Устройство слежения за стыком

,ЯО 14250 4 В 9 10 15 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО СЛЕЖЕНИЯ ЗАСТЫКОМ(57) Изобретение относится к оборудованиюдля автоматической сварки. Цель - повышение точности слежения за счет центрального по отношению к сварочной горелке крепления датчика стыка без транспортной задержки. Катушка датчика индуктивного типа выполнена из двух основных и двух дополнительных обмоток, Основные обмотки охватывают сварочную горелку, включены встречно и сдвинуты относительно друг друга. Дополнительные обмотки включены последовательно-встречно с основными и подключены к обмотке согласуюшего трансформатора и резистивной цепи. Выход датчика через измерительный преобразователь подключен к приводу поперечного перемещения сварочной горелки. 4 ил.14 Изобретение относится к оборудованию для автоматической сварки металлических изделий, преимущественно при лазерной обработке, и может использоваться для контроля стыков без их предварительной разделки и имеющих небольшие зазоры.Цель изобретения - повышение точности слежения за счет центрального по отношению к сварочной горелке крепления датчика., На фиг. 1 показано предлагаемое устр йство; на фиг. 2 - то же, вид сверху; н фиг. 3 - блок-схема устройства; на ф г. 4 - электрическая схема.Горелка 1 снабжена датчиком 2, который закреплен на поверхности сопла 3 и сориентирован относительно изделия 4 со стыком 5, имеющим шов 6, которые пересекают з ну чувствительности датчика 2 (площадь 7 перекрытия измерительных обмоток датч ка 2).Закрепленный на горелке 1 датчик 2 э, ектрически связан с первым входом дифф ренциально-трансформаторного моста 8, в арой вход которого подключен к выходу г нератора 9, выходы обоих блоков 8 и 9 п дключены к входам измерительного преобр зователя 10, выход которого подключен кэлектрическому приводу 11, воздействуюш 1 ему посредством двигателя 12 и редуктора 13 на положение горелки 1.Основные измерительные обмотки4 и 15 с дополнительными обмотками 16 и 17 образуют индуктивную ветвь моста, связанную с другой ветвьк), содержащей резистивное плечо 18 и вторичную обмотку трансформатора 19, средняя точка резистивного делителя 20 связана с измерительным преобразователем 10 и посредством конденсатора 21 - с узлом 22. Второй вход измерительного преобразователя 10 подключен к первичной обмотке согласуюгцего трансфо р м атора 19.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии источник теплового воздействия - лазерный луч фокусируется горелкой 1 вдоль оси сопла 3 и проецируется на поверхность изделия 4 в районе стыка 5. При этом закрепленный на сопле 3 датчик 2 охватывает некоторую область, лежащую под соплом 3, включающую кромки изделия со стыком 5, В процессе сварки часть стыкового соединения под датчиком 2 образует шов 6. В исходном состоянии фокусное пятно луча наводится на стык 5. Обмотки датчика 5 имеют прямоугольную форму и сдвинуты относительно их большей оси симметрии, образуя зону 7 чувствительности или площадь перекрытия, пересекаемую стыком 5 и разделяющую ее на две части. Размеры и геометрия зоны 7 чувствительности выбираются из конструктивных соображений и зависят от внешних размеров сопла 3, разрешающей способности линии стыка по кривизне и необ 25009 50 55 10 15 20 25 30 35 40 45 2ходимой чувствительности датчика. Разделенйые стыком 5 участки плошадей изделия 4 охватываются электромагнитным полем обмоток 14 - 17, в которых наводятся вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов с обмотками дифференциально-транспортного моста 8 приводит к изменению их параметров (индуктивности, добротности), что проявляется в изменениях их ЭДС и фаз. При равенстве участков плогцадей деления разность ЭДС обмоток минимальна, а фаза результирующего сигнала при ее сравнении с опорным сигналом принимается за нулевукьВ случае нарушения равенства участков зоны 7 чувствительности за счет ухода стыка 5 от исходного положения происходит следующее. Обмотки датчика 2, входящие в состав дифференциально-трансформаторного моста 8, питаемого от генератора 9, вырабатывают новые значения ЭДС, результирующая ЭДС которых изменяет свою амплитуду и фазу и поступает на вход измерительного преобразователя 10, который выполняет типовые операции усиления, ограничения и сравнивания по фазе входного сигнала с опорным, а также обеспечивает преобразование фаза - постоянный ток (напряжение). Сигнал разбаланса в виде постоянного тока (напряжения) воздействует на блок управления, электрический привод 11, электродвигатель 12 и через редуктор 13 перемешает горелку 1 в новое положение, осуществляя тем самым сложение за стыком, При фазовом методе контроля влияние расстояния от горелки 1 до изделия 4 значительно снижается, поскольку обмотки датчика 2 включены между собой диффреренциально. Схема дифференциально-трансформаторного моста имеет индуктивную ветвь с обмотками 14 - 17 и резистивную ветвь 20, питаемую от вторичной обмотки согласующего трансформатора 19. В измерительную диагональ моста - узел 21 и среднюю точку резистивного делителя 20 включен конденсатор 22, величина которого совместно с параметрами индуктивной ветви определяет частоту генератора 9, В резистивном плече 18 моста установлены переменные резисторы Р= = Ой, предназначенные для разбалансировки. Основные обмотки 14 и 15 и дополнительные 16 и 17 включены между собой последовательно-встречно, причем последние находятся во взаимно-противоположных плечах. Дополнительные обмотки 16 и 17 компенсируют выходной сигнал при наличии выступов на стыковом соединении, а также при перекосах датчика. Это достигается тем, что конструктивно они уложены на краях основных обмоток 14 и 15 и охватывают меньшую площадь одной из сторон.142500) Формула изобретения Щ фо Контроль криволинейных соединений обеспечивается так, что начало стыкового соединения находится в центре зоны чувствительности, площадь которой линией стыка разделяется на неравные части. В процессе корректирующего воздействия на горелку соотношение этих площадей устанавливается равным заданному значению, например единице.Таким образом, основным преимуществом предложенного устройства слежения является перенос зоны чувствительности датчика в центральную область теплового воздействия. Тем самым решается задача размещения чувствительного элемента на оси теплового воздействия путем охвата соплового элемента горелки и снижения теплового воздействия на датчик путем его выноса вверх по оси горелки при сохранении высокой чувствительности к изменениям положения стыка. Устройство слежения за стыком, содержащее датчик стыка с катушкой, обмотки которой намотаны на изоляционный каркас и размещены в плоскостях, перпендикулярных оси сварочной горелки, генератор, подключенный к датчику стыка, выход которого через измерительный преобразователь подключн кв . ,ишрчног: перемещения сварочно; о 1 н яки, огла нчои 1 ееся тем, что, с цлью повышения т, ности слежения за счет центрального отношению к сварочной горелке крп . я датчика, устройство снабжено согласу трансформатором, цепью последовасоединенных переменных резисторов: конденсатором, катушка датчика выполина из двух дополнительных обмоток, расположен ных одна над другой, причем основные обмотки, охватывающие сварочную горелку, сдвинуты одна относительно другой и включены между собой последовательно-встречно, а дополнительные обмотки расположены симметрично относительно общей оси симметрии основных обмоток, не охватывая ее, и вклюцены каждая последовательно-встречно с симметрично-противоположными основными обмотками, при этом вторые концы дополнительных обмоток соединены с вторичной 20 обмоткой согласующего трансформатораи цепью последовательно соединенных переменных резисторов, общая точка основных обмоток связана с первым входом изме рительного преобразователя и черезконденсатор со средей очной цепи последовательно соединенных переменных резисторов, а выход генератора связан с первичной обмоткой согласующего трансформатора и вторым входом измерительного преобразователя.Составитель В. ГрибоваТех ред И. Верес КТираж 922нного комитета СССР по делам изМосква, Ж - 35, Раушская наб.,графическое предприятие, г. Ужго