Датчик стыка для плавящегося электрода

(б 11 4 В 23 К 9/10 ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ЕТЕН ИЕ ОПИС ский ин" идетельство23 К 9/10,546732,19 76.ДЛЯ ПЛАВЯЩЕ с е тени змеще к сварочнои спользо х роботовгорелки от" рениепри сокзаимное р а и блокафики,полож схемапоя сн элек рода ьК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Горьковский политехниче ститут(,56) Авторское св СССР У 1087283, кл. В 1984.Заявка фРГ Р 2кл. В 23 К 9/1 О,(54) ДАТЧИК СТЫКА ГОСЯ ЭЛЕКТРОДА(57) Изобретение относит я к машиностроению, в частности к сварочному производству, Цель изобр я - расширение функциональных возможностей при сокращении габаритов гор ки. Датчик содержит генератор им; пульсов, два устройства выборки-хранения, устройство сравнения, измеритель тока сварки, плавящийся электрод, соппо и мундштук, ра нные Изобретение относитсяпроизводству и может быть ано при создании сварочнь для определения положениносительно стыка.Цель изобретения - рафункциональных воз можносращении габаритов горелкиНа фиг, 1 изображены ие мундштука электро атчика; на фиг.2 - г ющие работу датчика, чик стыка для плавящеодержит генератор 1 в горелке. В датчик введена электрическая схема, включающая два дифференциатора, два одновибратора, два инвертора элементы ИЛИ и И, усилитель мощности, электромагнитную муфту для включения прижимного ролика механизма подачи электрода и фильтр низких частот. Мундштук смещен относительно оси симметрии горелки, За счет импульсной подачи плавящегося электрода обеспечивается разная длина дуги, а за счет несимметричного расположения относительно оси горелки электрода и сопла обеспечивается при короткой дуге горение ее на одну кромку, а при длинной дуге за счет сдувания дуги потоком защитного газа - на другую кромку, т,е, сканирование дуги поперек стыка, Сравнение токов сварки в этих двух интервалах с ,запоминанием в устройствах выборки- ,хранения псзволяет судить о положении горелки относительно стыка, 2 ил,сов, в состав которого входят операционный усилитель 2, конденсатор3, соединенный с инвертирующим входом усилителя, резистор 3, соединенный с инвертирующим входом усилителя,резистор 4, переменный резистор 5,соединенные с инвертирующим входомусилителя 2, переменный резистор 6,,включенный делителем напряжения меж.ду выходом усилителя и инвертирующим входом усилителя 2, диоды 7 и 8,включенные встречно-параллельно между выходом усилителя и соответственнорезисторами 4 и 5, диод 9, включен з148452ный анодом на выход усилителя 2, а,катодом через резистор 10 на общуюточку, С катодом диода 9 (выходомгенератора 1 импульсов) последовательно соединены первый дифференциа 5тор 11, первый одновибратор 12, выход которого связан с управляющимвходом первого устройства 13 выборки-хранения. С выходом генератора 1импульсов также соединены последо"вательно включенные первый инвертор4, второй дифференциатор 15, второй одновибратор 16, выход которогосоединен с управляющим входом второго устройства 17 выборки-хранения,Выход генератора 1 импульсов соединентакже с первым входом элемента ИЛИ18, второй вход которого связан с выходом второго одновибратора 16. Выход элемента ИЛИ соединен с первымвходом элемента И 19, второй вход ко"торого через инвертор 20 соединен свыходом одновибратора 12, Выход элемента И 19 через усилитель 21 мощности связан с входом электромагнитной муфты 22, управляющей положениемприжимного ролика 23 механизма подачи электрода 24, проходящего черезмундштук 25, смещенный относительно 30оси симметрии горелки 26, Выходнойканал мундштука направлен под угломк оси горелки таким образом, чтоэлектрод в процессе сварки попадает на левую кромку 27 свариваемого соединения. Внутригорелки размещено сопло 28, через которое дополнительно к основному потоку подается защитный газ,Измеритель сварочного тока (не показан) соединен через фильтр 29 низких частот с входом нормирующегоусилителя 30, выход которого соединенс сигнальными входами первого 13 ивторого 17 устройств выборки-хране 45ния, В процессе работы дуга горитпопеременно на левую 27 и правую 31кромки изделия, Выходы устройств 13и П соединены соответственно с первым и вторым входами устройства 32сравнения, третий вход которого соединен с источником 33 напряжения смещения,Датчик стыка для плавящегосяэлектрода работает следующим образом,Генератор 1 импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы, частота которых регулируется резистором6, а длительность - резистором 5. С помощью диода 9 на резисторе 10 выделяются только положительные импульсы (фиг,2 а), Эти импульсы дифференцируются (фиг. 2 б) первым дифференциатором 11 и поступают на вход одновибратора 12, где форьяруется импульс выборки (фиг,2 в) для первого устройства 13 выборки-хранения. Одновременно импульсы с выхода генератора 1 поступают через первый инвертор 14 (фиг.2 г), второй дифференциатор 15 (фиг,2 д) на вход второго одновибратора 16, где формируется импульс выборки ( фиг,2 е) для второго устройства 17 выборки-хранения.С выхода генератора 1 импульсы поступают также на вход элемента ИЛИ 18, на второй вход которого поступает сигнал с второго одновибратора 16. На выходе элемента ИЛИ формируется импульс (фиг.2 ж), задний фронт которого совпадает с задним фронтом импульса выборки, поступакщего с одновибратора 16 на устройство 17 выборки-хранения. Сигнал с выхода элемента 18 поступает на вход элемента И 19, на второй вход которого через инвертор 20 поступает импульс с выхода одновибратора 12 ( фиг.2 и), Выходной сигнал элемента 19 ( фиг,2 к), передний фронт которого совпадает с задним фронтом импульса выборки устройства 13, а задний фронт совпадает с задним фронтом импульса выборки устройства 17, через усилитель 21 мощности поступает на электромагнитную муфту 22, управляющую положением прижимного ролика 23 механизма подачи плавящегося электрода .24, обеспечивая его импульсную подачу, Электрод подается через мундштук 25, смещенныйотносительно оси симметрии горелки 26. Выходной канал мундштука направлен под углом к оси горелки таким образом, что электрод в процессе сварки попадает на левую кромку 27 свариваемого соединения. Внутри горелки размещено сопло 28, ось которого пересекается с осью выходного канала мундштука, т,е. с электродом в зоне горения дуги.В процессе сварки во время подачи электрода в интервале времени 1 в : С8 (фиг,2) имеет место короткая дуга, которая горит с электрода 24 на левую кромку 27 свариваемого соединения. В этот интервал времени напряжение У, пропорциональное току свар5 14845 ки с измерителя тока (фиг. не показан) через фильтр 29 низких частот поступает на вход нормирующего усилителя 30. В конце интервала подачи5 электрода во второе устройство 17 выборки-хранения с помощью импульса с одновибратора 16 записывается напряжение, пропорциональное току сварки в период подачи электрода. 10 Этот ток определяется расстоянием от горелки до левой кромки 27 соединенияВ интервале времени С ( фиг. 2) подача э лектрода прекращается, длина дуги увеличивается и под 15 действием защитного газа, подаваемого через сопло 28, дуга сдувается и начинает гореть на правую кромку 31 свариваемого соединения, При этом ток сварки определяется расстоянием 2 О от конца электрода до правой кромки 31 свариваемого соедирения. В конце интервала времени С + С импульсом, сфоргягровангым одновибратором 2, в устройство 13 выборки хранения записывается напряжение, пропорциональное току сварки в пе - риод прекращения подачи электрода.С устройств 13 и 7 напряжения поступают соответственно на первый и ЗО второй входа устройства 32 сравнения, на третий вход которого поступает напряжение смещения, При требуемом расположении горелки над стыком с помощью напряжения, получаемого от источника 33, на выходе устройства 32 устанавливается выходной сигнал Е т=О. При смещении горелки влево уменьшается вылет электрода и увели- чивается расстояние от электрода до40 правой кромки, появляется сигнал ЕО, знак которого определяется направлением, а величина - смещением горелки от требуемого положения. Таким образом, датчик позволяетопределить положение горелки относительно стыка при сварке короткойдугой и уменьшить габариты горелки,266Формула изобретенияДатчик стыка для ппавящегося электрода, содержащий генератор импульсов, два устройства выборки- хранения, измеритель входного сигнала, нормирующнй усилитель, плавящийся электрод, проходящий через мундштук, прижимной ролик механизма подачи электрода и соппо, ось которого, пересекает ось электрода и продольную ось горелки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей датчика при сокращении габаритов горелки, в него введены два дйфференциатора, два одновибр атор а, два иивертор а, элемент ИЛИ, элемент И усилитель смощности, электромагнитная муфта ифильтр ниэких частот, причем муцдштук смещен относительно продольнойоси симметрии горелки и его выходной канап размещен с противоположной относительно оси сопла стороваи направлен под углом к оси горелкии оси сопла, а выход генератора им- .пульсов через последовательно вклю- , ченные первый дифференциатор и первыйодновибратор соединен с управляющимвходом первого устройства каборкихранения н через первый инвертор, второй дифференциатор и второй одновибратор с управляющим входом вто-рого устройства выборки-хранения,выход генератора импульсов соединентакже с первым входом элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом второго одиовибратора, а вы"ход - с первым входом элемента И,второй вход которого через второй иц-вертор соединен с выходом первогоодновибратора, а выход - через усилитель мощности с входом электромагнитной муфты, механически связан ной с прижимным роликом механизмаподачи электрода, кроме того, вход нормирующего усилителя соединен с измерителем входного сигнала через 4 ильтр низких частот.ираж 89 каз 2978/12 одписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5