CS233151B1

CS233151B1 - Connection of capacitive contactless distance sensor for welding torch

Info

Publication number: CS233151B1
Application number: CS561483A
Authority: CS
Inventors: Peter Marczell
Original assignee: Peter Marczell
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1985-02-14

Abstract

Vynález sa týká zapojenia kapacitného bezkontaktného snímača vzdialenosti zváracieho horáka od zvarku. Vynález slúži na přesné riadenie zváracieho horáka po zvarku. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kapaoitný snímač vzdialenosti je připojený na vstup oscilátora, ktorý jo svojim výstupom připojený na jeden zo vstupov dvojitého deliča kmitočtu s pomocným osciiátorom, pričom na druhý vstup tohto deliča kmitočtu je připojený oscilátor so stálým kmitočtom, výstup deliča je připojený na pohonnú jednotku zváracieho horáka.The invention relates to the connection of a capacitive non-contact sensor of the distance between the welding torch and the weld. The invention serves for precise control of the welding torch after the weld. The essence of the invention is that the capacitive distance sensor is connected to the input of the oscillator, which is already connected by its output to one of the inputs of the double frequency divider with an auxiliary oscillator, while an oscillator with a constant frequency is connected to the second input of this frequency divider, the output of the divider is connected to the drive unit of the welding torch.

Description

4 233 1514,233,151

Vynález aa týká zapojenia kapacitného bezkontaktního sníma-ča vzdialenosti zváracieho horáka od zvarku. Předmětný vynález rieši bezkontaktně riadenie vzdialenostizváracieho horáka oblúkového zvárania od zváraného materiálu týmže využívá změnu kapacity snímača pri zmene jeho vzdialenosti odzváraného materiálu.The invention relates to the connection of a capacitive non-contact distance sensor to a welding torch. The present invention solves the contactless control of the distances of the arc welding arc torch from the welded material using the same change in sensor capacitance when changing its distance from the welded material.

Doteraz známe snímače polohy horáka oblúkového zváraniavyužívájú inú fyzikálnu alebo električku veličinu na riadeniepolohy horáka. Sú to snímače taktilné, indukčně, optoelektrické,televízna kamera a iné.Up to now, arc welding torch position sensors have used a different physical or electrode to control the torch position. They are tactile, inductive, optoelectric, television camera and others.

Taktilný snímač profilu povrchu je vlečený v držiaku tesnenad povrchom. Je to tenzometrický snímač v polomostíkovom alebomostíkovom zapojení, pričom deformácia snímača vyvolává změnuvýstupného napatia. Toto sa využívá na reguláciu polohy horáka.Indukčně snímače sú známe vo viacerých prevedeniach. Všetkyvyužívajú nasledovný princip, rozličný je iba sposob spracovaniadanej elektrickej změny pre riadenie.The tactile surface profile sensor is dragged in the seal holder by the surface. It is a strain gauge transducer in a half-bridge or bridge circuit, whereby the sensor deformation causes a change in output voltage. This is used to control the position of the torch. Inductive sensors are known in several embodiments. They all use the following principle, the only difference is the way the electrical change is processed for the control.

Magnetické pole cievky, cez ktorú preteká elektrický prúd,može byť deformované prítomnosťou feromagnetického predmetu. Akprúd cez cievku je striedavý, pole možno ovplyvniť aj vodivýmipredmetmi, ktoré nie sú feromagnetické. V tomto případe deformá-cie magnetického póla nastáva pósobením indukovaných vířivýchprúdov v elektricky vodivom predmete. Akákolvek změna geometriemagnetického póla sa prejaví v zmene koeficientu samoindukciev případe jednej cievky, alebo v zmene koeficientu vzájomnej in-dukcie medzi dvomi cievkami. V literatúře sa možno stretnúť i s pokusmi snímania akustických prejavov oblúkového zváracieho procesu. Princípom je snímá-nie signálu z mikrofonu vedeným cez akustický analyzátor. vThe magnetic field of the coil through which the electric current flows can be deformed by the presence of a ferromagnetic object. The current through the coil is alternating, the field can also be influenced by conductive objects that are not ferromagnetic. In this case, the magnetic pole deformation occurs by causing the induced eddy currents in the electrically conductive object. Any change in the geometry magnetic pole results in a change in the coefficient of self-induction in the case of a single coil, or in a change in the coefficient of mutual induction between the two coils. Attempts to capture the acoustic manifestations of the arc welding process can also be seen in the literature. The principle is the scanning of a microphone signal through an acoustic analyzer. in

Dalšie typy snímačov vychádzajú z představy aplikácie op- 2 233 131 tických snímačov. Je to dané vžitou představou člověka o jehovlastnom spósobe zmyslového vnímania, kde najviac kvalitnýchinformácií v interakcii s okolím je prenášané zrakom - obrazo-vou informáciou. Sú to následovně snímače : kamera s radomfotodiód, televízna kamera, optický poměrový snímač 'a iné.Other types of sensors are based on the application of op-2 233 131 tactical sensors. It is due to the well-established idea of a person about the intrinsic way of sensory perception, where the most high-quality information in interaction with the environment is transmitted by visual information. They are as follows: camera with radomodothod, television camera, optical ratio sensor and others.

Iné typy snímačov sa zakladajú na využití pneumatickéhojavu, sú to fluidné snímače vzdialenosti.Other types of sensors are based on the use of pneumatic speech, they are fluidized distance sensors.

Uvedené typy snímačov nemajú všeobecnú použitelnost a akoukazuje doterajší vývoj, snímač univerzálny ani zatial nebudemožné skonštruovat. Preto je potřebné vyvíjať čo najširší sor-timent snímačov, aby bolo možné nimi pokryt čo najvačšiu škáluzváracích technologií.These types of sensors do not have a general applicability and show the development so far, the transmitter cannot be constructed yet. Therefore, it is necessary to develop the widest possible range of sensors in order to cover as many scaling technologies as possible.

Vyššie uvedené nevýhody do značnej miery odstraňuje zapo-jenie podlá vynálezu, podstata ktorého spočívá v tom, že ka-pacitný bezkontaktný snímač vzdialenosti je připojený na vstuposcilátora s premenným kmitočtom, ktorého výstup spolu s výstu-pora oscilátora s pevným kmitočtom je připojený na prvý děličkmitočtu, ktorého výstup spolu s výstuponř pomocného oscilátoraje připojený na druhý dělič kmitočtu, ktorého výstup je připo-jený na pohonnú jednotku zváracieho horáka. Výhodou kapacitného snímača je skutočnosť, že na jehofunkciu nevplýva magnetické pole oblúka, ktoré u mnohých typovsnímačov /napr. indukčných/ negativné posobí na ich funkciu.Dalšími výhodami je malý rozměr snímača a univerzálně použitiepre všetky typy oblúkového zvárania.The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the teachings of the invention, wherein the capacitive contactless distance sensor is connected to a variable frequency input oscillator, the output of which, together with the fixed frequency oscillator output, is connected to the first frequency divider , the output of which, together with the output of the auxiliary oscillator, is connected to a second frequency divider whose output is connected to the welding torch drive unit. The advantage of the capacitive sensor is the fact that the magnetic field of the arc does not influence the function, which in many types of sensors / e.g. inductive / negative poses to their function. Other advantages are the small size of the sensor and universally use for all types of arc welding.

Pri kapacitnom snímači 1 ide o dva laděné obvody, z ktorýchjeden kmitočet je stály a je nastavitelný a kmitočet druhéhooscilátory sa mění v závislosti od změny kapacity. Túto kapacitupředstavuje ploška snímača 1, pohybujúca sa nad zvarkom a jejhodnota je závislá na zmene výšky od zvarku. Pracovný kmitočetoscilátora 4 s premenným kmitočtom a oscilátora 5 s pevným kmi-točtom bol volený v oblasti 20 - 100 kHz. Výstupy oscilátora 4 s premenlivým kmitočtom a oscilátora 5s pevným kmitočtom je připojený na prvý dělič kmitočtu 6, kto-rého vystup je rozdielom oboch kmitočtov, pričom obvody sú nasta-vené tak» aby tento rozdiel pohyboval sa v rozmedzí 2-5 kHz,takto získaný kmitočet je porovnávaný s výst.upom pomooného osci- - 3 - 233 1S1 látora 7 v druhom děliči kmitočtu 8, ktorého kmitočet je tiež2-5 kHz. Jeho výstup slúži na pohon pohonnej jednotky 9 zvá-racieho horáka 2 uchyteného v držiaku 3.The capacitive sensor 1 is two tuned circuits from which one frequency is constant and adjustable and the frequency of the second oscillator varies depending on the capacity change. This capacitance is the sensor pad 1, moving over the weld, and its value depends on the change in height from the weld. The variable frequency oscillator 4 and the fixed frequency oscillator 5 were selected in the range of 20-100 kHz. The outputs of the variable-frequency oscillator 4 and the fixed-frequency oscillator 5 are connected to a first frequency divider 6, the output of which is a difference between the two frequencies, wherein the circuits are set such that the difference is within 2-5 kHz, thus obtained the frequency is compared with the output of the slower oscillation - 3 - 233 of the transmitter 7 in the second frequency divider 8, the frequency of which is also 2-5 kHz. Its output serves to drive the welding unit 9 of the welding torch 2 mounted in the holder 3.

So zapojením kapaeitného bezkontaktného snímača 1 podl’avynálezu boli urobené skúsky pri zváraní s odtavujúcou sa elektro-dou, keď kapacitný snímač 1 bol umiestaený 35 mm od osi zvára-cieho horáka 2 před a vedla. Zváralo sa prádmi od 150 do 450 A.Výská kapaeitného snímača 1 od zvarku 2 až 15 mra podlá nastavenia.Plocha kapaeitného snímača 1 od 5x5 mm až po 25x25 mra. Stabilitadržania výšky 0,5 mm pri postupovej rýchlosti pohybu zváraciehohoráka 2 30 až 200 mm/min. Bezkontaktný snímač 1 překonával stú-panie a klesanie zvarku až do 45°. Technologické výsledky dosiah-nuté pri zváraní boli velmi dobré.With the connection of the wire contactless sensor 1 of the present invention, the welding electrode welding tests were carried out when the capacitive sensor 1 was placed 35 mm from the welding torch axis 2 before and led. It was welded with linen from 150 to 450 A. It captures the pickup sensor 1 from weld 2 to 15 meters according to the setting. The area of the pickup sensor 1 from 5x5 mm to 25x25 meters. 0.5 mm hold height hold at welding torch speed 2 30 to 200 mm / min. The contactless sensor 1 has overcome the rise and fall of the weld up to 45 °. The technological results achieved in the welding were very good.

Zapojenie kapaeitného snímača podlá vynálezu je možné použitna riadenie chodu zváracieho horáka pri všetkých metodách oblú-kového zvárania a navárania, najma pri tvarovo zložitých zvaren-coch, pričom je možné vyhotovovat aj kútové zvary.The connection of the flow sensor according to the invention can be used to control the operation of the welding torch in all arc welding and welding methods, in particular in the form of complicated welds, while corner welds can also be made.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION The engagement of a capacitive contactless welding torch distance sensor, characterized in that the capacitive non-contact distance sensor (1) is connected to a variable frequency oscillator (4) input whose output together with the oscillator output (5) is connected to the first frequency divider (6), the output of which, together with the output of the auxiliary oscillator (7), is connected to a second frequency divider (8), the output of which is connected to the drive unit (9) of the welding torch. 2 /. 1 drawing