Установка для автоматического управления дуговой сваркой кольцевых швов многослойных труб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистнческизРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 151030 (21 3213131/25-27с присоединением эаявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 0710 В 2 Бюллетень йо 3731 УДК 6 21791. ,75(088,8) Дата опубликования описания 01,02,83 Б.Е. Патон, Г.П, Бучацкий, А.С. Вавилин, Р.И. Гаркалюк,Б.И. Ефремов, В,П. Зубко, В.А. Лебедев, В.ф. И ин,Г.И. Роздобудько и И.С. Углев 1) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Зна ейи институт электросварки им. Е.О. Патона(54) УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДУГОВОЙ СВАРКОЙ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для автоматизации при установочных операциях и слежении за стыком при дуговой сварке кольцевых соединений многослойныхтруб, собранных из отдельных обечаек в процессе изготовления труб.Известно устройство управления установкой для автоматической сварки труб (13, содержащее усТройства слежения за разделкой и элементы, осуществляющие контроль за сваркой в несколько проходов.Это устройство не позволяет отыскать шов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов Г 2 1, содержащее привод слежения и два струйных датчика, функционально соединенных с приводом слежения при помощи блока управления. В устройство введены два дополнительных датчика, блоки поиска стыка и окончания сварки и пороговые элементы основных и дополнительных датчиков. Выходя пороговых элементов основных струйных датчиков соединены со входами блоков управления приводом слежения, поиска стыка и окончанияпроцесса сварки, а выход пороговыхэлементов дополнительных датчиковсоединен с вторыми входами блоковокончания процесса сварки и управления приводом слежения.Однако в этом устройстве наличие 10 струйных датчиков предполагает использование релейных элементов, чтозначительно усложняет самоустройство.Кроме того, поиск шва в случае, если головка аппарата, в котором использовано устройство, находится нетолько в стороне от стыка, но смещена по вертикали, затруднен. Не исключена ошибка при поиске шва, таккак любая трещина или заусенец при 2 О поиске стыка может служить сигналомо его нахождении.Целью изобретения является повышение производительности процессасварки эа счет уменьшения затрат наподготовительные и установочныеоперации и исключение ошибок Припоиске шва.Поставленная цель достигаетсятем, что в установку для автоматического управления дуговой сваркойкольцевых швов многослойных труб, 963755содержащую сварочные головки с блоками управления циклом работы, механизмы горизонтальной и вертикальнойкорректировки положения сварочныхголовок с блоками управления этимимеханизмами, датчики нахлеста, датчики касания горизонтальной и вертикальных плоскостей, а также приводвращения трубы с блоком его управления, введены схемы совпадения,элементы выдержки времени и устрой- )Оства счета числа оборотов трубы,через которые выходы датчиков нахлес.та соединены со входами одних схемсовпадения. Через другие схемы совпадения соединены выходы датчиковкасания одной вертикальной плоскости и выходы датчиков нахлеста свходами управления циклом работыкаждой сварочной головки, Выходы датчиков касания другой вертикальнойплоскости соединены со входами схемсовпадения через элементы выдержкивремени, а выходы датчиков касаниягоризонтальной плоскости - со входами блока управления приводом вращения трубы и входами блоков управления механизмами горизонтальной, и вертикальной корректировки положениясварочных головок. Выходы элементоввыдержки времени соединены со входами блоков управления механизмами Зогоризонтальной коррекции .положениясварочных головок и входами датчиков касания другой вертикальнойплоскости,На чертеже показана функциональная схема установки для сварки кольцевых швов многослойных труб (с двумя сварочными головками).Установка содержит две сварочныеголовки 1 и 2, которые содержат механизмы горизонтальной 3, 4 и вертикальной 5, 6 корректировки головок1 и 2 относительно швов 7, 8 трубы 9.Выходы датчиков касания 10, 11левой вертикальной плоскости разделок 45швов 7 и 8 соединены со входами элементов выдержки времени 12, 13 ивходами блоков 14, 15 управления механизмами горизонтальной корректировки 3 и 4. Выходы элементов 12, 13соединены также со входами блоковуправления 14, 15 датчиками 16, 17касания правой вертикальной плоскости швов 7, 8, одними входами схемсовпадения 18, 19 и входами счетчиков 20, 21 числа оборотов трубы 9.Счетчики 20, 21 соединены с другимивходами схем совпадения 18, 19, Выходы счетчиков 20, 21 соединены совходами пуска блоков 22, 23 управления циклами работы головок 1, 2. фВыходы окончания цикла сваркиблоков 22, 23 через схему совпадения24 соединены с входом "Стоп" блока25 управления механизмом 26 вращения трубы 9. Выходы датчиков 27, 28 65 касания горизонтальной плоскостисоединены с блоками 29, 30 управле-ния механизмами 5, 6 вертикальнойкорректировки, блоками 14, 15 черезсхему ИЛИ со входом "Пуск" блока 25управления механизмом 26 вращениятрубы 9.Выходы датчиков 32, 33 нахлеста34 соединены со счетчиками 20, 21числа оборотов трубы 9.Предварительно сварочные головки1, 2 занимают положение справа ивверху от соответствующих швов 7, 8.Установка работает следующим образом. Сигнал "Пуск установки" подаетсяна входы блоков 29, 30 управления механизмами 5, 6 вертикальной корректировки сварочных головок 1, 2, При этом сварочные головки опускаются вниз до срабатывания датчиков 27, 28. Датчики 27, 28, срабатывая, выдают команды на блоки 14, 15 управления механизмами 3, 4 горизонтальной корректировки. И от обоих датчиков 27 и 28 через схему ИЛИ 31 на блок управления 25 поступает команда "Пуск". При этом команды от датчиков 27, 28 соответствуют перемещению сварочныхголовок 1, 2 влево к разделкам швов7, 8. Датчики 27, 28 постоянно следят за горизонтальной плоскостью поверхностью трубы, осуществляя посредством механизмов 5, 6 вертикальную корректировку головок 1, 2.При попадании головок 1, 2 (ихэлектродов) в разделку швов 7, 8срабатывают датчики 10, 11, и черезустройства 12, 13 сигналы попадаютна один из входов элементов совпадения 18, 19. Если в процессе движения вдоль трубы к разделке датчикам 10 или 11 встречается препятствие (трещина, заусенец), то команда навключение сигнала сварки не выдается,так как эта команда формируется через выдержку времени устройств 12, 13. Выдержка времени выбирается достаточной для того, чтобы датчики 10, 11 не выдали ошибочной команды о нахождении разделки шва. При нахождении разделки шва (его левойвертикальной плоскости) и подтверждении этой команды через выдержку времени устройств 12 и 13 с выходов этих устройств снимается команда на блоки 14, 15 о прекращении принудительного движения влево. Такая же команда выдается,если датчики 10, 11 встретили любое препятствие при движении влево, Эта команда снимается, если препятствие исчезло за время, меньшее времени выдержки устройств 12, 13, а также на включение в работу датчиков 16, 17. При этом датчики 10, 11 и 16, 17 через блоки14, 15 управляют механизмами 3, 4 в режиме слежения за направлением швов 7, 8.Головки 1, 2 снабжены своими датчиками 32, 33 нахлеста 34, так как линия нахлеста 34 может не совпадать на каждой из обечаек трубы 9.Нахлест 34 служит началом пуска цикла сварки и концом этого цикла,Команды от датчиков 32, 33 поступают на счетчики импульсов 20, 21,на счетчиках 20, 21 предварительноустанавливается количество проходовсварки, т.е. количество срабатываний датчиков 32, 33.При этом на вторые входы схем совпадения 18, 19 поступают сигналыпуска от счетчиков 20, 21На выходесхем 18, 19 в случае нахождения разделок швов 7, 8 и своих нахлестов34 формируется команда на включениеблоков 22, 23, управляющих цикламиработы сварочных головок 1, 2. Каждая головка сваривает свой шов в автоматическом режиме с коррекциейкак по горизонтали, так и по вертикали самих головок относительно своихшвов.После сварки необходимого числа проходов датчики 32, 33 через счетчики 20, 21 схем 18, 19 выдают наблоки 22, 23 команды на конец цикласварки. После обработки конца цикласварки блоки 22, 23 через схему совпадения 24 выдают команду на остановку механизмов вращения трубы.Одновременно с этим выдается команда на подъем сварочных головок1-2 и их отвод в правое исходное положение (связи, осуществляющие цикл отвода головок в исходное положение, на чертеже не показаны).Установка позволяет значительно сократить время на различные нала дочные и установочные операции. В установке может быть применено несколько (до 8) сварочных головок, которые обслуживаются минимальным числом операторов-сварщиков (1-2). При этом исключаются ошибки в поиске разделок швов и в слежении за самой разделкой.Проведенные в реальных условияхиспытания: установки показали ее высокую надежность и эффективность. Формула изобретения1.установка для автоматическогоуправления дуговой сваркой кольцевыхшвов многослойных труб, содержащаясварочные головки с блоками управления циклом работы, механизмы горизонтальной и вертикальной корректировки положения сварочных головок (0 с блоками управления этими механизмами, датчики нахлеста, датчики касания горизонтальной и вертикальнойплоскостей, а также привод вращениятрубы с блоком управления, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения производительностипроцесса сварки за счет уменьшениязатрат времени на подготовительныеи установочные операции и исключенияошибок при поиске шва, в нее введе ны схемы совпадения, элементы выдержки времени и устройство счетачисла оборотов трубы, через этоустройство выходы датчиков нахлестасоединены с входами одних схем совпадения, черездругие схемысовпадениясоединены выходы датчиков касанияодной вертикальной плоскости и выходы датчиков нахлеста с выходами блоков управления. циклом работы каждой 30 сварочной головки, причем выходыдатчиков касания другой вертикальнойплоскости соединены с входами однихсхем совпадения через элементы выдержки времени, а выходы датчиков 35 касания горизонтальной плоскости соединены с входами блока управленияприводом вращения трубы и входамиблоков управления механизмами горизонтальной и вертикальной корректи ровки положения сварочных головок.2. Установка по п. 1, о т л и ;ч а ю щ а я с я тем, что выходыэлементов выдержки .времени дополнительно соединены с входами блоковуправления механизмами горизонтальной корректировки положейия сварочных головок и входами датчиков касания другой вертикальной плоскости.Источники информации,50 принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 414992,кл. 228-102, 20.03.79. 2. Авторское свидетельство СССР М 559778, кл, В 23 К 9/10, 04.06.75 55 (прототип).оставител ехред И.Г Е. Рошко актор Л. Утехин 1153арственноэобретенива, Ж,каэ 310/2 ал ППП нт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тир НИИПИ Гос по делам 13035, ИоПодписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4/