ МУ С Вт(71) Тульский орного Знамени : п то, с целью повыежения, оно допо пе вый и вто ой щ е е арп н ре ена Трудового Краслитехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 580959, кл. В 23 К 9/1 О, 1976,Авторское свидетельство СССРУ 1087283, кл. В 23 К 9/10, 1982.(54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА, содержащее последовательно соединенные датчик величины сварочного тока, полосовой фильтр, синхронный детектор, второй .вход которого связан с выходомдатчика знака отклонения дуги, фильтр нижних частот, колебатель дуги, . последовательно соединенные усилитель и привод перемещения электросварочной горелки, о т л и ч а ю -щения точности сл л кительно содержит р р аналоговые ключи, согласованный фильтр, источник опорного напряжения компаратор, пусковое устройство, инвертор, триггер, элемент И и элемент ИЛИ, причем выход синхроного детектора связан с входами аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа через фильтр нижних частот - с первыми входами элемента ИЛИ и компаратора, выход второго аналогового ключа че з согласованный фильтр - с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом усилителя, источ ник опорного напряжения связан с вторым входом компаратора, выход которого через элемент И соединен с первым входом триггера, выход пускового устройства связан с вторым входом триггера и через инверторс вторым входом элемента И, выходы триггеров связаны с управляющими входами аналоговых ключей.Устройство содержит датчик 1 величины сварочного тока, подключенный к шунту 2, включенному в цепь тока сварочной дуги, выход датчика 1 величины сварочного тока подключен к входу полосового фильтра 3, синхронный детектор 4, один из входов которого соединен с выходом полосового фильтра 3, а другой - с выходом датчика 5 знака отклонения дуги. Выход синхронного детектора 4 соединен с входом первого аналогового ключа 6 и второго аналогового ключа 7, выход первого аналогового ключа 6 подсоединен к входу фильтра 8 нижних час" тот, а выход второго аналогового ключа 7 -к входусогласованного фильтра 9 нижних частот, элемент ИЛИ 10, первый вход которого соединен с выходом фильтра 8 нижних частот, а второй - с выходом согласованного фильтра 9 нижних частот, выход эле мента ИЛИ О через усилитель 11 сое-. динен с приводом 12 перемещения электросварочной горелки 13 поперек стыка, колебатель .4 дуги, триггер 5, прямой выход которого соединен с управляющим электродом первого аналогового ключа 6, а инверсный - с управляющим электродом второго анало. гового ключа 7, вход установки триггера 15 в единичное состояние соединен с пусковым устройством 16 ие посредственно, а вход установки в нулевое состояние - через элемент И 7 и инвертор 18, выход фильтра 8 нижних частот соединен с инверсным входом компаратора 19, прямой вход которого подключен к источнику 20 опорного напряжения О. 1Чзобретение относится к автомати.,ии сварочных процессов, а именно к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых швов в среде защитного газа и под флюсом. Оно может найти применение в машиностроении и кораблестроении.Целью изобретения является повышение точности слежения за стыком.На чертеае представлена структурная схема устройства управления положением электросварочной горелки относительно стыка,Устройство управления перемещением электросварочной горелки относитель но стыка работает следующим образом.Колебатель 14 дуги электросварочной горелки 13 работает непрерывно. 1946241В начальный момент пусковое устройство 16 вырабатывает импульс, длительность которого достаточна длязавершения переходных процессов вполосовом фильтре 3 и фильтре 8 нижних частот, и этот импульс устанавливает триггер 15 в единичное состояние. Оигнал "1" с прямого выходатриггера 15 поступает на управляющий6 электрод первого аналогового ключа. 6 и открывает его. Если электросварочная горелка 13 смещена относительно оси стыка, то на выходе фильтра8 нижних частот формируется сигнал,1 который перебрасывает компаратор. 9в нулевое, состояние, и, пройдя черезэлемент ИЛИ 10 и усилитель 11,приводит в движение привод 12 перемещения электросварочной горелки 13д2 О поперек стыка, При совмещенииэлектросварочной горелки 13 с осьюстыка компаратор 19 перебрасывается и на его выходе фомируется сигнал"1" , Если к этому моменту импульс,2 вырабатываемый пусковым, устройством16, закончился, то на входы эле- .мента И 17 поступают сигналы "1",и он перебрасывает триггер 15 внулевое состояние, При этом аналоговый ключ 6 закрывается, а аналоговый ключ 7 открывается. Такоепереключение означает переход работы устройства из режима отработкиначального смещения в режим слежения по стыку. Если начального смещения электросварочной горелки 13 относительно стыканет,то триггер 15 перебрасывается сразуже после окончания,импульса, формируемого пусковымустройством 16. В режиме слежения по,стыку работает согласованный фильтр 9нижних частот, частота среза которогоопределяется наибольшей кривизнойсоединения сваривземых кромок. Различные возмущения, которые приводятк появлению гармонической составляющей в сварочном токе, выделяемойполосовым фильтром 3, например присварке в районе прихваток, являются быстронарастающими и кратковременфО ными и согласованный фильтр 9 ихне пропускает, в то время как смещение оси стыка от электросварочнойгорелки 13 происходит достаточномедленно и приводит к медленномунарастанию гармонической составляющей в сварочном токе. Этот сигналсогласованный фильтр 9 пропускает,и он приводит к перемещению электро"сварочной, горелки 13 к оси стыка.Наличие двух фильтров нижних частот объясняется различными требованиями к перемещению электросварочной горелки 13 при отработке начального отклонения электросварочной горелки 13 в момент пуска и в процессе слежения по стыку, В на-, чальный момент требуется высокое быстродействие, чтобы отработать начальное отклонение, что обеспечивается с помощью фильтра 8 нижних частот, частота среза у которого определяется частотой колебаний свароч. ной дуги, получаемых от колебателя 14, дуги, и значительно выше частоты среза согласованного фильтра 9 нижних частот. Постоянная времени фильтра 8 меньше, чем постояннаявремени согласованного фильтра 9 нижних частот, и, следовательно, на его выходе уровень сигнала на- растает значительно. быстрее. В процессе слежения, наоборот, наличие быстродействующих и кратковременных возмущений не должна приводить к ложным срабатываниям привода 12 перемещения электросварочной горелки 13 поперек стыка и к ее колебаниям относительно стыка, что обеспечивается согласованным фильтром 9 нижних частот, частота среза которого определяется наивысшей частотой, . которую можно получить, если кривуюлинию свариваемого стыка разложить . методами гармонического анализа нагармонические составляющие. При 5 этом линия свариваемых кромок предполагается неразрывной. Эта наивысшаячастота практически всегда оказывается значительно ниже частоты колебанийэлектрода. Следовательно, согласованный фильтр 9 нижних частот имеетчастоту среза значительно более низкую, чем фильтр 8 нижних частот.Поэтому кратковременные возмущениясварочного тока, появление в немгармонических составляющих в районе,прихваток не приводят к появлениюсигнала на выходе согласованногофильтра 9 нижних частот и привод 12перемещения электросварочной горел ки 13 не срабатывает, в то время.как полезный сигнал рассогласованияпроходит через него и приводит ксовмещению электросварочной горелки13 с осью сзъпса.Таким образом, предлагаемое устройство управления положением . электросварочной горелки обеспечиваетболее устойчивое движение электросварочной горелки при сварке стыковс прихватками, исключает ложные срабатывания привода перемещения горелки поперек стыка, а следовательно,обеспечивает. более высокое качествосварного соединения.194624 Редактор М,аж 085 7357/7 Ти ВНИИПИ Госуд по делам 3035, МосПодписноеета СССР арственного коми изобретений и от ва, Ж, Раушск ытии наб., д. 4 лиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Составитель В. Покровскийина Техред Л.Мартяшова Корректор А. Тяск