Устройство для направления электрода по стыку свариваемых деталей

Союз СоветснихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУяо делам изобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ПО СТЫКУ СВАРИВАЕМЫХ ДЕТАЖЙИзобретение относится к автомати"зации сварочных процессов, в частности к устройствам для направленияэлектрода по стыку.Широко известны устройства, следящие за стыком свариваемых деталейсодержащие последовательно соединенные датчик стыка, детектор стыка,узел сравнения, а также орган задания положения центра сканированияприемника датчика стыка, блок управления приводом и привод коррекцииположения сварочной горелки относительно стыка 1 и 23 ,. Однако известные устройства, несмотря на наличие у некоторых из нихсхем повышения помехоустойчивости,не позволяют радикально ограничитьвлияние дефектов поверхности свариваемого материала на качество отслеживания места сварного соединения,Известно устройство для направления электрода по стыку свариваемыхдеталей, содержащее датчик стыка,элемент сравнения, ко входам которого подключены детектор стыка и элемент задания положения центра сканирования датчика стыка, и привод коррекции положения электрода относительно стыка с блоком его управления,причем последний подключен к выходуэлемента сравнения З.Однако неподвижная диафрагма, ог.раничивающая поле зрения датчика,малоэффективна при значительных разбросах радиуса кривизны стыка и скорости сварки. При большой кривизне линиистыка и значительной величине скорости сварки возможно, что стык вы15падет из поля зрения датчика, С другой стороны, для швов, близких кпрямолинейнью, необходимо узкое отверстие-сектор в неподвижной диафрагме,Только в этом случае использование 20ее целесообразно.Цель изобретения - повышение точ"ности направления электродапо стыкусвариваемых деталей путем ограничения88 зоны ожидаемого местоположения стыка,Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее датчикстыка, элемент сравнения, ко входамкоторого подключены детектор стыкаи элемент задания положения центрасканирования датчика стика, и приводкоррекции положения электрода относительно стыка с блоком его управленияпричем последний подключен к выходуэлемента сравнения, введены ключ,датчик скорости сварки, квадратор,элемент умножения, элемент заданиякоэффициента и нуль-орган, причемключ включен между датчиком стыка идетектором стыка, выход элементасравнения подключен ко входу нульоргана, к другому входу которого подключены последовательно соединенныедатчик скорости сварки, квадратори элемент умножения, а выход нуль.органа подключен к другому входу,.ключа, при этом ко второму входу элемента умножения подключен элемент задания коэффициента.На фиг. 1 приведена функциональнаясхема устройства для направленияэлектрода по стьпсу; на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходах элементовустройства; на фиг 3 - схема дляопределения ухода стыка за полупериодсканирования, позволяющая обосноватьвыбор параметра величины зоны нечувствительности устройства,Устройство (фиг, Ц для направления электрода по стыку содержит датчик 1 стыка, автоматический ключ 2,детектор 3 стыка, элемент 4 сравнения,элемент 5 задания положения центрасканирования, блок 6 управления приводом и привод 7 коррекции положенияэлектрода относительно стыка, а также датчик 8 скорости сварки, квадратор 9, элемент 1 0 умножения, элемент 11задания коэффициента и нуль-орган 12,Устройство работает следующим образом,Приемник датчика 1 стыка сканируетщперек стыка, Параметры режимом сканирования определяют соответствующиеблоки управления, При нахождении приемника датчика 1 стыка в одном из крайних положений генератор контрольных импульсов, являющийся составньж элементом датчика 1 стыка, выдает контрольные импульсы 011,которые е помощьюпостоянной синхронизирующей связи,минующей ключ 2, устанавливают де 0647 4тектор 3 стыка в исходное состояние,Если приемник датчика 1 находится вкрайнем слева по ходу движения электрода положении, условно принятом заначальное, то на выходе детектора 3стыка присутствует нулевой потенциалОщс, При крайнем справа положенииприемника датчика 1 на выходе детектора 3 присутствует единичный сигнал,пропорциональный амплитуде сканирования приемника. Б это время ключ2 заперт. По мере движения приемникадатчика 1 от крайней точки сигналпропорционален расстоянию от начального положения, При движении приемника слева направо амплитуда Оых 3возрастает, При перемещении справа налево амплитуда, наоборот, уменьшается.Изменение амплитуды сигнала Оыпроисходит до тех пор, пока датчик 1стыка не выдаст импульсный сигналОь, свидетельствующий о нахождении1его приемника над осью стыка. Сигналпоступает на вход детектора 3 стыкад только при открытии ключа 2, Амплитудусигнала 01в момент поступлениясигнала детектор 3 стыка запоминаетна непродолжительный промежуток времени, необходимый для приема управляющего сигнала с элемента 4 сравнения блоком 6 управления приводом коррекции положения электрода, Управляю щий сигнал Эп, формирует элемент 4сравнения, вычитая из сигнала постоянного уровня, пропорциональногополовине амплитуды сканирования, поступающего с выхода элемента 5 задания положения центра сканирования,сигнал Опас. При этом амплитудасигнала О ы 4 з момент времени про -40хождения сигнала О через блок 6управления поступает йа исполняющийпривод 7 коррекции йоложения электрода относительно стыка, который перемещает электрод в зависимости от зна 45ф ка и величины сигнала Оьс 4 на осьстыка, (Прием и преобразование сигналаО 1,1,1 блоком 6 управления и отработкаего приводом 7 в предлагаемом изобретении не рассматривается, так как ониЖ решаются известными методами и устройствами),ОДновРеменно сигнал ОЬП 1 с элемента 4 сравнения поступает на один извходов нуль- органа 12, где его со 5 поставляют с уровнем сигнала Оц 1 рна выходе элемента 10 умножения, который пропорционален произведениюквадрата скорости сварки на коэффи0647 51 О 15 КХ СК кР Мп 20 25 ЗО 35 установками. 40 формула изобретения 45 50 55 5 88 циент. Численное значение коэффициента зависит от квадрата частоты сканирования и минимального радиуса кривизны свариваемого стыка и определяется согласно следующему выраже- нию где с - частота сканирования прием-,ника датчика;Р р- минимальный радиус кривизны линии стыка,Приведенный алгоритм формированиясигнала 01,1 х,10 на выходе элемента 10умножения построен в соответствии санализом отклонения движения приемни-.ка датчика 1 за период сканированияот линии стыка фиг. 3) . За указанный промежуток времени центр сканирования приемника датчика 1 не можетотклониться от оси линии садыка навеличину, превышающую ВД =свгде ЧсВ в , скорость сварки; " фугол между вектором усредненнои скорости движения приемника датчика 1 ихордой, соединяющей две точки А и Влинии стыка, одна А из которых является точкой приложения вектораусредненной скорости движения приемника датчика 1, а вторая В - точкой пересечения линии стыка и нормали к векторуусредненной скорости, проведенной източки расположения центра сканирования приемника датчикачерез отрезок времени равный периоду сканироЧвания. Величина угла2где Ч - центральный угол между лучами, соединяющими точки А и В с цент 1 СВром кривизны О, Угол,Мтс 12 кТаким образом, ЩприСх, 10 малых углах ,8 , т. е. в реальных условиях поиска стыка при дуговой сварке, зону поиска можно ограничить расстоянием ВД в, обоих направлениях от центра сканирования.В усройстве ограничение зоны поиска стыка происходит за счет ограничения возможностей прохождения сигнала с датчика 1 стыка на вход детек. тора 3 стыка автоматическим ключом 2, Управление автоматическим ключом 2 осуществляет нуль-орган 12, сигнал на выходе которого появляется при условии Овь 4 (Пвых 101. А так как сигнал ОВых 1 О на выходе элемента 10умножения пропорционален расстояниюВД, то такий образом происходит ограничение зоны поиска стыка, что позволяет активно управлять размерамиэтой зоны и эффективно устранятьвлияние дефектов поверхности свариваемого материала,В случае, если участки линий стыка существенно различаются по кривиз-,не, то в устройстве можно использоватьдатчик кривизны стыка, который является составной частью элемента 11 задания коэффициента, Однако его практическая реализация сталкивается с ря"дом трудностей, и поэтому в предлагаемом устройстве величина коэффициента К= заранееЯ РР тай задается максимально возможной для заданного стыка. При переналадке устройства для сварки других стыков величина коэффициента К меняется,Предлагаемое устройство обеспечивает эффективное устранение дефектов поверхности свариваемого материала за счет ограничения зоны поиска стыка, При этом устройство снабжено системой регулирования параметров эоны нечувствительности, для которой заранее известно, что стыка в ней нет, Это делает устройство универсальным при сварке линий стыка различной кривизны при небольшой достоверности информации о месте сварного соединения, что обеспечивает получение качествен ного шва автоматическими сварочньии Устройство для направления электрода по стыку свариваемых деталей, содержащее датчик стыка, элемент сравнения, ко входам которого подклю" чены детектор стыка и элемент задания положения центра сканирования датчика стыка,и привод коррекции положения электрода относительно стыка с блоком его управления, причем последний подключен к выходу элемента сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности направления электрода по стыку свариваемых деталей путем ограничения зоны ожидаемого местоположения стыка, в устройство введены ключ, датчикскорости сварки, .квадратор, элементумножения, элемент задания коэффициента и нуль-орган, причем ключвключен между датчиком стыка и детектором стыка, выход элемента сравнения подключен ко входу нуль-органак другому входу которого подключеныпоследовательно соединекные датчикскорости сварки, квадратор и элементумножения, а выход нуль-органа подключен к другому входу ключа, при 880647 8 этом ко второму входу элемента умножения подключен элемент задания коэффициента. Источники информации,принятые во внимаиие прн экспертизе в 1. Авторское свидетельство СССР В 433981, кл. В 23 К 9/10, 17,11.71. 2. Авторское свидетельство СССР В 548392, кл, В 23 К 9/10, 20,08.74,3. Авторское свидетельство СССР У 567566, кл. й 23 К 9/10, 27.0176880647 8.2 Гла тавитель в Редактор М, Ба Заказ 9814/19 Била Техоел А.Сав орвектооодписноР ета ССкрытийнаб,П 45 Тираж 1151 ПеВНИИПИ Государственного комит Спо делам изобретений и от113035 Москва, ЖРаушская Деилиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, роектная, 4