Способ автоматического управления процессом сварки и устройство для его осуществления

(19) (111 А 1 ив 4 В 23 К 9/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Патент США Оф 4417128,кл. В 23 К 9/12, 1983.(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к дуговойсварке промышленными роботами, аименно к способу автоматического управления процессом сварки и устройству для его осуществления, Изобретение позволяет повысить стабильностьпроцесса формирования шва. Способдуговой сварки заключается в том, что перемещают электрод по разделке посредством системы автоматического регулирования длины дуги. Измеряют скорость вертикального перемещения электрода и определяют момент реверсадвижения электрода поперек стыка придостижении электродом скорости, превьппающей заданную. Устройство дляреализации способа содержит датчик иэадатчик напряжения дуги, привод вертикального перемещения электрода сдатчиком скорости, задатчик смещения,элемент задержки, компарзтор, триггери привод поперечного перемещенияэлектрода. Это позволяет осуществитьсимметричные колебания электрода относительно разделки стыка с заданнойамплитудой. 2 с.п, ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к технике дуговой сварки промышленкч ми роботами, в частности к способам и устройствам для колебания электрода поперек стыка с автоматическим направлением электрода,1 ель изобретения - повышение качества сварки за счет обеспечения стабильности процегг.а Формирования шва.На фиг,1 приведена схема перемещения электрода поперек разделки стыка; на фиг2 - блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.3 - диаграммы работы оснонных блоков устройства.На схеме по Фиг,1 приняты следующие обозначения: АВСР - траектория перемещения конца электрода (электродной проволоки); В,С - точки изменения скорости вертикального перемещения электрода при подъеме электрода; А,О - точки реверса поперечного ,перемещения электрода, сс - угол разделки стыка; Н - глубина разделки; Ь - вершина разделки; Ь - ширина притупления.Способ осуществляют следующим образом.Зажигают дугу на одной кромке стыка и перемещают электрод поперек стыка к другой кромке. В процессе поперечного перемещения электрода системаавтоматического регулирования длиныдуги по напряжению производит вертикальное регулирование положения эгектрода в разделке. Таким образом, результирующее движение электрода потраектории АВСП повторяет контур разделки.В процессе перемещения электродапо траектории АВСР измеряют скоростьвертикального перемещения электрода,которая определяется выражением Ч2=Ч ТМ +Ч , где Ч - скорость верти -кального перемещения электрода; ЧФскорость поперечного перемещенияэлектрода; Ч, - гкорость плавленияэлектрода (для неплавяшегося электрода Ч =0),На участке АВ траектории при Ч=Ч =Ч ТВк+Ч,О, на участке ВСЧ =Ч, на участке СЛ Ч:=Ч - , где, .В моменты подъема электрода припрохождении точек В,С скорость Ч2изменяется на величину Ч, барм.,После опреде.ения указанных моментов через время , подают сигнал ре/нерса на привод первые:цения электродапоперек стыка, ко; о 1 я пй имеет естественное запаздывание ь (время запаздывания привода), Ла время =,+ "пэлектрод поднимается др точки В (точки А при обратном движении), послечего направление движения электродаизменяется на противоположное и циклдвижения электрода повторяется. Такимобразом, высоту поднятия электрода(СЭ,ВЛ) задают временем Г между моментами начала подъема электрода поразделке (точки С,В) и реверса (точки П,Л), причем момент начала подъемаэлектрода определяют н точках С,В поизменению скорости вертикального перемещения электрода,Устройство для реализации предлагаемого способа содержит датчик 1 напряжения дуги, подключенный к дуговому промежутку, последовательно соединенные задатчик 2 напряжения дуги,сумматор 3, привод ч вертикальногоперемещения электрода, датчик 5 скорости вертикального перемещения электрода, сумматор 6, компаратортриггер 8, элемент 9 задержки и привод 10 поперечного перемещения электрода, а также задатчик 11 смещения,подключенный к второму входу сумматора 6 напряжения на входе, Триггер 8 -счетный, изменяет свое состояние поположительному перепаду потенциалана входе и имеет схему самоустановкив исходное нулевое состояние на выходе при включении питания. Задатчик11 смещения выполнен в виде источника ь 10 15 20 2530 35 регулируемого напряжения, Устройство работает следующим об 40 45 50 55 разом.В исходном состоянии располагают электрод на одной из кромок разделки стыка, например, н точке А, В случае сварки плавящимся электродом задают в задатчике 11 смещения отрицательное напряжение, равное напряжению на выходе тахогенератора, измеряющего скорость подачи электродной проволоки при номинальном режиме сварки (для неплавяшегося электрода П 11=0 0 =Б).Зажигают дугу, после чего включают устройство. При включении триггер 8 устанавливается в исходное нулевоесостояние, при котором электрод начинает движение к другой кромке раздел- ки н направлении АВСБ и заглубляется н разделку с некоторой скоростью посредством системы автоматического регулирования длины дуги по напряжению,включающей в себя датчик 1, задатчик 2 напряжения дуги, сумматор 3 и привод 4 вертикального перемещения злев тродаПосле максимального заглубления в разделку в точке С электродначинает подниматься и после достккения суммой напряжений тахогенератора и задатчика смещения на выходе сумматора 6 заданного уровня компаратора 1 б последний изменяет выходной сигнал на единичный, вызывая изменение сосгояния триггера 8 с нуля ка единицу.Выходной сигнал триггера 8 через время задержки с , определяемое. элементом 9 задержки, поступа.т на схему управления приводом 10 поперечногоперемещения, в результате чего лектрод поднимается до точки Р, в которой происходит изменение направления движения на противоположное. При подъеме электрода нг участке СР выходной сигнал сумматора 6 уменьшается до нуля, в результате чего выходной сигнал компаратора принимает исходное 2 В нулевое состояние, после чего при движении электрода в обратном направлении РСВА цикл работы устройства повторяетсяПредлагаемые способ и устройство ЗО позволяют осуществлять сюмегричные колебания электрода относительно разделки стыка с заданной амплитудой без ограничения как по ширине поперечных колебаний, так и по высоте ,поднятия электрода относительно самой глубокой точки разделки, что стабилизирует процесс формирования шва и расширяет технологические возможности роботизированной сварки.формула изобретения1. Способ автоматического управления процессом сварки с регулированием с рикального по.ля,ения электрода иор,.здепке стыка по си, валу разностиизм.реиног э и заданногс напряжении дуги, при котором периодически изменяют направление двтжения поперек стыка в моменты времени, соответстующие подъему электрода по разделке на заданную величину, с т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения качества сварки за счет обеспече - ния стабильности процесса формирования шва, величину подъема электроГа до разделке задают интервалом времен между моментами начала подъема электрода и изменения направления движения электрода поперек стыка, причем-момент времени начала подъема эгектрода по разделке определяют по изменению скорости вертикального перемещенияэлектрода. 2. Устройство для автоматического управления проце сом сварки, содержащее задатчик напряжения дуги, датчик напряжения дуги, подключенные через первый сумматор к приводу вертикального перемещения электрода, компаратор напряжения и привод перемещения электрода поперек стыке, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сарки за счет стабильности процесса формирсвания шва, оно снабжено задатчиком смещения, датчиком скорости вертикального перемещения электрода, вторым сумматором, триггером и элементом задержки, при этом выходы датчика скорости вертикального перемещения электрода и задатчика смещения подключены к входу второго сумматора, выход которого через последовательчо соединенные компаратор, триггер и элемент задержки подключены к входу привода вертикального перемещения электрода.1348106 Соста Техре ель В. Грибов.Кравчук Корректор М.Демчик Редактор А,О ПодлССР Тираж 969Государственнолам изобретенииосква, Ж, Р аз 5149/12 о комитет и открыт ушская на по 13035