Способ определения вылета плавящегося электрода и устройство для его осуществления

ф СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК и 4 В 23 К 9/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кретные чение которого измеряют в димоменты времени н период отскоротких замыканий. Величинуэлектрода определяют по неличтока сварки в предпоследнемнии перед коротким замыканиеного промежутка.При этом на рты измерения не влияют пульска сварки. Так как измерениянодятся при минимальной длинисключается влияние длины дурезультаты измерения, Устройреализации способа содержитсварочной горелки, токосъемнройство сравнения и источникного сигнала, генератор, трикомпаратор, источник задающежения, триггер, нормирующийтри устройства выборки-хранетри формирователя и сумматор те таил вылета не ий измерем дугоезультаации топроизе дуги,79.СР 1983 и натне д В 152743 (54) СПОС ЩЕГОСЯ ЭЛРО ОСУЩЕ 7) Изоб ндщтук ЛЕТА ПЛАВЯ"ТВО ДЛЯ к,ЕГ (5 ключа го напряусилитель,строению ном произ повышение измерения раметра и 2 с.п,ы, 2 и(длина дуги равна нули) значение этой величины используе н качестве параметра, определяю го величину вылета электрода, т.е. расстояние от горелки до иэделия, При этом на результаты измерения не влияют пульсации тока сварки под действием изменения длины дуги и появления коротких замыканий.Осуществляется способ устройством для измерения выпета электрода, которое содержит (фиг.1) задающий генератор 1, выход которого связан с сигнальным входом первого ключа 2. Управляющий вход ключа 2 связан с выи тсяосится к снарочи может быть исчных работах и авто я и регулирования плавящимся электние от одстну в свар ре ому и о ще льэовано ере арк атах для ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельствоМф 797564, кл. В 23 К 9/1 О, 1Авторское свидетельство Скл. В 23 К 9/1 О,Б ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЬКТРОДА И УСТРОЙСТВЛЕНИЯетение относится к машиноиспользуется в сварочодстне. Цель изобретения быстродействия и точностиВ качестве измеряемого папользуют ток сварки, энавылета при св еродом.Цель изобретения - повышение быс родейстния и точности определения.На иг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - диаграю;а сигна лов в отдельных точках схемы.Способ заключается в том, что измерение тока сварки производится в момент времени, непосредственно предшествующий короткому замыканию 801504026 А 135 3 1504 г 12 холом тгомттпратора 3, холы которогт соедицецы с источником 4 талающего напряжения Н и с мундштуком свц -Аорочной горелки. Вьгход ключа 2 соединен со счетным входом триггера 5, Токосъемцлттт узел, выполненный в л- ле шунта 6, включен в цепь сварочного тока и соединен со входом цормирующего усилителя 7, выхол котпрого 10 связан с сигнальными входами устройств выборки-хранения 8 и 9, Упра- ляютяий вход устройства выборки- хранения 8 через формирователь 10 импульсов связан с инверсным вьгходом 15 триггера 5, а управляющий вход устройства 9 связан через формирователь 11 импульсов с прямым выходом триггера 5. Выходы устройстк выборки хранения 8 и 9 соответственно через 20 второй 12 и третий 13 ключи соединены со входами сумматора 14. Управляющий вход второго ключа 12 соединен с прямым выходом триггера , управляющиц вход третьего ключа 13 соединен с инверсным вьгходом триггера 5. Выход сумматора 14 соединен с сигнальным входом устройства выборки-хранения 15 управляющий вход которого связан с выходом коммутатора, 30 3 через формирователь 16 импульсов. Выход устройства 15 связан с входом устройства 17 сравнения, второй вход которого связан с выходом источника 18 опорного сигнала.Устройство для измерения вылета электрода работает следующим образом. (фиг,1 и 2)Эадающий генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 40 Г " 10-100 кГц (фиг.2 г), которые поступают на сигнальный вход первого ключа 2. На управляющий вход первого ключа 2 подается сигнал с выхода компаратора 3 (фиг.2 в), входы которого соединены с источником 4 задающего напряжения дуги Б и мундштуком сварочной горелки, с которого поступает напряжение дуги Б (фиг,2 а). Когда напряжение дуги больше заданного напряжения Н,т,тт ключ 2 пропускает импульсы с генератора 1 на счетный вход триггера 5. Когда Б с Н (фиг.2 а), импульсы на вход триггера 5 не поступают. 55Сигнал, пропорциональный току сварки 1 (фиг.2 б), с шунта 6 поступает на вход нормирующего усилителя 7, и далее - на сигнальные т плы у;р йт тгт ттлтт тутти - храцсцпя 89, Спг нгьт ц,т иттттг рс нолт выходе трцг. ггрл 5 показан ца фттг.2 л, ца прямом ыхоле - ца фиг,2 е. Сигналы таписи, т 1 остутаютттте ца устройство 8, показаны ца фиг.2 ж, сигцалы, посту - пгтютптте ца устройство 9 - на фиг,2 з. тцачеция тока сварки, записанные в устропства 8 и 9, отмечены ца фиг,2 б. В результа ге в устройствах выборкихраттеция 8 и 9 оказьптаются записаны значения тока саркимоментывремени, отстоящие друг от друга на период следования импульсов задающего генератора 1. Эти .значения тока сварки через ключи 12 и 13, управляющие входы которых соединены соответственно с прямьг и инверсным выходами триггера 5, поотередцо поступают на входы сумматора 14,На выходе сумматора 14 будут дискретные зцачения сигнала, пропорциональные току сварки в моменты записи поочередно в устройство выборки- хранения 8 и 9 (фиг.2 б). С выхода сумматора 14 сигнал поступает на сигнальный вход устройства выборки- хранения 15, управляющий вход которого через формирователь импульсов 16 соединен с выходом компаратора 3, На выходе формирователя 16 формируется импульс записи в момент начала короткого замыкания дугового промежутка (моменты . и тна фиг.2 и),.т,е, в момент, когда становится110, Этим импульсом В устройст во 15 записывается предпоследнееперед коротким замыканием значение тока сварки, записанное в устройствах 8 и 9, так как на ключ 12 поступает управляющий сигнал, разрешающий прохождение сигнала с устройства 8 на сумматор 14 в тот период, когда в устройство 9 осуществляется запись значения тока сварки, Аналогично построена работа ключа 13, кото рый пропускает на вход сумматора сигнал с выхода устройства 9 в тот пе" риод, когда производится запись значения тока сварки в устройство 8.В результате на вь-.:оде устройства 15 всегда будет сигнал пропорциональный току сварки в момент времени, предшествующий моменту последнего короткого замыкания.поскольку ЭЛС источника сварочного тока равна= Ос 1 Тогда Е - П1се К+Ке и Т = 31/(Д )с 30 е о се Е: ц+ 1+ 1 (К+ К +Ь 1 се ст се 41 6 сс где П - сумма приэлектродных паде -ний напряжения;- падение напряжения в столбедуги;К- внутреннее сопротивлениеисточника сварочного тока;К - сопротивление вылета электерода;Ь - индуктивность сварочнойцепи,то в момент времени, непосредственно предшествующий короткому замыканию, будет 1 = О. Поскольку в промежутки времени перед коротким замыканием ток сварки изменяется медленно;то Поскольку Пе при температуре, соответствующей температуре расплавленного металла, практически является величиной постоянной, а также постоянны для выбранного режима сварки Е и К, ток сварки в момент, предшествующий короткому замыканию, определяется сопротивлением вылета электрода Ке 1 которое зависит от длины вылета электрода. Измеренное значение тока сварки 1 в устройстсеве 17 сравнивается с заданным значением тока 1 поступающим с источника 18 опорного сигнала. Выходной сигнал устройства 17 имеет знак, определяемый знаком отклонения величины вылета электрода от заданного значения, и величину, определяемую величиной этого отклонения.. Например, при скорости подачи электрода, равной 7 100 мм/с, частоте задающего генератора, равной Г100 кГц, величине вылета электрода, равной 8 ь20 мм, максимальная разность между двумя значениями, записанными в устройство выборки-хранения 15, определяется той величиной электрода, которая подана за время Т = /Г= 1 О с,что составляет 61, = Ч Те =100 1 О = 10 мм. По отношению к 5алине вылета это составляет 5 10 7.1т.е. пульсации выходного сигналамалы и для их подавления не нуженфильтр. Быстродействие системы ста -билизации вылета электрода ограничивается только быстродеиствием самого привода. В то же время при использовании известного способа измеренияпри частоте коротких замыканий, равнойО Гц, длительности, равной 0,1 Ти 1 е= 31, учитывая только первуюгармонику, получим амплитуду пульсаций выходного сигнала, равную =3 Х отсреднего значения. Для подавления 20 этой пульсации до уровня 13 нуженфильтр первого порядка с постояннойвремени, равной Т, = 1/ц , где Уу 1- 1/3 Я= 1/3 2 т Г= 21 1/с. Прииспользовании такого фильтра частота 25 среза системы стабилизации вылетаэлектрода должна быть около Яс =- 1/2 И10 1/с и ее быстроде;яствие не может быть выше Таким образом, при использованииданного способа исключается влияниепульсаций тока сварки в моментыкоротких замыканий, поэтому нет необходимости введения фильтров дляих подавления, за счет чего повьппается быстродействие устройства дляизмерения. При этом измерение произ водится в момент достижения дугойминимальной длины, чем достигаетсяисключение влияния длины дуги нарезультаты измерения, тем самым повьппается точность измерения.4Формула изобретения Способ определения вылетаплавящегося электрода, при котором 50 измеряют ток сварки и по нему судято величине вылета, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и,точности, в качестве измеряемого параметра испольэу 55 ют мгновенное значение тока сварки,замеряемое периодически при отсутствии короткого эамыкания 1 и о величине вылета электрода судят по величине тока сварки в предпоследнем иэме 1504026рении перед коротким замыканием электрода.2Устройство для определения вылета плавящегося электрода, содержащее мундштук сварочной горелки, токосъемный узел, устройство сравнения и источник опорного сигнала, выход которого соединен с входом устройства сравнения, о т л и ч а ю - 10 щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены. эадающнй генератор, три ключа, компаратор, источник задающего напряжения, триггер, норми рующий усилитель, три устройства выборки-хранения, три формирователя импульсов и сумматор, при этом выход задакхцего генератора соединен с сигнальным входом первого ключа, уп О равлякщий вход которого соединен с выходом компаратора и через первый Формирователь импульсов - с управляющю входом первого устройства выборки хранения, сигнальный вход которого 25 соединен с выходом сумматора, а выход - с вторым входом устройства сравнения, выход первого ключадинен со счетным входом триггер,прямой выход которого подключен куправляющим входам второго ключа ичерез второй формирователь импульсов к управляющему входу второго устройства выборки-хранения, а инверсный выход триггера - к управляющимвходам третьего клича и через третийформирователь импульсов к управляющему входу третьего устройства выборкихранения, токосъемный узел подключенэлектрически через нормирующий усилитель к сигнальным входам второгои третьего устройств выборки-хранения а мундштук сварочной горелки -к первому входу компаратора, второйвход которого соединен с источникомзадающего напряжения, выход второгоустройства выборки-хранения соединенс сигнальным входом третьего клича,а выход третьего устройства выборкихранения - с сигнальным входом второго клича, кроме того, выходы второго и третьего ключей подсоединены квходам сумматора.1504026 ректор Т,Пал едекто рва 2/17 Тиран 89 с Подписное сударственного комитета по иэобретениям и открытиям 113035) Москва, Х, Раушская наб., д. 4/5 КНТ ССС иэводственно-нэдательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарин Заказ 519 ВНИИПИ Го оставитель В.Ткачеехред М.Дрык