Устройство управления положением электросварочной горелки

)4 В УДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7 Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56 Тимченко В. А. и др., Системыавтоматического наведения электродана линию соединения с испольэовани- ,ем дуги в качестве датчика - Автоматическая сварка, 1981, В 6, с. 59-64.Авторское свидетельство СССРВ 797564, кл. В 23 К 9/О, 1977. блока сравнения через второй порого. Авторское свидетельство СССРМ 859071, кл, В 23 К 9/10, 1979(54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИсодержащее последовательно соединенные датчик величины сварочного тока,блок выборки и хранения минимальногозначения, первый блок сравнения,первый пороговый элемент, формирователь импульсов, счетный триггер,усилитель и привод перемещения гки поперек стыка, выход датчикачины сварочного тока соединен совторым входом первого блока сравнения.а выход формирования импульсов соединен со вторым входом блока выборки и хранения минимального значения, о т л и ч а ю щ е е .с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет обеспечения наведения горелки на свариваемый стык в биссектральной плоскости, в него вВедены второй пороговый элемент, триггер, два элемента И, два времяимпульсных преобразователя и последовательно соединенные второй блок сравнения,Уусилитель и привод коррекции продольной оси горелки в биссектральной плоскости, при этом выход первого вый элемент соединен с одним входомтриггера, другой вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход триггера соединен спервыми входами первого.и второгоэлементов И, вторые входы первого ивторого элементов И соединены соответственно с прямым и инверснымвыходами счетного триггера, выход первого элемента И через первый времяимпульсный преобразрватель соединенс первым входом второго блока сравнения, второй вход которого через второй времяимпульсный преобразовательсоединен с выходом второго элемента И. орел велиИзобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам автоматического наведения электрода на стык свариваемых кромок с использованием дуги в качестве датчи-ка при электродуговой сварке угловых и разделенных швов; и может найти . применение в машиностроительной, судостроительной и других отраслях1 О техники.Целью изобретения является повыше.ние качества сварного соединения за счет обеспечения поведения горелки на свариваемый стык в биссектральной плоскости.Поставленная цель достигается тем, что в устройство управления положением электросварочной горелки дополнительно введены второй пороговый элемент, триггер, два элемента И, два времяимпульсных преобразователя, второй блок сравнения, усилитель и привод коррекции продольной оси горелки в биссектральной плоскости, что позволяет автоматизировать процесс сварки и обеспечить обслуживание одним оператором группы сварочных установокНа фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления ЗО положением электросварочной горелки; на фиг, 2 - графики сигналов в характерных точках устройства при смещении продольной оси электросварочной горелки относительно биссектральной З плоскости стыка на угол сб ; на фиг. фиг, 3. - графики сигналов при совмещении продольной оси электросварочной горелки с биссектральной плоскостью стыка, ЮУстройство управления положениемэлектросварочной горелки содержит датчик 1 величины сварочного тока, подключенный к шунту 2, включенному в цепь тока сварочной дуги, выход 45 датчика 1 величины сварочного тока подключен ко входу блока 3 .выборки и хранения минимального значения и одному из входов первого блока 4 сравнения, к другому входу которого . Ю подключен выход блока 3 выборки и хранения минимального значения, выход первого блока 4 сравнения подключен ко входам первого 5 порогового и второго 6 порогового элемен- ы тов, выход первого порогового элемента 5 через формирователь 7 импульса подключен ко входу счетного триггера 8, входу "Сброс" блока 3выборки и хранения и входу установкив нулевое состояние триггера 9, входустановки триггера 9 в единичное состояние соединен с выходом второгопорогового элемента 6, прямой выходсчетного триггера 8 через усилитель10 подключен к приводу 1 перемещенияэлектросварочной горелки поперекстыка, один из входов первого логичес"когофэлемента И 12 соединен с прямымвыходом счетного триггера 8, а одиниз входов второго логического элемента И 3 соединен с инверсным выходом счетного триггера 8, другой вход первого логического элемента,И 12 и второго логического элемента И 13 подключен к выходу триггера 9; второй блок 14 сравнения, первый вход . которого через первый времяимпульсный преобразователь 15 соединен с выходом первого. элемента И 12, а второй вход через второй времяимпульсный преобразователь 16 - с выходомвторого элемента И 2-13, выход второго блока 14 сравнения через усили-тель 17 подключен к приводу 18 коррекции продольной оси электросварочной горелки относительно биссектральнойплоскости стыка. Сварочный трансформатор 19 через шунт 2 подключен кэлектроду.Порог срабатывания второго порагового элемента 6 определяется стабильностью сварочного процесса и величиной дисперсии сварочного тока и находится в пределах 0,3-0,8 .от порога срабатывания первого порогового элемента 5,Устройство управления положением электросварочной горелки работает следующим образом.Датчик 1 величины сварочного тока образует величину тока, протекающего через шунт 2 в сигнал, пропорциональный току, который формируется на егоФ выходе. Предположим, что электрод находится на горизонтапьном листе свариваемого углового соединения (фиг. 2) а счетный триггер 8 имеет единичное состояние. При этом сигнал логической единицы, вырабатываемый прямым выходом счетного триггера 8, усиливается и включает привод 11 перемещения электросварочной горелки поперекстыка в сторону движения к вертикальной стенке. При движении электрода по горизонтальной стенке (фиг. 2)1191220 длина дуги увеличивается, а величина сварочного тока уменьшается, следовательно, уменьшается сигнал на выходе датчика 1 величины сварочного тока; Сигнал на выходе блока выборки и хра кения 3 минимального значения повторя" ет сигнал,на входе при его уменьшении и поэтому на первый и второй вход первого, блока 4 сравнения поступают одинаковые сигналы а сигнал на егоУвыходе равен нулю. При переходе электрода с горизонтальной стенки на вертикальную и движении по верти кальной стенке длина дуги уменьшается, ток увеличивается и сигнал на 15 выходе датчика 1 величины сварочного тока начинает возрастать,. При этом блок выборки и хранения 3 минимально го значения выделяет минимальное значение сигнала и сохраняет это 20 значение на своем выходе. Таким образом, на один вход первого блока 4 сраннения с выхода 3 поступает сигнал, соответствующий минимальному значению величины сварочного токаэ с при перемещении электрода с горизонтальной стенки на вертикальную. а на другой - с выхода датчика 1 величины сварочного тока возрастающий сигнал. Сигнал на выходе первого 30 блока 4 сравнения начинает возрастать. Нарастание сигнала приводит сначала к срабатыванию второго порогового элемента 6,. так как его порог срабатывания(соответствует значению 1) ниже чем у первого порогового 5 элемента соответствуетзначению) и на выходе второго порогового 6 элемента формируется сигнал логической единицы. Первый щ элемент И 12 начинает вырабатывать на выходе сигнал логической единицы. При дальнейшем нарастании сиг-нала срабатывает первый пороговый элемент 5, формирователь 7 импульса вырабатывает короткий импульс, который перебрасывает счетный триггер 8 в нулевое состояние, Это приводит к изменению направления движения привода 11 перемещения горелки поперек стыка и электрод начинает днигаться от вертикальной стенки к горизонтальной, Одновременно импульс с выхода формирователя 7 импульса поступает на вход "Сброс" блока выборки и хранения 3 и он переходит в режим выделения минимального значения на следующем периоде колебания электрода., Этот жеимпульс перебрасывает триггер 9 внулевое состояние, что приводит кокончанию:,импульса на выходе первого логического элемента И 1-12,Таким образом, длительность импульса, поступающего на первый времяимпульсный преобразователь 15 график 0), соответствует времени, закоторое величина сварочного тока возрастает от значениядо значения(фиг, 2 и 3). При движении электрода с вертикальной стенки на горизонтальную процессы в устройстве проте 3кают аналогично, но импульсный сигнал, соответстнующий времени, закоторое величина сварочного токавозрастает от значения 1 до 1 ; фор-,мируется на выходе второго логического элемента И 13 и поступает навход второго времяимпульсного преобразователя 16.Если электрод находится н биссектральной плоскости (фиг, 3), то длинадуги при движении как на вертикальную стенку, так и на горизонтальнуюизменяется равномерно, следовательно,и нарастание тока происходит равномерно (график 1 св), При этом импульсы, поступающие на первый времяимпульсный преобразователь 15 и на.второй времяимпульсный преобразователь, имеют одинаковую длительность(график 1 с) и на второй блок 14сравнения поступают сигналы с одинаковой амплитудой (график 1), Сигналрассогласонания между продольнойосью электросварочной горелки ибиссектральной плоскостью стыка (график Ор) равен нулю. Колебания электрода симметричны относительно осистыка (график А),Если электрод смещен относительнобиссектральной плоскости (фиг. 2,то длина дуги при движении навертикальной и горизонтальной стенке меняется одинаково (при смещении, показанном на фиг, 2 уменьшение длины дугина нертикальной стенке происходитбыстрее, чем на горизонтальной) инарастание тока на стенках происходитнеравномерно график 1 св 1, Импульсы,поступающие на первый времяимпульсный преобразователь 15 и второй времяимпульсный преобразователь 16 различны по длительности (график 01, и навторой блок 4 сравнения поступаютсигналы с различной амплитудой(график 0. На выходе второго блока 14 сравнения формируется. сигналрассогласования (график Б), пропорциональный углу К смещения продольнойоси электросварочной горелки от биссектральной плоскости,Смещение продольной оси электросварочной горелки.от биссектральной О .плоскости приводит к несимметричности поперечных колебаний относительно оси стыка и отклонения оси колебаний от оси стыка на величину,пропорциональную углу Ж смещения от 5 биссектральной плоскости стыка 1,на фиг. 2 величина а). Это приводит кнерагномерному проплавлению свариваемых кромок,По сравнению с прототипом устройство обеспечивает поддержаниеэлектросварочной. горелки в биссектральной плоскости стыка, что позволяет повысить качество сварного соединения, получить более равномерноепроплавление кромок и заполнение стыка расплавленным металлом, симметричное расположение шва относительносвариваемых кромок и автоматизироватьпроцесс сварки длиномерных изогнутыхконструкций,1У/11Тираж 1085ВНИИПИ Государствепо делам изобрете 113035, Москва, Ж,каз 705 ого уш ППП "Патент", г. Ужгор Проектна и,Редактор Н, Горва Подписноеомнтета СССРоткрытийая наб д.