Способ определения вылета электрода и устройство для его осуществления

(1 - е ),Е -11 э1а В ВМШ +Кв КО Кв Кц Ьгде ТКв ц Е - Бэвава К +К +К(1-е м 1 ц Кв 50 +цКвф. Кв+Кц 1 Кв55 чимм э Т Кв+К для С = О 3 149694соединен с первым входом элементаИ 11 и непосредственно - с вторымвходом элемента И, Выход элементаИ 11 соединен с вторым входом эле 5мента ИЛИ 8, выход которого связанс управляющим входом первого ключа5, Выход ключа 5 соединен с сигнальным входом пикового детектора 12.Выход элемента ИЛИ 8 соединен такжечерез последовательно включенныетретий инвертор 13 и третий формирователь импульсов 14 с управляющимвходом устройства 15 выборки-хранения, выход формирователя 14 черезчетвертый формирователь 16 импульсов - с входом гашения пикового детектора 12, выход которого связан ссигнальным входом устройства 15 выборки-хранения. Выход устройства 15 20соединен с первым входом устройствасравнения 17, второй вход которогосоединен с выходом источника 18 опорного напряжения,Устройство для определения вылета 35электрода работает следующим образом.(фиг,1,2),Напряжение Бм (фиг,2 а) с мундштука сварочной горелки подается на первый вход компаратора 1, на второй 30вход которого подано заданное напряжение Уд с источника 2 задающегонапряжения, На выходе компаратораобразуются импульсы (фиг,2 в), из которых формируются управляющие сигналы. Одновременно с этим напряжениеП, поступает на вход диАференциатора3, напряжение с выхода которого(фиг,2 б) через диод 4 поступает насигнальный вход ключа 5, Напряжение 40с выхода компаратора 1 через первыйинвертор 6 и первый формирователь 7импульсов поступает на первый входэлемента ИЛИ 8,Одновременно с этим сигнал с выхода компаратора 1 через второй формирователь 9 импульсов и второй инвертор 10 поступает на первый вход элемента И 11, на второй вход которогоподан сигнал с выхода компаратора,В итоге на выходе элемента И Формируется сигнал 0 (фиг.2 и), задержанный на время, соответствующее длительности импульса на выходе второгоформирователя импульсов 9 (Аиг.2 е)относительно сигнала компаратора(фиг,2 в). С выхода элемента 11 сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, на выходе которого Аорми 5 4руется импульс 08 (фиг.2 к) с началом и окончанием, задержанным относительно начала импульса П компаратора (фиг.2 в). Этот импульс подается на управляющий вход ключа 5, разрешая прохождение сигнала с дифференциатора 3 через диод 4 и ключ 5 на сигнальный вход пикового детектора 12, В результате на вход пикового детектора поступают с дифференциатора только положительные импульсы, соответствующие началу короткого замыкания дугового промежутка, и в пиковом детекторе 12 будут записаны максимальные значения производной от напряжения дуги 0 , соответствующие началу короткого замыкания. Этот сигнал пропорционален вылету электрода, что следует из следующих соотношений. Для ЭДС источника сварочного тока справедливо соотношение (фиг3),Е = Б + Ц + 1 (К + К )+Ь11 свст э се в о При использовании стабилизированного источника сварочного тока Е = сопят. Напряжение на столбе дуги У меняется пропорционально скорости подачи электрода и к моменту начала короткого замыкания становится равным нулю. Во время короткого замыкания происходит быстрое нарастание тока сварки за счет того, что мгновенно становится 0 = О, Поэтому для тока во время короткого замыкания можно записать Напряжения на мундштуке для этогоже периода Й 0 м Для производной -- = Б полу- м Ь С учетом Т = - -+ -8 4Так как Ь сопят.; Бэ сопят, то значение производной от напряжения на мундштуке оказывается пропорционально сопротивлению вылета электрода КЕ, которое определяется величиной вылета электрода 1 е. Таким образом, в пиковом детекторе получим сигнал, пропорциональный О ,к в момент начала короткого замыкания.Сигнал с выхода элемента ИЛИ 8 через третий инвертор 13 и третий формирователь 14 импульсов (фиг.2 л) поступает на управляющий вход устройства 15 выборки-хранения, обеспечивая запись в него сигнала с пикового детектора 12. В результате на выходе устройства 15 появится сигнал Б , определяемый длиной вылета электрода 1 п. После окончания сигнала записи на выходе четвертого формирователя 16 импульсов формируется сигнал стирания (фиг,2 м) пикового детектора. Этим сигналом пиковый детектор 12 готовится к записи следующего импульса П,к ак,С выхода устройства 15 сигнал поступает .на первый вход устройства сравнения 17, на второй вход которо-. го с блока 18 задания опорного напряжения поступает опорное напряжение, пропорциональное заданной длине вылета электрода 1,В итоге на выходе устройства сравнения 16 будет сигнале ва е фпропорциональный ошибке в длине вылета электрода. Этот сигнал имеет знак, соответствующий знаку ошибки, пропорциональную величине ошибки в длине вылета электрода.1Например, при использовании известного способа при частоте коротких замыканий 10 Гц, длительности 0,1 Т и 1 Э = 31, учитывая толькоСвкпервую гармонику, получим амплитуду пульсаций выходного сигнала - 37 от среднего значения, Для подавления этой пульсации до уровня 17 нужен фильтр первого порядка с постоянной зовании такого фильтра частота среза системы стабнлизации вылета электро 1 1 О да должна быть около ч ч1в 10 -- и быстродействие (времяспереходного процесса) не может быть .15 . 37вьппе Т -р 1 с.Р ь 7ФВ предлагаемом способе ввиду исключения необходимости примененияфильтра низких частот при частоте 20 10 Гц максимальное запаздывание визменении сигнала будет равно Й С1= Т = = 0 1 с и быстродействиеЭсистемы стабилизации вылета электро да будет определяться только приводом, на вход которого поступает сигнал с выхода устройства определениявыпета электрода,Таким образом, способ определениявылета электрода позволяет измеритьдлину вылета за время единичногоакта короткого замыкания и получитьна выходе сигнал с низким уровнемпульсаций, за счет чего существенноповышается быстродействие и увеличивается точность систем стабилизациидлины вылета электрода .формула из обр етения401. Способ определения вьлета электрода, при котором измеряют параметрсварочного процесса и по его значению судят о величине вылета электро да к о т л и ч а ю щ и Й с я темчто, с целью повьппения быстродействия и точности, подают положительный потенциал от сварочного источника на электрод, а в качестве измеряемого параметра берут максимальноеположительное значение производнойот напряжения на мундштуке сварочнойгорелки во время короткого замыканиядугового промежутка2. Устройство для определениявыпета электрода, содержащее мундштук сварочной горелки и блок задания, соединенный с входом устройствасравнения, о т л и ч а ю щ е е с я1496945 Дие. 7 тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введеныкомпаратор, источник заданного напряжения, дифференциатор, диод, ключ,три инвертора, четыре формирователяимпульсов, элемент ИЛИ, элемент И,пиковый детектор и устройство выборки-хранения, при этом первыйвход компаратора соединен с мундшту"ком сварочной горелки и через последовательно соединенные дифференциатор и диод - с сигнальным входомключа, второй его вход соединен систочником заданного напряжения, а 15выход через последовательно соединенные первый инвертор и первый формирователь импульсов соединен с пер-вым входом элемента ИЛИ, а также через последовательно включенные второй формирователь импульсов и второйинвертор соединен с первым входомэлемента И, второй вход которогос выходом компаратора соединен непосредственно, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ,выход которого соединен с управляющим входом ключа и через третий инвертор и третий формирователь импульсов - с управляющим входом устройства выборки-хранения, которыйчерез четвертый формирователь импульсов соединен с входом гашенияпикового детектора, информационныйвход которого соединен с выходомключа, а выход - с сигнальным входом устройства выборки-хранения,выход которого подключен к второмувходу устройства сравнения.149 б 945 М.По едактор М Корр ек н По и ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 СоставитеТехред Л,О з 4375/16 Тираж 89 НИИПИ Государственного хамите 113035, Москва