Устройство для управления электроннолучевой сваркой

М. Кл. В 23 К 15/00 Рэуаэрстмввй евипэт СССР в деээк кзебрэтеээЯ и еткрытэЯОпубликовако 23.0.82. Ьвметекь Юа 3 Дата опубликовании опксакка 25. О 1. 82(72) Авторы изобретении Ю.И.Пастущенко, А.Б.Коваль, О.К.Назареттко и С.тт,Высоцкий Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамейи институт электросварки им. Е. О. Патона(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ СВАРКОЙ Изобретение относится к сварочно-му производству, в частности к устройствам для управления электроннолучевой сваркой.Известно устройство для управления электроннолучевой сваркой, содержащее по крайней мере один электронный излучатель, выполненньш из электронной пушки, источника ее питания и отклоняющей системы, датчик вторично- эмиссионного сигнала, выполненный из коллекторов с формирователем сигнала, блоки задания контура развертки, обработки вторично-эмиссионного сигнала и задания технологического цикла сварки, исполнительный механизм пере"15 мещения изделий относительно электронной пушки и функционального подключенного к исполнительному механизму коммутатор.Под воздействием магнитного поляотклоняющей системы электронный лучизлучателя в известном устройствесканирует поверхность свариваемого изделия по контуру развертки пойерек стыка. Ось контура развертки совмещается со стыком с помощью исполнительного механизма.При пересечении электронным лучом стыка свариваемой детали модулируется поток вторичных электронов, а формирователь датчика вторично-эмиссионного сигнала формирует импульСы соответствующие пересечению электронным лучом стыка детали. Блок обработки вторично-эмиссионного сигнала представляет собой временной дискриминатор, на выходе которого формируются знакопеременные импульсы. Эти импульсы преобразуются в блоке формирования управляющего сигнала в управляющее воздействие исполнительного механи эмадПосле установки на стык электронного луча блок управления технологическим циклом задает режим работы сварочному излучателю, который осуществляет сварку изделия 113.3 89930Недостатком данного устройства является низкое качество его работы,обусловленное отсутствием в нем обратной связи между исполнительным механизмом и блоками управления его ли"нейными перемещениями,Известно также устройство, содержащее по крайней мере один электронный излучатель, выполненный из электронной пушки, источника ее питания и 16отклоняющей электро-магнитной систе"мы, датчик вторично-эмиссионного сигнала, выполненный из системы коллекторов с формирователем сигнала, блоки задания контура развертки, обработ Ми вторично-эмиссионного сигнала изадания технологического цикла сварки, исполнительный механизм и комму"татор, дополнительно снабжено датчиком линейной перемещению изделия относительно электронной пушки, и подключенными к управляющему входу коммутатора блоком памяти и блоком формирования управляющего сигнала.Известное устройство за счет вве- ддения датчика линейных перемещенийизделий относительно электронной пушки, а также блока памяти и блока формирования управляющего сигнала, позволяет осуществить обратную связь.между исполнительным механизмом и блоками управления его линейными перемещениями, и за счет этого повыситьточность его работы.В таких устройствах управления35электроннолучевой сваркой емкость блока памяти определяется параметрамисвариваемых стыков. С целью минимизации емкости блока памяти измерениятраектории стыка проводят дискретночерез промежутки Х, определяемые разрешающей способностью датчика линейного перемещения, установленного висполнительном механизме, которыйосуществляет взаимное перемещение45электронного излучателя и свариваемойдетали 23,Однако в реальных условиях сварки существует нестабильность разделки кромок, зазора в зоне сканирования имеются различные пленки, снижающие отношения сигнал-помеха на датчике вторичной эмиссии.В этих условиях дискретность квантования длины изделия снижает надежность слежения за стыком, Надежность слежения за стыком еще больше снижается если запись программы. управляющих 1 фсигналов) осуществляется в процессесварки,Для снижения вероятности срыва слежения необходимо повышать быстродействие устройства, т.е, повышатьразрешающую способность датчика линейного перемещения и необоснованноувеличивать емкость запоминающего устройства блока памяти. Это усложняетустройство и обуславливает погрешности задания программы управления.Цель изобретения - повышение точности управления за счет уменьшенияемкости блока памяти,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для управления электроннолучевой сваркой, содержащее покрайней. мере один электронный излучатель, выполненный из электроннойушки, источника ее питания и отклоыющей электронномагпитной системы,датчик вторично-эмиссионного сигнала,выполненный из системы коллекторов сФормирователем сигнала, блока задания контура развертки, обработки вторично-эмиссионного сигнала и заданиятехнологического цикла сварки, исполнительный механизм с датчиком линейного перемещения изделия относительно электронной пушки и функциональноподключенные к исполнительному механизму коммутатор, блок памяти и блокформирования управляющего сигнала,дополнительно введены реверсивныйсчетчик и два дешифратора, при этомвыходы реверсивного счетчика подключены ко входам дешифраторов, выходыдешифраторов совместно с выходами блока Формирования управляющего сигнала,дизьюнктивно соединены со входами реверсивного счетчика и подключены к управляющим входам блока задания технологического цикла сварки и блока памяти, а выход датчика линейных перемещений свариваемого изделия относительно электронной пушки подключен куправляющим входам блока памяти и дешифраторов.На чертеже представлена Функциональная схема устройства для управления электроннолучевой сваркой при изготовлении деталей с линейными стыкаУстройство содержит по крайней мере один электронный излучатель 1,имеющий электронную пушку 2., источник 3 ее питания, отклоняющую электромагнитную систему 4, и имеет датчик 5 вторично-эмиссионного сигнала,01 со входом исполнительного механиз"ма 11 и через схмы ИЛИ 13, реверсивный счетчик 14, дешифратор 15 - совходом блока б памяти, выход которого также как и выход блока 10 подключен к информационному входу коммутатора 12.При уходе стыка изделия 20 от пятна нагрева луч 18, с частотой синхронизации блока 8 вырабатываются управляющие сигналы на выходе блока О.Частота синхронизации выбрана такимобразом, что исполнительный механизм 11 отрабатывает все возмущения,вызванные как смещением стыка от пятна нагрева, так и помехами, возникающими при приеме н обработке вторичноэмиссионного лгнала, а также нестабильностью параметров стыка (разделки кромок).Учитывая нормальньп закон распределения помех и их влияния на формирование управляющего сигнала блоком 10, на вход счетчика 14 поступают две взаимокомпенсирующие последовательности управляемых сигналов.С выхода 23 исполнптельнвго механизма 11 сигналы датчика линейногоперемещения детали 20 осуществляютпериодический опрос дешифраторов 15,существляюцрх контроль числа записанного в счетчик.Разрешающая способность датчика линейного перемещения исполнительного механизма 11 выбирается исходяиз обеспечения заданной точности воспроизведения траектории стыка при ступенчатой аппроксимации. В соответствии с этим требованием, число зафиксированное в счетчике не может превысить числа "+1", "-1" унитарного кода. Информация унитарного кода счетчика 14 через дешифраторы 15 записывает"я в блок б памяти и через схемы ИЛИ 13 поступает на вычитание со счетчика 14.В случае, когда отсутствуют помехи, состояние счетчика 14 после сигнала с выхода 23 исполнительного механизма 11 всегда будет нулевым. Нулевое состояние счетчика желательно использовать для контроля работы устройства. В том случае, когда изменения траектории стыка не согласованы с параметрами датчика исполнитель- ного механизма 11 (установка детали на позицию сварки проведена с большой погрешностью), либо при упранле 1 нии действует большой уровень помех,Б 8993включающий систему коллекторов б, подключенных к формирователю 7, блок 8для задания контура развертки, блок 9для обработки вторично-эмиссионногосигнала, блок 10 - формирователь уп-равляющего сигнала, исполнительный механизм включающий в себя датчик 11линейного перемещения, коммутатор 12,выполняющие логическую операцию дизьюнкции схемы ИЛИ 13, реверсивный счет-Очик 14, дешифраторы 15 его состояния,запоминающее устройство 1 б (блок памяти ), блок 17 для задания технологического цикла сварки. На чертеже также показаны сформированный электронный луч 18, поток отраженных электронов 19, свариваемая деталь 20, установленная на тележке 21, которая пе -ремещается относительно корпуса 22электроннолучевой сварочной установкн 23 - выход датчика линейного перемещения тележки 21, 24 - дополнительные выходы дешифраторов 15.Устройство работает следующим об;разом,25Электромагнитная пушка 2 под действием питающих напряжений источника 3 формирует луч 18 с параметрами,которые задает блок 7 для заданиятехнологического цикла сварки, связанный с источником 3 электронного излучателя 1.Электронный луч 18 под действиеммагнитного поля системы 4, подключенный к блоку 8 для задания контураразвертки, сканирует поверхность детали 20. Стык детали 20 модулирует поток вторичных отраженных) электронов 19,Поток 19 воспринимается датчиком 5 щвторичных электронов. Система коллекторов б задает зону обзора поверхности детали 20, которая необходима длякомпенсации фоновой составляющей потока электронов, возникающей внутри сварочной установки при многократных отражениях либо нри работедругих излучателей.Блок 9 обработки воспринимает нормированные сигналы формирователя 7и формирует на выходе кодовые сигналывзаимного положения контура развертки в стыке. Блок 10 формирует управляющие сигналы на исполнительный механизм 11 который совмещает середину узоны сканирования с серединой зазорав 6 тыке, перемещая тележку 21 с деталью 20 относительно луча 18. Входблока 10 через коммутатор 2 связан7 899301 в счетчике 14 может накопиться число большее "+", Такое состояние счетчика желательно использовать для блокировки процесса сварки изделия. Дешифраторы 15 при этом имеют дополнительные выходы 24, которые подключены ко входам управления блока 17.В том случае, когда число в счетчике превысит заданное число, например "й 2", автоматически по сигна, ,лу дешифратора устройство отключается и процесс слежения за стыком либо процесс сварки прекращается и выдается соответствующий сигнал "Отказ". Оператор-сварщик должен проверить у правильность установки детали на позицию сварки и подготовку поверхности изделия под сварку. Учитывая нормальный закон распределения помех, в канале фиксации положительных и отрицательных смещений детали 20 под луч 18, реализованном на реверсивном счетчике 14.Таким образом, в связи с введени" ем схем ИЛИ 1 3, реверсивного счетчи" д ка 14, дешифратора 15 удалось повысить быстродействие устройства управления при первых технологическом ли,бо измерительном проходах по линии сварки при которых записывается программа управления, а также сократить емкость запоминающего устройства, что в свою очередь позволяет повысится точность управления процессом при электроннолучевой сварке.Формула изобретенияУстройство для управления электрон-,нолучевой сваркой, содержащее покрайней мере один электронный измеритель, состоящий из электронной пушки,источника ее питания и отклоняющейэлектронномагнитной системы, датчиквторично-эмиссионного сигнала, выполненный из системы коллекторов с формирователем сигнала, блоки заданияконтура развертки, обработки вторично-эмиссионного сигнала и задания технологического цикла сварки, исполнительный механизм с датчиком линейного перемещения изделия относительноэлектронной пушки и функционально под"ключенные к исполнительному механизму коммутатор, блок памяти и блок формирования управляющего сигнала, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления,за счет уменьшения емкости блока памяти, в него введены реверсивный счетчик и два дешифратора, при этом выходы реверсивного счетчика подключеныко входам дешифраторов, выходы дешифраторов совместно с выходами блокаформирования управляющего сигнала,дизьюнктивно соединены со входами реверсивного счетчика и подключены к управляю.цим входам блока задания технологического цикла сварки и блока памяти, а выход датчика линейных перемещений свариваемого изделия относительно электронной пушки подключенк управляющим входам блока памяти идешифраторав. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 342 б 174,кл, В 23 К 15/00, 1969.2. Спьшу Г.Л. и Пастушенко О.Л.Система дчя автоматического введенияпучка электронов по стыку. - "Автоматическая сварка", 974, 9 1, с,72,73.Составитель В. Кол Волкова Техред Е.Харитончиничен Корректор Н. одписное Редакто Зак твенного коми бретений и о -35 Раушска н у 1201871 7 Тираж 1150 П ВНИИП 11 Государс тета СССР по делам изо ткрытий 113035, Иосква, Ж я наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент , г. жгород, ул. Проектн