Комбинированный датчик

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Горьковский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им.А.АЛданова(56) Авторское свидетельство СССРВ 1094692, кл. В 23 К 9/10, 1984.(54)(57) КОМБИНИРОВАННЫЙ ДАТЧИКдля сварки по авт.св. У 1094692,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей, в него введены второйвозбудитель магнитного поля, обеспечивающий отклонение дуги назадпо ходу сварки, третий генераторпилообразного тока, третий нелинейный элемент, третий формировательимпульсов, третий ключ, третье запоминающее устройство, третье устройство сравнения, третий и четвертыйнормирующие усилители, источниктретьего заданного напряжения дуги(51)4 В 23 К 9 10 и источник напряжения смещения, приэтом третий выход переключателячерез третий генератор пилообразногонапряжения соединен с входом второговозбудителя магнитного поля и с сигнальным входом третьего запоминающего устройства, выводная клемманагрузки соединена с первым входомтретьего нелинейного элемента, второй вход которого соединен с источником третьего заданного напряжениядуги, а выход через третий формирователь импульсов соединен с первымвходом третьего ключа, второй входкоторого связан с входом третьегогенератора пилообразного тока, авыход соединен с управляющим входомтретьего запоминающего устройства,выход которого через третий нормирующий усилитель связан с первымвходом третьего устройства сравнениявторой вход которого через четвертыйнормирующий усилитель связан с выходом устройства суммирования, а третий вход - с источником напряжениясмещения.Изобретение относится к автоматизированному сварочному производству и может быть использовано в работах для дуговой сварки.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения высоты шва.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого датчика; на фиг, 2 - расположение возбудителей магнитного поля; на фиг. 3 - графики .изменения напряжения синхронизатора(а),генераторов пилообразного напряжения (б) и (в); на фиг. 4 - положение дуги при отклонении ее вправо и влево от стыка (а) и назад (б) .Датчик содержит генератор 1 импульсов, соединенный через переключатель 2 с первым 3 и вторым 4 генераторами пилообразного тока, выходы которых соединены с блоком 5 колебания дуги поперек стыка, создающим магнитное поле в зоне горения дуги 6. Выходная клемма нагрузки (дуговой промежуток) соединена с первым входом первого нелинейного элемента 7, второй вход которого соединен с источником первого заданного напряжения дуги Уцо . Выход элемента 7 через .первый формирователь 8 импульсов соединен с первым входом первого ключа 9 второй вход которого соединен с входом первого генератора 3, а выход - с управляющим входом первого запоминающего устройства 10, информационный вход которого связан с выходом первого генератора 3. Выводная клемма нагрузки связана также с первым входом второго нелинейного элемента 11, второй вход которого соединенс источником второго эталонного напряжения дуги У . Выход элемента 11 через второй формирователь 12 импульсов соединен с первым входом второго ключа 13, второй вход которого соединен с входом второго генератора 4, а выход - с управляющим входом второго запоминающего устройства 14. Выходы устройств 10 и 14 через первый 15 и второй 16 норммирующие усилители соединены с входами первого устройства 17 сравнения и устройств,.: 18 суммирования. Выход устройства 18 соединен с первым входом второго устройства 19 сравнения, второй вход которого связан с источником напряжения У, пропорционального заданнойширине сварочной1 О 15 ванны. Выход переключателя 2 связантакже с третьим генератором 20 пилообразного тока, выход которого соединен с вторым возбудителем 21 магнитного поля, отклоняющим дугу назадпо ходу сварки. Выводная клемма нагрузки связана также с первым входомтретьего нелинейного элемента 22,второй вход которого соединен с источником третьего заданного напряжения дуги Н. Выход элемента 22через третий формирователь 23 импульсов соединен с первым входомтретьего ключа 24, второй вход которогосоединен с входом третьего генератора 20, а выход с управляющимвходом .третьего запоминающего устройства 25, информационный входкоторого связан с выходом третьего 20 генератора 20, выход устройства 25 .) 25 ЗО 35 40 45 50 55 через третий нормирующий усилитель 26 соединен с первым входом третьего устройства 27 сравнения, второй вход которого через четвертый нормирующий усилитель 28 соединен с выходом устройства 18, а третий .вход - с выходом источника 29 напряжения смещения.Комбинированный датчик для сварки работает следующим образом.Генератор 1 импульсов вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов заданной частоты и амплитуды сдвинутые относительноЭдруг друга на время(фиг, За)., Первый и второй импульсы через переключатель 2 поступают на входы первого 3 и второго 4 генераторов пилообразного тока различной полярности (фиг. Зб), протекающего через обмотку возбуждения блока 5 колебания дуги поперек стыка. Эти токи создают поперечное магнитное поле в зоне горения дуги 6, под действием которого дуга отклоняется в одну и другую сторону от стыка. Направление отклонения определяется знаком тока в обмотке возбуждения блока 5. Характер изменения напряжения дуги определяется шириной сварочной ванны, положением дуги относительно стыка и формой шва. При отклонении дуги и достижении напряжением заданных значений Бр и Б , установленных на нелинейных элементах 7 и 11 соответственно, формирователи 8 и 12 импульсов формируют сигналы, поступающие на первые входы соответственно ключей 9 и 13. На выходе ключа 9, при наличии импульсов на первом и втором входах, формируется сигнал управления, поступающий на управляющий вход первого запоминающего устройства 10, на информационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный току генератора 3. Таким образом, на выходе устройства 10 будет напряжение, пропорциональное току ,. генератора 3 в момент достижения напряжением дуги значения 0 .При отклонении дуги в другую сторону (аналогично описанному выше) с помощью второго формирователя 12 импульсов и второго ключа 13 на выходе второго запоминающего устройства 14 получается напряжение, пропорциональное току д генератора 4 в момент достижения напряжением дуги значения ц. С выхода устройства 10 напряжение поступает на первый нормирующий усилитель 15, с выхода устройства 14 - на второй нормирующий усилитель 16, коэффициенты передачи которых К и К устанавливаются таким образом, чтобы были равны сигналы на их выходах при расположении горелки над стыком.С выходов устройств 15 и 16 напряжения поступают на входы первого устройства 17 сравнения и суммирующего устройства 18. При расположении оси электрода над стыком на выходе первого устройства 1/ сравнения сигнал х =К 11 К 1 будет равен нулю. При смещении оси электрода со стыка происходит изменение величин токов ии Е,.,Ф О.Если ширина ванны соответствует заданной, то напряжение на выходеустройства 18 0= К + К 1 будет равно заданному напряжению У и сигнал на выходе второго устройства19 сравнения Е = По - Пь будет равен нулю. При отклонении ширины ванны будут меняться точки1и ь 1 О.В момент времени й(фиг. 3) с . выхода устройства 1 через переклю через четвертый нормирующий усилитель 28 поступает сигнал, пропорциональный ширине ванны с выхода устройства 18. При этом сигналы с устройств 20 и 28 вычитаются и при 35 Н, = 0 на выходе устройства будетсигнал, пропорциональный высотесварного шва. Подачей на третий входнапряжения с источника 29 смещения 40 обеспечивается на выходе 27 формирование сигнала -, пропорционального ошибке в высоте сварного 45 шва Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять болееполное измерение конфигурации сварного шва, за счет чего расширяются его функциональные возможности. чатель 2 на вход третьего генератора1 О поступает управляющий импульс.Нарастающий ток генератора 20 протекает через обмотку второго воз будителя 21 магнитного поля, создающего магнитное поле, ориентированное поперек стыка (фиг. Зб). Поддействием этого поля дуга 6 начинает отклоняться назад. Характер 1 О изменения напряжения дуги.определяется формой хвостовой части ванны и,в первую очередь, высотой шва Ь(фиг. 4 б). Напряжение дуги поступаетна первый вход третьего нелинейного 15 элемента 22. При достижении напряжения дуги заданного значения Пзна выходе ключа 24 при наличииимпульсов на первом и втором входахформируется сигнал управления, пос тупающий на управляющий вход третьего запоминающего устройства 25, наинформационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный токугенератора 20. Таким образом, на 25 выходе устройства 25 будет напряжение, пропорциональное току ьз генератора 20 в момент достижения напряжением дуги значения Б 4 з.С выходаустройства 25 через нормирукщий З 0 усилитель 26 сигнал поступает напервый вход третьего устройства 27сравнения, на второй вход которого1217602 БОБ21 Д ВНИИПИ Заказ 1039/17 Тираж 1000 Подписи филиал ППП "Патент" г.Ужгород, ул.Проектная, 4