Устройство для ориентации сварочной горелки

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(И) 605705 ВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лнительное т, санд 2) Заявлено 11,11.75 (21) 2присоединением заявки8 905 2/25-27Государственный камитеСовета Министров СССРпо делам изооретенийи открытий(53) УДК 621.791. .75,037(088.8) ата опубликования описан И. Красильщиков, Ю. М, Передрей, Р. Н. Фридман и Е. А. Андронов) УСГРОЙСГВО ЛАЯ ОРИЕНТА СВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИразде кои шва д.сварочной горелкза расположениярелки в разделкематическио довари окончание процИзвестны такжсварочной горелкичика, установленнс полостью исполдатчиком давленисоединено непосрлостью мембраннома и через обратдавления, а другдостык мембраннома и задатчиком Любые изменения величины зазора между датчиком и свариваемой поверхностью, в том числе и вызванные дефектами свариваемых поверхностей, обуславливают поперечные перемещения сварочной горелки и, как следствие, снижение качества шва. Из-за наличия только двух сопел-датчиков и связи их только с мембранным исполнительным механизмом слежения не обеспечивается автоматизация операции Поиск стыка, Жесткая связь сопел друг с Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для ориентации сварочной горелки при .дуговой сварке замкнутых швов листовых или профильных конструкций.Известны устройства для ориентации сварочной горелки, содержагцие сопла-датчики, закрепленные на сварочной горелке и управляющие мембранными исполнительными механизмами. Эти устройства обеспечивают сварку только угловых незамкнутых швов и не обеспечивают автоматическую установку сварочной горелки в исходное положение и окончание процесса.Известно устройство для направления электрода по стыку 21, содержащее держатель с щупом, копирный ролик, связанный с дер жателем щупа при помощи рычага, корректор и привод корректора сварочного мундштука, рычаг соединяющий копирный ролик с держателем щупа, установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости, подпружинен относительно держателя, а на свободном конце его установлен упор, взаимодействующий с выполненным на держателе щупа выключателем, при этом ширина копирного ролика больше ширины разделки. Это устройство пригодно лишь для сварки незамкнутых швов с 25 я автоматической установки и в исходное положение. Изщупа впереди сварочной гошва нельзя обеспечить автоку концов замкнутых швов есса сварки.е устройства для ориентации , содержащие два сопла-датые на горелке и соединенные нительного механизма и зая 3 . Одно сопло-датчик едственно с рабочей пого исполнительного механизный клапан - с задатчиком ое соединено с обратной пого исполнительного механиздавления первого сопла.вые упоры 16. На концах рычагов на осях 17 и 18 закреплены струйные датчики 19 и 207корпуса которых поджаты к рычагам соответственно в горизонтальной плоскости винтовыми пружинами 21 и 22, а в вертикальной плоскости пружинами 23 и 24, При этом корпусы датчиков закрывают отверстия, выполненные в рычагах 5 и 6. Таким образом, корпусы датчиков 19 и 20 и отверстия в рычагах 5 и 6 образуют датчик 25 типа сопло-заслонка. В непосредственной близости от датчиков 19 и 20 на рычагах 5 ц 6 закреплець опоры качения 26 и 27 рояльного типа. Радиус поворота роликов вокруг вертикальной оси 28 равц расстоянию от этой оси до оси датчика 19 (20), измеренному в направлении, перпендикулярном 5 продольной оси рычага 5 (6).Сварочная горелка 1 жестко соединена сползуном 29 привода слежения 30.Выходы датчиков 19 и 20 соединены совходами блока 31 пороговых элементов, а выход по крайней мере одного датчика соплозаслонка 25 соединен со входом блока 32 окончания процесса сварки и блоком 33 управация приводом слежения 34. Выходы блока 31 пороговых элементов соединен со входом блока 35 поиска стыка и входом блока 33. Выход 25 Олока ЗО соединен со входом привода 36установочных перемещений.Блок 31 пороговых элементов состоит издвух элементов ИЛИ-НЕ/ИЛИ 37 и 38, ца входы которых через регулируемые дросселц 39, 40, служащие для регулирования и рога срабатывания элементов, подключены датчи ки 19 и 21.Блок 35 поиска стыка состоит из двух элементов ИЛИ 41 и 42 и О ного элемента память 43. Вход а элемента 4 соединен с ин церсным выходом а элемента 37, а вход бэлемента 4 - с инверсным выходом а элемента 38. Выход элемента 41 соединен со входами а элементов 42 и 43. Вход б элемента 42 соединен с выходом элемента 43.Блок 33 управления приводом слежениясостоит из двух элементов НЕ/ИЛИ 44 и 45.Входы а элементов 44 и 45 соединены с выходами а элементов 37 и 38. Входы б элементов 44 и 45 соединены с выходами б элементов 38 и 37 соответственно. Входы в элементов 44 и 45 соединены с выходом датчика 25.Выходы элементов 44 и 45 соединены со входами привода 34 слежения.Блок окончания процесса сварки состоитиз инвертора 46, выполненного на элементе НЕ/ИЛИ, и элемента 47 задержки (например, реле времени). Выход инвертора 46 соединен со входами в элементов 44 и 45, а также со вхдом элемента 47. Вход инвертора 46 соединен с выходом датчика сопло-заслонка 25. Выход элемента 42 через переключатель 48 сое- динен со входами привода 36 установочных перемещений.Псред нача 1 ом работы производят насадку устройства, заключающуюся в следующем.Рукоятками 8 и 9 вращают шестерни 7, перед 1 игая тем самым рычаги 5 и 6 по круглой зубчатой рейке 3, и устанавливают в задандругом в процессе сварки вызывает превышение одной кромки свариваемого стыка наддругой, из-за чего схемы автоматики ложносрабатывают, сопла-датчики врезаются в телосвариваемой детали, что ведет к поломке механизма слежения и выходу из строя устройства в целом.Известно устройство для ориентации сварочной горелки 4 преимущественно при сваркзамкнутых швов, содержащее два струйныхдатчика, установленные на горелке и соединенные с приводом слежения через схему управления. Датчики закреплены на концах, поворотных в плоскости, перпендикулярной плоскости сварки рычагов с опорами качения, обеспечивающими перемещение датчиков в плоскости сварки вместе со сварочной горелкой в двухвзаимно герцецдикулярных направлениях, асхема управления выполнена в виде Олокапороговых элементов, блока поиска стыка, блока управления приводом слежения и блокаокончания процесса сварки, при этом выходыблока пороговых элементов соединены со входами блока управления приводом слеженияи блока поиска стыка.Зто устройство не обеспечивает сварку замкутых швов, так как прц замыкании швав конце сварки датчики врезаются в направлсч 1 ый металл начала шва и прерывают шов,С этой цег 1 ыо струйные датчи кц соеди цепыс поворотными рычагами шарнирно и могутповорачиваться относительно этих рычагов вплоскости, параллельной направлению сваркии перпендикулярной плоскости сварки. Корпусы струйных ди иков выполнены в видезаслонок, а в рыч;гах выполнены отверстия,образующие с заслонками датчики типа соплозаслонка, при этом выход по крайней мереодного датчика сопло-заслонка соединенвходом Олока управ,пи 51 приводом слеженияи с входом блока Оконцация процессаварки.Крохе того, опоры качения выполнены в видеро,иков рояльного типа с радиусом повороавокруг оси, перпендикулярной плоскости сварки, равцым расстоянию от этой оси до оси датчика, измеренному в направлении, перпендику лярном продольной оси рычага,На фцг, 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - Афиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б фиг, 2; нафиг. 4 - разрез В - В фиг. 2; на фиг. 5 -вид Г ца рцг. 3; на фиг. 6 - блок-схема управления; на фиг. 7 - принципиальная схема управления.На горелке 1 устройства жестко закрепленкронштейн 2. С ним жестко соединены круглая зубчатая рейка 3 и упорный стержень 4.На рейке подвижно посажены рычаги 5 и 6,в расточках которых размещены шестерни 7,находящиеся в зацеплении с рейкой. На концах валов этих шестерен закреплены рукоятки 8 и 9, фиксируемые винтами 10 и 11.Прорези 12 и 13 рычагов 5 и 6 охватываютупорный стержень 4, с которым взаимодействуют ползуш 1 14, поджатые пружинами 15. Спроти ноно,Ожцой этим ИО 11 зунам стороныстержня 4 расположены регулируемые винто вное поожец 1 е датчики 19 и 20 относительно сварочной горелки 1 в зависимости от размеров и формы разделки стыка 49 и производят фиксацию винтами 10 и 11.После установки свариваемого изделия на цозицио сварки сварочную горелкурасполагают так, чтобы рычаги 5 и 6 через опоры 26 и 27 опирались ца сварцваемое изделие,При включении схемы управления элемент 43 сигналом с устанавливается в исход- ное положение. Затем переключатель 48 ставится в положение вправо или влево в зависимости от того, по какую сторону от сварочной горелки 1 находится свариваемый стык 49.Поиск стыка 49 осуществляется при подаче команды Г 1. При этом выходной сигнал элемента 43 вклю ает элемент 42 по входу б. Привод Зб осуществляет перемещение сварочной горелки в сторону стыка 49, Когда датчик 9 (или 20) окажется цад стыком 49, на его выходе падает давление. При этом пороговый элемент 37 или 38 включается и выдает сигнал 1 цо выходу а, который включает элемент 4 По входу а (или б). Выходной сигнал элемента 41 переключает элемент 43 и включает элемент 42 по входу а. Таким образом, на входе блока 35 сохраняется сигнал на продолжение перемещения горелки 1 приводом Зб. При дальнейшем движении горелки 1,1 атчцк )9 (20) проходит стык 49 ц вновь оказывается цад свариваемым изделием. Давление ца его выходе повышается, что приводит к включению порогового элемента 37 или 38, на выходе а которого появляется сигнал О. Это приводит к выклоченцю элемента 41. На обоих входах элемента 42 будут сигналы О и привод Зб выключается, прекращая поиск стыка.В процессе поиска стыка при прохождении ролика 26 и 27 через стык датчик 19 (20) может при наличии разделки кромок резко опуститься и из-за этого поломаться. Во избежание этого центр вращения 26 (27) расположен на расстоянии от вертикальной оси 28 сго поворота, равном расстоянию от этой оси до сн и датчика 19 (20), измеренному в направлении, перпендикулярном продольной осц рычага 5 (6). Гри этом, когда в процессе поиска стыка ролики 26 и 27 повернуты на 90 по сравнению с положением, изображенным ца чертежах, ролик 26 (27) проходит над стыком одновременно с датчиком .) (20), благодаря чему при провале и выходе )эол 1 ка 26 (27) из разделения стыка датч к 19 (20) соцсршает те ке движения, не врезаясь в сваривасое ИЗДЕЛИЕ. ПЕрЕКЛЮЧатЕ Ь 48 СтаВят В СрЕ цап по,1 с 5 с и 1 и е и включают схему 33 с; е)к е ц 151 по стыку. Одновременно перемен;.1 ст гсрслк вдоль стыка, подают сварочную проволоку, защитный газ цли флюс и сварочный ток.В процессе сварки, если горелка 1 находится в требуемом положении относительно стыка 49, оба датчика 19 ц 20 расположены цад поверхностью свариваемой детали. Пороговые элементы 37 ц 38 всгочец 1, с выходов б элементов 37 и 38 сиалыПодакггс 5 ца входы б элементов 45 и 44 блока 33. На выходах элементов 44 и 45 появляются сигналы О и привод 34 выключается.Отверстия датчика сопло-заслонка в нормальном гюложении закрыты. Следовательно, 5 ца выходах инвертора 46 появляется сигналО и запрет с входов в элементов 44 и 45 снимается. На вход элемента 47 подается сигнал О и команда стоп не выдается.При отклонении горелки 1, например, влево давление на выходе датчика 20 падает, привод 34 дает команду на перемещение горелки 1 вправо.Пороговый элемент 38 включается и на еговыходе появляется сигнал 1, а на выходе б сипал О. На вход элемента 45 подается сигнал 1 следовательно, на его выходе появляется сигнал О. Так как датчик 19 остается включенным, то на всех входах элемента 44 будут сигналы О, так как датчик 19 остается включенным, то ца всех входах элемента 44 будут сигналы О, а на его выходе появится сигнал , включающий привод 34 на перемещение горелки 1 вправо.1 орелка перемещается до тех пор, покаца выходе датчика не повысится давление до :йданного уровня. Г 1 рц этом пороговой эле- .2 мент 38 включается, ца его выходе б появляется сигнал 1, блокирующий элемент 44, и перемещение горелки прекращается.Отклонение горелки вправо от стыка вызываст срабатывание датчика 19. Отработка сигцс 1 с на приводе 34 слежения происходит е 1 на логично описанному выше.При подходе горелки 1 к концу стыка, т. с.к началу шва, датчик 19 или 20 упирается в наплавленный металл и при дальнейнем перемещении горелки вдоль свариваемого ц 1 ва з 5 поворачивается во 1 сру 1 осц 17 (18), сжимаяпружину 23 (24), и, сообщая отверсте 25 датчика сопло-заслонка с атмосферой. Давление на выходе датчика падает, и на выходе инвертора 46 появляется сигнал 1, который 40по входам в блокирует элементы 44 ц 45, выклочая привод 34 слежения. Дальнейшее перемещение горелкиосуществляется при включенном приводе 34 слежения. Одновременно сигнал инвертора включает задержку 47, последний через время, необходимое для замыкания шва, выдает сигнал Стоп на прекращение процесса сварки и выключс 1 ше установк 1Г 1 осле перемещения горелки в сторону 1,сваренного шва датчики 19 и 20 под действием пружин 23 и 24 возвращаются в исходное положение, закрывая отверстия в датчике соп ло-заслонка. В продолжении всего процессасварки ролики 26 и 27 катятся по свариваемой дстали ц прижимаются к ней за счет собствеццсгс веса и веса рычагов 5 и 6, а также за счет усилий пружин 15. Если стык 4 сЭ собран под сварку с превышением одной кромки над другой, то рычаги 5 и б, поворачиваясь. вокруг рейки 3, компенсируют это превышение, что позволяет сохранить постоянной величину зазора между датчиками и поверхностью свариО5 аемои детали, т. е. исключить вредное влияние 60 црев,щения кромок друг над другом на про605705 Формула изобретения 25 27 26 4 цесс слежения по стыку. Регулировочные винты 16 ограничивают поворот рычагов 5 и 6 вокруг рейки 3 в случае прекращения контакта роликов 26 и 27 с поверхностью свариваемой детали, т. е. в нерабочем положении.5 1. Устройство для ориентации сварочной горелки, преимущественно при сварке замкнутых швов, содержащее два струйных датчика, установленные на горелке и соединенные с приводом слежения через схему управления, датчики закреплены на концах поворотных в плоскости, перпендикулярной плоскости сварки, рычагов с опорами качения, обеспечивающими перемещение датчиков в плоскости сварки вместе со сварочной горелкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а схема управления выполнена в виде блока пороговых элементов, блока поиска стыка, блока управления приводом слежения и блока окончания процесса сварки, при этом выходы блока пороговых элементов соединены со входами блока управления приводом слежения и блока поиска, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества сварки путем автоматизации установки сварочной горелки в исходное положение и окончания процесса сварки, струйные датчики соединены с поворотными рычагами поворота относительноэтих рыча ов в плоскости, параллельной направлению сварки и перпендикулярной направлению сварки и перпендикулярной плоскости сварки, корпусы струйных датчиков выполнены ввиде заслонок, а в рычагах выполнены отверстия, образующие с заслонками датчики типасопло-заслонка, при этом выход по крайнеймере одного датчика сопло-заслонка соединен с входом блока управления приводом слежения и входом блока окончания процессасварки.2, Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью повышения надежности работыустройства в процессе поиска стыка, опорыкачения выполнены в виде роликов рояльноготипа с радиусом поворота вокруг оси перпендикулярно от этой оси до оси датчика, измеренному в направлении, перпендикулярном продольной оси рычага.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство228194,кл. В 23 К 9/10, 1965.2, Авторское свидетельство418296,кл. В 23 К 9/10, 1971,3. Авторское свидетельство371041,кл, В 23 К 9/10, 1970.4. Заявка2141177/27, кл. В 23 К 9/1 О,975, по которой есть решение о выдаче авторского свидетельства.оксич НИИ енн ого комитета Совета и изобретений и отк а, Ж, Раушская н атент, г. Уж го род, ул дактор Н. Виркоказ 2245/1 О ПИ Государст по дел 13035, Мос илиал ПГ 1 ПСоставитель Г. Тютч Техред О. ЛуговаяТираж 1263 ова Корректо Поднисно Министров СССытийб., д. 4/5Проектная, 4