Устройство слежения за стыком при дуговой сварке

)5 В 23 К 9/10 1ч ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 447981/303,05.882308.90.ИнститутО,Патона(О СССР 980. свидетельств В 23 К 9/О,ВО СЛЕЖЕНИЯ ЗАВАРКЕние относится 5 КО втоочных процессов и мо чных ьзовано в сваро очных роботах и другой ду для автомагиче гловых в защ х шв ном газ с раздел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторск 9 1003454, к (54) УСТРОЙС ПРИ ДУГОВОЙ (57) Иэобрет матизации св жет быть исп тановках, св оборудовании говой сварки швов и стыко Цель изобретения - повышение качествасварного соединения путем повышенияточности слежения за линией соединения свариваемых элементов. Шунтом 2измеряют ток в сварочной цепи. Формируют сигнал перемещения сварочной горелки 7 поперек линии соединенияриваемых элементов в произвольноравлении и снова измеряют ток. Еизмеренное в данный момент временизначение тока меньше предыдущего егозначения, то запоминается последнее измеренное аначение и осуществляется шаг перемещения в том же направлении, Если измеренное в данный моментвремени значение тока больше предыдущего значения,то оно не запоминается, аыаг перемещения осуществляется в противоположном направлении. Устройствовключает блоки сравнения 3, измерения4, управления 5 и привод 6 коррекции, 4 ил,Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть. использовано в сварочных установках, сварочных роботах и другом оборудовании для автоматической дуговой. сварки в защитном газе угловых швов и стыковых швов с разделкой.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем 10 повышения точности слежения эа линией соединения свариваемых элементов,На фиг.1 представлена структурная схема устройства слежения; на фиг.2 - структурная схема блока измерения; на фиг,3 - структурная схема блока управления; на фиг.4 - временные диаграммы информационных сигналов.Устройство слежения эа стыком при дуговой сварке 1 фиг.1) содержит усилитель 1, шунт 2, блок 3 сравнения, блок 4 измерения, блок 5 управления, привод 6 коррекции, сварочную горелку 7. Блок 4 измерения имеет выходы 8 и 9. Блок 5 управления снабжен: выходами 10-14.Усилитель 1 вместе с шунтом 2 предназначен для преобразования сварочного тока х(е), протекающего через шунт 2, в напряжение 11(С), пропорциональное этому току в полосе частот от 0 до ЯБлок 3 сравнения предназначен для сравнения напряжения 0, поступающего на его первый вход, с напряжением 11 , подаваемым на второйовход блока 3 сравнения с выхода 8 блока 4 измерения, Блок 3 сравнения имеет выход, на котором образуется сигнал 818 пй-П(140Блок 4 измерения предназначен для формирования линейно изменяющегося напряжения Оо, поступающего на вход блока 3 сравнения, а также для формирования последовательности импульсов, предназначенной для синхронизации работы блока 5 управления,Блок 4 измерения состоит из задающего генератора 15 импульсов, делителя 16 частоты, цифроаналогового преобразователя 17, триггеров 18 и 19, элементов И 20 и 21 и реверсивного счетчика 22. Выход задающего генератора 15 импульсов соединен с входом делителя 16 частоты и первыми входами элементов И 20 и 21, выходы к которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам ре-. версивного счетчика 22, связанного единичными выходами разрядов с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя 17, Выходи цифроаналогового преобразователя 17 и делителя 16 частоты образуют соответственно выходы 8 и 9 блока 4 измерения. Второй вход элемента И 20 подключен к единичному выходу триггера 18, единичный вход которого соединен со схемой запуска, а нулевой вход этого триггера соединен с выходом 11 блока 5 управления. Второй вход элемента И 21 подключен к единичному выходу триггера 19, единичный и нулевой входы которого подключены соответственно .к выходам 10 и 12 блока 5 управленияБлок 5 управления предназначен для управления работой блока 4 измерения и формирования импульсов коррекции сварочной горелки 7 и имеет выходы 10-14. Выход 10 служит для установки триггера 21 блока 4 измерения в состояние "1" выходы 11 и 12 соответст - венно служат для установки .триггеров 18 и 19.блока 4 в состояние "0", а выходы 13 и 14 - для передачи корректирующих импульсов в привод 6 коррекции.Блок 5 управ. пения содержит элементы И 23 - 27, триггеры 28 и 29, делитель 30 частоты, схему 31 задержки ., инвертор 32, формирователь 33 импульсов и элемент ИЛИ 34. При этом первые входы элементов И 23. - 26 объединены между собой и образуют вход блока 5 управления, подключенный к выходу 9 блока 4 управления, Вторые. входы элементов И 23 - 26 объединены между собой и подключены к единичному выходу триггера 29, Третьи входы элементов И 23 и 24 подключены соответственно к нулевому и единичному выходам триггера 28, счетный вход которого связан с выходом элемента И 25 и входом схемы 31 задержки. Выход схемы 31 задержки соединен с одним из входов элемента ИЛИ 34, два других входа которого подключены к двум выходам формирователя 33 импульсов, образующих выхоцы 11 и 12 блока 5 управления. Выход элемента И 26 связан с входом де.пителя 30 частоты, выход которого объединен с первыми входами элементов И 25 и 27 и нулевым входом триггера 29. Единичный вход триггера 29 подключен к выходу э.пемента ИЛИ 34. Второй вход элемен3 6В момент времени й , когда напряже - ние П (1) станет равным напряжениюоП(г.), напряжение на выходе блока 3 сравнения изменяется скачком с высокого уровня иа низкий. Вследствие этого на первом выходе формирователя 33 импульсов формируется импульс, который через выход 11 поступает на ,нулевой вход триггера 18 и устанавливает этот триггер в нулевое состояние 1 в результате на второй вход элемента И 20 подается низкий потенциал, запрещающмй дальнейшее поступление импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 22. Таким образом, на выходе цифроаналогового преобразователя .17 формируется напряжение Б, равное напряжению П в момент времениСформированный формирователем 33 импульс поступает также через элемент ИЛИ 34 на единичный вход триггера 29 и устанавливает его в состояние "1", При этом на вторые входы элементов И 23 и 24 с единичного вы-. хода триггера 29 подается разрешающий потенциал, в результате чего через элемент И 23 на выход 13 блока 5 управления и далее в привод б коррекции начинают поступать импульсы создающие перемещение горелки . Од" новременно через элемент И 26 поступа.ют импульсы на вход делителя 30 частоты. Через интервал времениТ = -(2)1 р 5 158687 та 25, вход инвертора 32, вход формирователя 33 импульсов объединены между собой и. образуют вход блока 5 управления, связанный с выходом блока 3 сравнения. Второй вход элемента И 27 соединен с выходом инвертора 32, а выход элемента И 27 образует выход 10 блока 5 управления, Выходы элемен- . тов И 23 и 24 образуют соответственно 10 выходы 13 и 14 блока 5 управления,Привод 6 коррекции, включающий усилитель мощности, двигатель и исполнительный механизм, предназначен для осуществления перемещения сварочной горелки 7 в положительном и отрица-. тельном направлениях поперек линии соединения свариваемых элементов.Устройство автоматического слежения работает следующим образом, ОВ начале работы реверсивный счетчик 22, делитель 16 частоты, триггеры 18 и 19 блока 4 измерения; а также делитель 30 частоты и триггер 29 блока 5 управления устанавливаются в 5 состояние "0", При этом на вход делителя 16 частоты и первые входы элементов И 20 и 21 из задающего генератора 15 импульсов непрерывно поступает последовательность импульсов с час тотой Е . В результате на выходе дели-теля 6 частоты, образующем выход 9 блока 4 измерения, формируется непрерывная последовательность импульсов, частота Р которых определяет ся соотношением40 где М - число разрядов делителя 16частоты.Как только начинается процесс сварки, т,е, когда через шунт 2 начинает проходить сварочный ток д(С), 5 и на выходе усилителя 1 появляется напряжение П, пропорциональное д(С), сигналом "Пуск" триггер 18 устанавливается в состояние "1" (сигнал "Пуск" может быть сформирован в усилителе 1 или с помощью кнопки). В результате на втором входе элемента И 20 появляется разрешающий потенциал и импульсы, поступающие на первый вход этого элемента, проходят на сум 55 мирующий вход реверсивного счетчика, 22. При этом на выходе цифроаналогового преобразователя 17 создается линейно нарастающее напряжение По(С).(3) где М - число разрядов делителя 30частоты,на выходе этого делителя появляется импульс переполнения, который устаИ Н навливает триггер 29 в состояние 0 При этом на вторых входах элементов И 23, 24 и 26 устанавливается запрещаю" щий потенциал и тем самым прекращается поступление импульсов с выхода 13 блока 5 управления на соответствующий вход привода 6 коррекции и вход делителя 30 частоты. В результате перемещение сварочной горелки 7 прекращает" ся, Таким образом, за интервал времени Т сварочная горелка 7 перемещает".(ся в одном из направлений на один шаг величина г которого определяется из соотношениягде К " коэффициент пропорциональности.Всли в момент времени, т.е, в момент появления импульса перепол 5 нения делителя 30 частоты, напряжение П(й), поступающее на первый вход блока 3 сравнения, окажется меньше заполненного на выходе цифроаналогового преобразователя 17 напряжения Ю, то на втором входе элемента И 27 создается разрешающий потенциал. В ре" зультате через этот элемент И, выход 10 блока 5 управления импульс переполнения поступает на единичный вход триггера 19 блока 4 измерения иустанавливает е г о в состояние 1 При этом на втором, входе элемента И 2 1 устанавливается разрешающий по т енциал и импульсы с задающего генератора 1 5 начинают поступать н а вычит ающий вход реверсивного счетчика 2 2 , В р езуль т ат е н а выходе цифроаналогового преобразователя 1 7 , образующем выход 8 блока 4 измерения , напряжение 25 Б начинает уменьшаться .оЧерез интервал времени Т, т.е, в момент времени 3,когда напряжение ,(.) становится равным напряжению У(1) поступающему на первый вход 30 блока 3 сравнения, напрякение на выходе этого блока 3 изменяется скачком с низкого уровня на высокий, При этом на втором выходе формирователя 33 формируется импульс, который через выход 12 поступает на нулевой вход триггера 19 и устанавливает этот триггер в состояние 0", в результате на второй вход элементаИ 21 подается запрещающий потенциал и дальнейшее 40 поступление импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 22 прекращается, Таким образом, на выходе циф.роаналогового преобразователя .17, образующем выход 8 блока 4 измере ния, формируется напряжение Б, = У(г) характеризующее сварочный токв момент измеренияСформированный формирователем 33 импульс поступает также через элемент ИЛИ 34 на единичный вход триггера 29 и устанавливает его в состояние "1". При этом на вторые входы элементов И 23, 24 и 26 с единичного выхода триггера 29 подается разрешакщий потенциал. В результате на тот же выход 13, что и в первом случае, блока 5 управления, а также на вход делителя 30 частоты начинают поступать импульсы, следующие с частотойГ с выхода 9 блока 4 измерения. Черезинтервал времени Т на выходе делителя 30 появляется импульс переполнения, который устанавливает триггер29 в состояние "0". При этом на вторых входах элементов И 23,24 и 26 снова устанавливается запрещающий потенциал, прекращающий поступление импульсов на вход делителя 30 частоты и выход 13 блока 5 управления, Такимобразом, сварочная горелка 7 перемещается еце на один шаг в том же направлении, что и в предыдущий период,Так продолжается до тех пор, покапоследнее запомненное напряжение Бна выходе 8 превышает напряжение Бв момент их сравнения,Как только напряжение Бо окажется меньше Б(1) на втором входе элемента И 25 устанавливается разрешающий потенцил и импульс переполненияделителя 30 частоты, появившийся в момент сравнения Т , проходит черезэлемент И 25 (фиг,2 и 3) на счетныйвход триггера 28, который изменяетсвое состояние, т.е. в данном случ ае устанавливается в состояние 1Кроме того, этот импульс у ст а на влив а е т в состояние " 0 " триггер 29 ,запретив т ем самым поступление импул ьс о в н а входы элементов И 2 3 , 2 4 и 2 6 .Однако через времяопр еделя емо есхемой 3 1 задержки , н а выходе этойсхемы появляется импульс, которыйчерез элемент ИЛИ 3 4 поступает наединичный вход триггера 2 9 и уст ана влив а е т е го в с остояние 1 . В р ез ультате н а вторых входах элементовИ 2 3 , 2 4 и 2 6 с но в а появляется пот енциал ,р а з р ешающий прохождение импульсан а вход делителя 3 О частоты и выход1 4 блока 5 управления и далее уже надругой вход привода 6 коррекции . Т еперь сварочная горелка 7 в течениепериода Тперемещается в противои оложном направлении ,Сварочная горелка 7 после нескольких ; а г о в и ер емец ения в одном напр авпении достигает положения , в которомнапряжение У, в моменты сравнениявсегда меньше напр яж ения Б ( г, )иначинает совершать кол е б ат ельные движения относительно линии соединениясв арив а емых элементов , находя ц ей с явсегда между двумя крайними точками этих колебательных движений . Приэтом амплитуда коле б аний равна подо1586873 Составитель В.Покровседактор И.Шулла Техред М.Дидык . тор С,Черни К 389 Тираж 652 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., ц, 4/5 твенно"издательский комбинат "Патент Ужгород, ул, Гагарина,роизв ЗаказВНИИПИ И фиг 3