Комбинированный датчик для сварки

35 412340Изобретение относится к автоматизированному сварочному производствун может быть использовано в роботахдля дуговой сварки и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. Ф 1094692.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сварочного оборудования и повышение точности .измерений, 10Иа фиг. 1 изображена схема комбинированного датчика для сварки;на фиг, 2 - графики изменения приращений напряжения дуги О при .от 3клонении дуги в одну и другую сторону 15при линейном изменении тока возбудителя,Датчик содержит генератор импульсов 1, соединенный через .переключатель 2 с первым 3 и вторым 4 генераторами пилообразного тока, выходыкоторых соединены с блоком 5 колебания дуги поперек стыка, создающегомагнитное поле в зоне дуги 6.Выводная клемма нагрузки (дуговой 25промежуток) соединена с первым вхо- .дом первого нелинейного элемента 7,второй вход которого соединен с источником первого заданного напряжения дуги О . Выход элемента 7 через 50первый формирователь импульсов 8 соединен с первым входом первого ключа9, второй вход которого соединен свходом первого генератора 3, а выходс управляющим входом первого запоминающего устройства 10, информационный вход которого связан с выходомпервого генератора 3.Выводная клемма нагрузки связанатакже с первым входом второго нелинейного элемента 11, второй вход которого соединен с источником второгозаданного напряжения дуги О2Выход нелинейного элемента 11 через второй формирователь импульсов12 соединен с первым .входом второгоключа 13, второй вход которого соединен с входом второго генератора 4,а выход - с управляющим входом второго запоминающего устройства 14,Выходы запоминающих устройства 1450н .10 через первый 15 и второй 16 нормирующие усилители соединены с входами первого устройства сравнения17 и устройства суммирования 18. Выход устройства суммирования 18 соединен с первым входом второго устройства сравнения 19, второй вход которого связан с источником напряжения 99Ч., пропорционального заданной шйрине сварочной ванны.Выводная клемма нагрузки связана также через вход третьего нелинейного элемента 20, третий формирователь импульсов 21 и первый вход ключа 22 с с управляющим входом третьего запоминающего устройства 23 и через первый вход четвертого нелинейного элемента 24, четвертый формирователь импульсов 25 и первый вход четвертого ключа 26 - с управляющим входом четвертого запоминающего устройства 27, вторые входы элементов 20 и 24 связаны с источником третьего заданного напряжения дуги, вторые входы ключей 22 и 26 связаны соответственно с входами генераторов 3 и 4,информационные входы устройств 23 и 27 связаны соответственно с выходами генераторов 3 и 4, а их выходы через третий 28 и четвертый 29 нормирующие усилители связаны с входами третьего устройства сравнения 30, выходкоторого связан с третьим входом устройства 17 и через выпрямитель 31 - с третьим входом устройства 19.Комбинированный датчик для сварки. работает следующим образом.Генератор импульсов 1 вырабатывает парные прямоугольные импульсы заданной частоты и длительности, сдвинутые по времени относительно друг друга. Эти импульсы через переключатель 2 поступают на входы первого 3 и второго 4 генераторов пилообразного тока различной полярности, протекающего через обмотку возбуждения блока 5 колебаний дуги поперек стыка. Токи создают поперечное магнитное лоле в зоне горения. дуги 6, под действием которого. дуга отклоняется в одну и другую сторону от стыка. Направление отклонения определяется знаком тока в обмотке возбуждения блока 5. Характер изменения напряжения дуги определяется шириной сварочной ванны, положением дуги относительно стыка и отклонением оси электрода от нормали к поверхности. При отклонении дуги под действием магнитного поля и достижении напряжением .цуги заданных значений О и91 0 , установленных соответственно на линейных элементах 7 и 11, формирователи импульсов 8 и 12 формируют сигналы, поступающие соответственно на первые входы ключей 9 и 13,1234099 Однако только на выходе ключа 9; при наличии импульсов на его первом и втором входах, формируется сигнал управления, поступающий на управляющий вход первого запоминающего устройства 10, на информационный вход которого постулает сигнал, пропорциональный току генератора 3.Таким образом, при отклонении дуги в одну сторону на выходе устрой О ства 10 будет напряжение, пропорциональное току .1 генератора 3, т,е. в момент достижения напряжения дуги значения 1 Я .При отклонении дуги1в дРугую сторону, аналогично описанному, С помощью второго формирователя импульсов 12 и второго ключа 13 на выходе второго запоминающего устрой-, ства 14 получается напряжение, про.порциональное току 1. генератора 4 вг 20 момент достижения напряжением дуги значения 11 ,. С устройства 10 напряжение постуйает на первый нормирующий усилитель 5, с выхода устройства 14- на второй нормирующий усилитель 16ф 25 коэффициенты передачи которых М, и Иг устанавливаются таким образом, чтобы уравнять сигналы на их выходах при расположении горелки надстыком.С выходов усилителей 15 и 16 напряжение поступает на входы первого устройства сравнения 17 и суммирую-, щего устройства 18, При расположении оси электрода по нормали к поверхности сигнал на выходе первого устройства сравнения 17 Г = 1( - К 1, будетз 5 ранен нулю, если горелка расположена над стыком.При смещении горелки со стыка происходит изменение величины токов г, и 1 и1 О. Если ширина ванны соответствует заданной, то напряжение на выходе устройства 18 - 0 = К у + К 1 будетз 11 2 ф 2 .равно заданному напряжению О ио сигнал на выходе второго устройства сравнения 19 - с = О - 1. будетв еравен нулю. При изменении ширины ванны будут меняться токи д ии Е,0.гПри совпадении оси электрода с нормалью характер изменения приращения напряжения дуги при действии магнитного поля различных знаков и отклонении горелки.от стыка имеет вид фиг.2 а (кривые условно совмещены во времени), где участок до точки А соответствует нахождению анодного пятна вблизи центра ванны. При отклонении оси электрода Отнормали к поверхности характер изменения кривых соответствует фиг.2 б,где кривая Б соответствует отклонению дуги в сторону поднятой, а кривая В - в сторону опущенной частиповерхности,Такое изменение характера кривых,вызывает появление на выходе устройства 17 ложного сгнала ь Е , подстдействием которого горелка смещаетсяв сторону от стыка.Аналогично происходит появлениеложного сигнала аЕ на выходе устройства 19.Изменение положения оси электродаотносительно поверхности и компенсации ложных сигналов устройств 17 и19 производится следующим образам.При отклонении дуги и достижениинапряжением дуги третьего заданногозначения О , установленного иа нели-.Энейных элементах 20 и 24, формирователи импульсов 2 1 и 25 формируют сигналы, поступающие соответственно напервые входы ключей 22 и 26. Однакотолько на выходе ключа 22 приналичии импульсов на его первом и второмвходах формируется сигнал управления,поступающий на управляющий вход третьего запоминающего устройства 23,на информационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный токугенератора 3. Таким образом, толькопри отклонении дуги в одну сторону навыходе устройства 23 будет напряжение, пропорциональное току.х генезратора 3 в момент достижения напряжением дуги значения О"з40При отклонении дуги в другую сто- .рону, аналогично описанному, с помощью четвертого формирователя импульсов 25 и четвертого ключа 26 на выхо"де четвертого запоминающего устройст 45ва 27 .получается напряженке, пропорциональное токугенератора 4 в мо 4Фмент достижения напряжением дуги значения 0С выхода устройства 23 напряжениепоступает на третий нормирующий уси 50 литель 28, с выхода устройства 27 -на четвертый нормирующий усилитель29, коэффициенты передачи которыхи К устанавливаются таким образом,чтобы уравнять сигналы на их выходах55при расположении оси электрода понормали к поверхности.С выходов усилителей 28 и 29 наппряжение поступаетна входытретьегоустройства сравнения 30. При расположении оси электрода по нормали к поверхности напряжение на выходе устройства ЗО= К, , К ; = О.При отклонении от нормали Е0 сигнал с .выхода устройства 30 поступает на третий вход устройства 17 и компенсирует сигнал А , вызванный отклонением оси электрода от норма- . 1 О .ли. Одновременно через выпрямитель 31. сигнал поступает на третий вход устройства 19 и компенсирует сигнал ЬЕТаким образом, применение предлагаемого устройства позволяет измерять положение электрода относительно нормали к поверхности и, кроме того, повысить в 1,5-2 раза точность измерения положения горелки относительно стыка и ширины ванны.1234099 а,г Составитель В.ТкаченкТехред О.Сонко ректор А.Ферен едактор М.Бандура каэ 2934/14 пис Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная,Тираа 1001 ВНИИПИ Государствен по делам изобретен 113035, Москва, Жого комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/5