Электромеханический датчик линейных перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 18192 19 Г( ;,САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ПАТЕНТУ АН ИЧ ЕСКИЙ ДАТЧИК МЕЩЕНИЙ: для измерения линейри контактной стыковой эобретения; датчик вцины сжатия, которая одностью взаимодействует корпуса, а другой - небразователем, жестко уснеподвижной части ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(73) Институт электросварки им. Е.О.Патона (56) Авторское свидетельство СССР М 1175643, кл. В 23 К 11/04, 1984.Лебедев В.К, и др. Автоматизация сварочных процессов. Киев: Вища школа, 1986, с,229-230.Авторское свидетельство СССР В 141634, кл. 6 01 В 7/16, 1960. Изобретение относится к сварке и может быть использовано в контактных стыковых сварочных машинах.Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения линейных перемещений при контактной сварке.Это достигается тем, что в известном датчике, содержащем подвижную и неподвижную части корпуса и преобразователь; датчик выполнен в виде упругого элемента, который одной опорной поверхностью взаимодействует с подвижной частью корпуса, а другой опорной поверхностью непосредственно взаимодействует с преобразователем, жестко установленным на неподвижной части корпуса.При этом упругий элемент выполнен в виде пружины сжатия.Выполнение датчика в виде упругого элемента, который одной опорной поверхностью взаимодействует с подвижной час(54) ЭЛЕКТРОМЕХ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕ (57) Использование ных перемещений и сварке. Сущность и полнен в виде пруж ной опорной поверх с подвижной частью посредственно прео тановленным на корпуса. 2 ил. тью корпуса, а другой опорной поверхно- з стью непосредственно взаимодействует с р преобразователем, жестко установленным на неподвижной части корпуса, обеспечиваетточность измерения линейных перемещений при контактной сварке за счет того, что при перемещении подвижной части корпуса С изменяется сила упругости при деформации ф силовоспринимающего упругого элемента Ьропорцианвльно линейной величине пере. );И мещения. СдВыполнение упругого элемента в виде пружины сжатия обеспечивает повышение надежности за счет того; что пружина сжатия обладает высокой работоспособностью.На фиг.1 изображен предлагаемый датчик, общий вид в разрезе; на фиг.2 - принципиальная схема монтажа датчика на контактную сварочную машину.Датчик (фиг.1) состоит из неподвижной 1 и подвижной 2 части корпуса, преобраэо 1819201вателя 3, жестко установленного на неподвижной 1 части корпуса, и упругого элемента 4 с опорными поверхностями 5 и 6.Упругий элемент 4 одной опорной поверхностью 5 взаимодействует с подвижной 2 5 частью корпуса, а другой опорной поверхностью 6 непосредственно взаимодействует с преобразователем 3. На подвижную 2 часть корпуса действует сила Р.перемещения которой противодействует через опорную по верхность сила Ру элемента 4. Через опорную поверхность 6 сила Рудействует на преобразователь 3. Сила Р перемещения превышает по величине силу Ру упругого элемента 4. 15Конструкция датчика (см. фиг.1) предназначена для измерения и контроля линейных перемещений подвижного корпуса сварочной машины и пригодна для определения скорости оплавления, величины оп лавления и осадки, а также для программирования процесса сварки,Схема монтажадатчика на контактную сваоочную машину (фиг.2) состоит из подвижного 7 и неподвижного 8 корпуса сва рочной машины, сварочного трансформатора 9, датчика 10, блока 11 программирования сварочного процесса и привода 12 перемещения подвижного 7 корпуса со свариваемыми деталями 13 и 14. 30 Упругий элемент 4 (фиг,1) датчика 10 (фиг,2): выполнен в виде пружины 15 сжатия.Свариваемые детали 13 и 14 приводятся в движение приводом 12 перемещения, который управляется блоком 11 программиро вания сварочного процесса. Вход блока 11 программирования сварочного процесса связан с выходом датчика 10, подвижная 2 (фиг.1) и неподвижная 1 части корпуса которого жесткр связаны соответственно с по движным 7 (фиг.2) и неподвижным 8 корпусами сварочной машины. Подвижный 7 и неподвижный 8 корпуса сварочной машины подключены ко вторичной обмотке сварочного трансформатора 9, первичная 45 обмотка которого подключена к питающейсети " Ос.Датчик работает следующим образом.С подачей команды от блока 11 программирования сварочного процесса на 50 привод 12 перемещения подвижный 7 корпус с деталью 13 начинает линейное движение к неподвижному 8 корпусу с деталью 14.При этом на подвижную 2 часть корпуса датчика 10 действует сила Р перемещения, 55 которая воздействует на упругий элемент 4.Вследствие этого возникает сила Ру упругого элемента 4, противодействующая через опорную поверхность 5 сила Р перемещения, а через опорную поверхность 6 воздействующая на преобразователь 3. Так как сила Р перемещения превышает по величине силу Ру упругого элемента 4,.то при перемещении подвижного 7 корпуса упругий элемент 4 сжимается, сила Ру изменяется по величине. Преобразователем 3 сила Ру упругого элемента 4 преобразовывается в электрический сигнал. В результате линейное перемещение подвижного 7 корпуса сварочной машины превращается в изменяющийся по величине электрический сигнал.В процессе перемещения подвижного 7 корпуса сила Ру изменяется по закону характеристики упругой деформации упругого элемента 4. При выполнении упругого элемента 4 в виде пружины 15 сжатия, в которой сила сжатия изменяется по закону Гука прямопропорционально линейной величине сжатия, на выходе датчика 10 регистрируется аналоговый электрический сигнал в соответствии с перемещением подвижного 7 корпуса. Этот сигнал подается на вход блока 11 программирования сварочного процесса, в котором используется для подачи команд на изменение скорости переме. щения свариваемых деталей,. на переключение сварочного напряжения, на включение осадки и отключение сварочного. напрякения с одновременной остановкой подвижного корпуса сварочной машины, а также для регистрации линейных перемещений (величины и скорости) измерительным прибором,При выполнении упругого элемента 4например, в виде пневмоцилиндра на выходе датчика 10 регистрируется изменяющийся по экспо ненциальному закону электрический сигнал, который необходимо преобразовывать в линейно изменяющийся. Однако, это требует усложнения конструкции преобразователя по сравнению с упругим элементом, выполненным в виде пружины сжатия, что снижает быстродействие системы программирования процесса сварки и точность измерения.Преобразователь 3 жестко установлен на неподвижной 1 части корпуса, так как блок 11 программирования сварочного процесса, с которым электрически связан преобразователь 3, неподвижен. Вследствие этого сферическая связь выполняется жестким соединителем, чем обеспечивается высокая работоспособность и надежность.При установке, например, преобразователя 3 на подвижной 2 части корпуса потребуется электрическую связь между преобразователем 3 и блоком 11 выполнитьгибкой. Однако, гибкая связь обладает меньшей надежностью по сравнению с жесткой (неподвижностью), 1819201Упругий элемент 4 одной опорной поверхностью 5 взаимодействует с подвижной частью 2 корпуса, а другой опорной поверхностью 6 непосредственно взаимодействует с преобразователем 3, чем обес печивается работоспособность датчика. При взаимодействии, например, опорной поверхности 5 с неподвижной частью 1 корпуса датчик является неработоспособным.Датчик может быть использован в схе мах управления стыковых сварочных машин, в которых программирование процесса сварки осуществляется по линейной величине перемещения подвижного корпуса сварочной установки. Данный дат чик наиболее целесообразно применять на сварочных машинах с быстродействующими. гидроприводами на базе гидравлических усилителей мощности или пропорциональных гидрораспределителей, 20, Испытания датчика на машинах типа Кпри сварке рельсов показали, что наг дежность составляет не менее 10 циклов и6точность измерения составляет 0,1 мм.Формула изобретения Электромеханический датчик линейных перемещений, содержащий неподвижный и подвижный элементы, связанные между собой через упругий элемент, и преобразователь, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения перемещений при контактной стыковой сварке путем исключения инерционности и потерь на трение, неподвижный и подвижный элементы выполнены в виде полукорпусов для установки их на неподвижном и подвижном корпусах стыкосварочной машины, упругий элемент выполнен в виде пружины сжатия, установленной с возможностью взаимодействия одной опорной поверхностью с подвижным полукорпусом, а другой - с преобразователем, смонтированным на неподвижном полукорпусе,1819201 Составитель А,ЛавреТехред М.Моргентал орректор Н.Ревская едакт аз 1947 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10