Устройство управления положением электросварочной горелки

(51)5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬС(54) УСТРОЙС ЖЕНИЕМ ЭЛ КИ .(57) Иэобрете ции сварочных матизации разделенных и ного газа и по применение в строительной ленности. Цел функциональн ТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛние относится к авгоматизапроцессов, а именно к автоэлектродуго вой сварки угловых швов в среде эащитд флюсом. Оно может найти машиностроительной, судои других областях промышь изобретения - расширение ых возможностей. ИзобретеИзобретение относится к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых соединений в среде защитного газа или под флюсом и может найти применение а машиностроительной, судостроительной и других областях промышленности,Наиболее близкими является устройство, содержащее шунт, подключенный к электросварочной горелке, последовательно соединенные датчик величины сварочного тока, вход которого подключен к сварочному шунту, полосовой фильтр, синхронный детектор, фильтр низкой частоты и привод перемещения электросварочной горелки относительно стыка, причем синхроние заключается в том, что производят сканирование.дуги поперек стыка, измеряют сварочный ток, выделяют его гармоническую составляющую на частоте сканирования, по фазе которой определяют знак, а по амплитуде - величину отклонения электросварочной горелки от стыка, При движении горелки по криволинейному плоскому стыку с заданным углом разворота и скорости перемещения горелки формируется сигнал по каждой координате перемещения с учетом сигнала отклонения горелки по стыку. Устройство содержит программные задатчики угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразо-ватели, перемножители сигналов,.сумматоры, датчика сварочного тока, знака З отклонения дуги, приводы перемещения горелки по координатам Х и У, привод разворота горелки; полосовой фильтр, синхронный детектор и фильтр низкой час- р тоты. 1 ил,низирующий вход синхронного детектора сканирования дуги связан с выходом датчика знака отклонения дуги.Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не позволяет производить сварку криволинейных плоских стыков, что сужает функциональные возможности устройства.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления положением электросварочной горелки, содержащее последовательно соединенные датчик сварочноготока, выполненный на усилителе, входом подключенном к сварочному шунту, полосовой фильтр; синхронный детектор и фильтр низкой частоты, а также датчик знака отклонения дуги, выходом поддключенный ко второму входу синхронного детектора, и привод перемещения горелки, дополнительно введены привод разворота горелки, программный задатчик угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразователи, четыре пере- множителя сигналов, два сумматора, инвертор, привод перемещения горелки выполнен из двух приводов перемещения по координатам Х и У, причем привод разворота горелки, подключенный к программному задатчику угла разворота, через синусный и косинусный преобразователи соединены соответственно с первыми входами первого и второго перемножителей сигналов, вторые входы которых соединены с выходом программного задатчика скорости перемещения горелки, выходы первого и второго перемножителей сигналов через соответствующие сумматоры связаны с приводами перемещения горелки по координатам У и Х, выходы косинусного и синус- ного преобразователей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого перемножителей сигналов; вторые входы которых связаны соответственно с фильтром низкой частоты непосредственно и через инвертор, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены со вторыми входами соответствующих сумматоров.На чертеже. представлена структурная схема устройства управления положением электросварочной горелки.Устройство управления положением электросварочной горелки содержит последовательно соединенные датчик 1 сварочного тока, входом подключенным к сварочному шунту 2 в цепи сварочного тока, полосовай фильтр 3, синхронный детектор 4, датчик 5 знака. отклонения дуги, входом подключенный к колебателю горелки 6, фильтр 7 низкой частоты, выход которого соединен с инвертором 8 и с вторым входом перемножителя сигналов 9, выход инвертора 8 соединен с вторым входом перемножителя 10 сигналов, первый вход перемножителя 10 сигналов соединен с выходом синусного преобразователя 11, а первый вход перемножителя 9 сигналов соединен с выходом косинусного преобразователя 12, выход перемножителя 9 сигналов подсоединен к второму входу сумматор 613 сигналов, а выход перемножителя 10 сйгналов подсоединен к второму10 20 частоте колебаний дуги. После полосового35.фильтра З.сигнал поступает на сигнальный выходе программного задатчика 17 форми 55 руется опорный сигнал, пропорциональный скорости сварки. Этот сигнал перемножает 25 30 45 50 входу сумматора 14 сигналов, первый вход сумматора 13 сигналов подключен к выходу перемножителя 15 сигналов, первый вход сумматора 14 сигналов подключен к выходу перемножителя 16 сигналов, вторые входы перемножителей 15 и 16 сигналов соединены с выходом программного задатчика 17 скорости перемещения и разворота горелки, первый аход перемножителя 15 сигналов подсоединен к выходу синусного преобразователя 11, первый вход перемножителя 16 сигналов подсоединен к выходу косинусного преобразователя 12, входы синусного 11, косинусного 12 преобразователей сигналов, вход привода 18 разворота электросварочной горелки относительно осей приводов соединены с программным задатчиком 17, выход сумматора 13 сигналов соединен с входом привода 19 перемещения электросварочной горелки по оси Ч, выход сумматора 14 сигналов соединен с входом привода 20 перемещения электросварочной горелки по оси Х.Устройство работает следующим образом.Колебатель горелки 6 работает непрырывно в процессе сварки и обеспечивает необходимую амплитуду колебаний горелки. Полная величина сварочного тока проходит через шунт 2, преобразуется датчиком 1 . тока в сигнал, поступающий на вход полосового фильтра 3, который выделяет гармоническую составляющую сварочного тока на вход синхронного детектора 4, которыми он детектируется и поступает на вход фильтра 7 низкой частоты. Затем сигнал поступает на входы перемножителей 9 и 10 сигналов,причем на один из входов перемножителя 9 сигналов он поступает непосредственно, а на другой перемножитель 10" через инвертор 8, необходимый для изменения полярности сигнала. На другие входы перемножителей 9 и 10 сигналов подаются сигналы соответственно с косинусного 12 и синусного 11 преобразователей сигнала разворота горелки относительно осей приводов.Этот сигнал разворота горелки поступает на входы косинусного 12 и синусного 11 преобразователей сигнала с первого выхода программного задатчика 17, На втором ся с выходными сигналами синусного 11 и косинусного 12 преобразователей сигналов соответственно в перемножителях 15 и 18 сигналов. Сигналы с перемножителей 15 и16 соединенные соответственно с приводами 19 и 20 перемещения электросварочнойгорелки через сумматоры 13 и 14, обеспечивают заданные направления и скорость перемещения горелки. Одновременно на 5другие входы сумматоров 13 и 14 подаютсясигналы, соответствующие величине отклонения горелки от стыка соответственно сперемножителей 9 и 10 сигналов. Эти сигналы, суммируясь в сумматорах 13 и 14 с сигналами, соответстоующими заданномунаправлению и скорости перемещения горелки, обеспечивают ее перемещение постыку при сварке криволинейных плоскихшвов в результате одновременной работы 15приводов 19 и 20 перемещения по осям У иХ соответственно.Таким образом, перемещение электросварочной горелки осуществляется со следующими скоростями по осям Х и У; 20Чх - Чвв соз а+ Чкор зи а;ЧУ-Чав эПа-Чквр СОЗа,где Чх - составляющая скорости перемещения горелки по оси Х;.Чу-составляющая скорости перемещения горелки по оси У;Ч св - скорость перемещения горелкивдоль стыка (скорость сварки);Чкор - скорость поперечной коррекциигорелки при сварке прямолинейного плоского стыка в случае его отклонения от заданной программной траекториидвижения;а - угол, соответствующий поворотуэлектросварочной горелки от исходного положения, согласованного с осью Х. В случаесовпадения оси стыка с осью Х а= Оо,Устройство управления положениемэлектросварочной горелки по сравнению спрототипом позволяет расширить функциональные возможности прототипа путем слежения за криволинейными плоским стыком,а.также автоматизировать процесс сваркиугловых и разделанных криволинейных плоских стыков, 45 Устройство может быть использовано в робототехническом комплексе РТКД,Формула изобретения Устройство управления положением электросварочной горелки, содержащее последовательно соединенные датчик сварочного тока, выполненный на усилителе, входом подключенном к сварочному шунту, полосовой фильтр, синхронный детектор и фильтр низкой частоты, а также датчик знака отклонения дуги, выходом подключенный к второму входу синхронного детектора, и привод перемещения горелки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей использования для перемещения по плоскому криволинейному стыку, в него введены привод разворота горелки, программные задатчики угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразователи, четыре перемножителя сигналов, два сумматора, инвертор, привод перемещения горелки выполнен из двух приводов перемещения по координатам Х и У, причем привод разворота горелки, входом подключенный к программному эадатчику угла разворота, через синусный и косинусный преобразователи соединен соответственно с первыми входами первого и второго пере- множителей сигналов, вторые входы которых соединены с выходом программного задатчика скорости перемещения горелки, выходы первого и второго перемножителей сигналов через соответствующие сумматоры связаны с приводами перемещения горелки по координатам, У и Х, выходы косинусного и синусного преобразователей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого перемножителей сигналов, вторые входы которых связаны соответственно с фильтром низкой частоты непосредственно и через инвертор, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров.. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 915 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5