Устройство для направления электрода по стыку

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскнкСоцкалистмческккРеслубликло делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 28.08.81 т В. К. Долиненко, Н. И. Усик, В. А., Тимченко,Е, ф, Мал иченко и О. Н. Г 11 димаОрдена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона -" ". АН Украинской ССР(54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ПО СТЫКУИзобретение относится к оборудованию для электродуговой сварки в части автоматизации совмещения электрода со стыком и может быть применено при сварке труб большого диаметра (прямошовных и спиральношовных), полотнищ, резервуаров и других подобных изделий.Известно устройство для направления электрода по стыку с применением телевизионных датчиков, установленных на сварочном аппарате. Сигнал, вырабатываемый датчиком при смещении электрода со стыка, усиливается и преобразуется схемой управления и подается на привод перемещения сварочного аппарата 1.Известно также устройство для автоматического слежения за стыком свариваемых кромок с телевизионным датчиком, к которому подключен видеоусилитель, генератором строчной развертки, генератором контрольных импульсов, селектором сигнала от стыка, узлом совпадения, узлом обработки видеосигнала, релейным усилителем и приводом перемещения сварочного инструмента. Контроль качества сварного шва проводится, как правило, после сварки на отдельной технологической позиции. Контроль проводится выборочный с визуальным определением места контроля 12.Однако в результате смешения электрода в процессе сварки от середины шва на величину, превышающую допускаемую по технологии сварки, может получаться дефект сварного шва, расположение которого трудно определить визуально.Кроме того, недостатками известного устройства являются отсутствие контроля от- тО клонения сварочной горелки от стыка навеличину, превышающую допустимую по технологии сварки, наличие автоколебаний сварочной горелки относительно стыка и низкие динамические характеристики в процессе слежения за стыком.Устранение автоколебаний в известномустройстве производят путем увеличения зоны нечувствительности датчика, что приводит к увеличению погрешности установки сварочного инструмента на стык в процессе сварки.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет определения места возможных его дефектов и повы 856708щения точйости совмещения сварочного инструмента со стыком.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены компаратор допусков смещения датчика с середины стыка и про 5 порциональноинтегродифференцирующий (ПИД) регулятор, при этом последний включен между релейным усилителем и интегратором, к которому подключен также компаратор допусков.На фиг. 1 показано расположение сва рочного инструмента с датчиком относительно трубной заготовки (стрелкой А обозначено направление перемещения трубы при сварке относительно датчика); на фиг. 2 -- блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 - диаграмма сигналов компаратора15 допусков.Сварочный инструмент 1 (фиг. 1) установлен внутри трубной заготовки 2 таким образом, что ось электрода расположена над серединой разделки стыка 3. Телеви зионный датчик 4 жестко соединен со сварочным инструментом, а объектив 5 датчика находится над серединой стыка.Телевизионный датчик 4 (фиг, 2) через видеоусилитель 6 соединен со входом узла 7 обработки видеосигнала . Выход узла об 25 работки видеосигнала через блок 8 выделения участка строки и селектор 9 сигнала от разделки стыка соединен с одним из входов узла 10 совпадения, второй вход которого связан с генератором 11 контрольных импульсов, управляемым от генератора 12 строчной развертки.Выход узла 10 совпадения через интегратор 13, ПИД-регулятор 14 и релейный усилитель 15 связан с приводом 16 ггеремегцения сварочного инструмента 1. К выходу интегратора 13 подключен компаратор 17 до пусков.Устройство для направления электрода по стыку работает следующим образом.40Разделка свариваемого стыка 3 проектируется на мишень передающей трубки телевизионного датчика 4, где ее видимое изображение преобразуется в электрические сигналы, поступающие на вход видеоусилителя 6, с выхода которого видеосигнал по ступает в узел обработки сигнала.Узел обработки видеосигнала формирует видеосигнал от стыка, имеющий большее амплитудное значение по сравнению с сигналами от дефектов большой протяженности, но с меньшим контрастом. Это позволяет устранить влияние различного рода дефектов кромок и поверхности свариваемого изделия вблизи стыка на качество слежения.С выхода узла обработки видеосигнала сигнал поступает на вход селектора 9 через блок 8 выделения участка строки, который пропускает на выход только часть видеосигнала строки, не содержащую синхроимпульсов и гасящих импульсов, создающих помехи видеосигналу от стыка. Селектор на выходе формирует видеоимпульсы от стыка, которые поступают на один из входов узла 10 совпадения, на другой вход которого поступают сигналы от генератора 11 контрольных импульсов.Выходной сигнал узла 10 совпадения, полярность которого зависит от положения видеоимпульса с выхода селектора 9 относительно контрольных импульсов генератора 11, поступает на вход ПИД-регулятора 14, который позволяет осуществить регулирование сигнала по пропорциональноинтегральнодифференциальному закону (изодромное регулирование с воздействием по производной). Применение регулирования по указанному закону позволяет уменьшить зону нечувствительности датчика, а также увеличить скорость совмещения сварочного инструмента со стыком в процессе сварки, при этом устраняется возможность появления автоколебаний и увеличивается точность совмещения сварочного инструмента со стыком.С выхода регулятора сигнал подается па вход релейного усилителя 15, а затем на привод 16, который перемешает сварочный инструмент 1 до исчезновения сигнала с узла 10 совпадения, т. е, пока сварочный инструмент не устанавливается точно над разделкой стыка 3. Генератор 12 строчной развертки обеспечивает синхронный запуск генератора 1. Выходной сигнал узла 10 совпадения также поступает на вход компаратора 17 допусков. На другие входы компаратора допусков вводят установочные сигналы р и 9 а (фиг. 3), соответствующие заданной величине Х 1 и Хдопускаемого отклонения сварочного инструмента от середины стыка. Компаратор ,опусков выдает сигналы 111 и 1.)в случае, если датчик смещается с середины стыка за левую или правую кромки допускаемого отклонения от стыка соответственно. Введение в предлагаемое устройство для автоматического слежения за разделкой компаратора допусков включенного на выходе интегратора позволяет оперативно в процессе сварки определять места возможных дефектов сварного шва по появлении сигналов компаратора допусков, а также подключать маркерные устройства для отметки тех мест сварки на трубе, где произошли недопустимые отклонения сварочного инструмента от середины стыка, что может вызвать дефект сварного шва.Кроме того, дополнительное введение в такое устройство ПИД-регулятора, включенного на входе релейного усилителя, позволяет устранять автоколебания системы, повышать точность совмещения сварочногоинструмента со стыком и тем самым улучшать качество сварного соединения. Формула изобретения5Устройство для направления электрода по стыку, содержащее закрепленный на сварочном инструменте телевизионный датчик, подключенные к нему последовательно соединенные видеоусилитель, узел обработки видеосигнала, блок выделения участка строки, селектор сигнала, поступающего от разделки стыка, схема совпадения, интегратор, рри этом к сварочному инструменту присоединены последовательно соединенные привод его перемещения и релейный усилитель, к другому входу схемы совпадения подключены последовательно соединенные генератор контрольных импульсов и генератор строчной развертки, другой выход которого соединен с телевизионным датчиком, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет определения места возможных его дефектов и повышения точности совмещения сварочного инструмента со стыком, в устройство введены компаратор допусков смещения датчика с середины стыка и ПИД-регулятор, при этом последний включен между релейным усилителем и интегратором, к которому подключен также компаратор допусков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Сварочное производство, 1977,1, с. 46 - 47.2. Авторское свидетельство СССР538847, кл. В 23 К 9/10, 26.06.75.Составитель Г. Чайко ехред А. Бойкас ираж 148 М. Демчик д. 4/5 ктная, 4 б Пр едактор С. Родиковааказ 7082/ бВНИИП 113035, Мфилиал ППП Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Рауш Патент, г. Ужгор коми и от ская КорректоПодписиета СССРрытий