RU2051015C1 - Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method - Google Patents
Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2051015C1 RU2051015C1 RU92009028A RU92009028A RU2051015C1 RU 2051015 C1 RU2051015 C1 RU 2051015C1 RU 92009028 A RU92009028 A RU 92009028A RU 92009028 A RU92009028 A RU 92009028A RU 2051015 C1 RU2051015 C1 RU 2051015C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- arc
- welding
- joint
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, а именно к способам автоматического направления электрода по стыку с использованием дуги в качестве датчика при электродуговой сварке угловых и разделенных швов с колебаниями электрода поперек стыка в среде защитного газа и под флюсом, и может найти применение в машиностроительной, судостроительной и других отраслях промышленности. The invention relates to the automation of welding processes, and in particular to methods of automatically guiding the electrode along the joint using an arc as a sensor in electric arc welding of fillet and welded joints with electrode vibrations across the joint in a shielding gas environment and under the flux, and can find application in machine building, shipbuilding and other industries.
Целью изобретения является повышение точности слежения за счет использования информации от отклонении горелки от биссектрисы угла разделки стыка. The aim of the invention is to improve the accuracy of tracking through the use of information from the deviation of the burner from the bisector of the angle of cutting the joint.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства управления положением сварочной горелки относительно стыка; на фиг. 2 положения (I, II и III) электрода при сварке симметрично разделенных швов; на фиг.3 графики сигналов в устройстве соответствующие положению I электрода, представленного на фиг.2 (аI отображает напряжение на выходе датчика направления отклонения дуги, бI идеализированная кривая переменной составляющей сварочного тока. вI сигнал на выходе синхронного детектора канала слежения за стыком, гI выходное напряжение сглаживающего фильтра канала слежения за стыком, дI напряжение на выходе двухполупериодного выпрямителя, еI сигнал на выходе синхронного детектора канала слежения за биссектрисой угла разделки стыка, жI напряжение на выходе сглаживающего фильтра канала слежения за биссектрисой угла разделки стыка, з кривая колебаний электрода); на фиг.4 то же, но, соответственно, для положений электрода II и III представленных на фиг.2; на фиг.5 положение электрода при сварке несимметрично разделенных швов; на фиг.6 графики сигналов в устройстве соответствующие положению электрода показанного на фиг.5 (а, б, в, г, д, е, ж выходные сигналы тех же блоков, з та же); на фиг.7 положение электрода при сварке несимметрично разделанных швов; на фиг.8 графики сигналов в устройстве соответствующие положению электрода показанного на фиг.7 (а, б, в, г, д, е, ж выходные сигналы тех же блоков, з та же). Figure 1 presents a structural diagram of a device for controlling the position of the welding torch relative to the joint; in FIG. 2 positions (I, II and III) of the electrode when welding symmetrically separated seams; figure 3 graphs of the signals in the device corresponding to the position I of the electrode shown in figure 2 (aI displays the voltage at the output of the arc deflection direction sensor, bI idealized curve of the variable component of the welding current. VI signal at the output of the synchronous detector of the joint tracking channel, gI output junction tracking channel smoothing filter voltage, dI voltage at the output of a half-wave rectifier, eI signal at the output of the synchronous bisector of the joint cutting angle tracking channel detector, gI voltage the junction at the output of the smoothing filter of the tracking channel for the bisector of the angle of the butt joint, curve of oscillations of the electrode); figure 4 the same, but, respectively, for the positions of the electrode II and III shown in figure 2; figure 5 the position of the electrode when welding asymmetrically separated seams; Fig.6 graphs of signals in the device corresponding to the position of the electrode shown in Fig.5 (a, b, c, d, e, e, g output signals of the same blocks, the same); 7, the position of the electrode when welding asymmetrically cut seams; on Fig graphs of signals in the device corresponding to the position of the electrode shown in Fig.7 (a, b, c, d, e, e, g output signals of the same blocks, the same).
В основу способа управления положением сварочной горелкой положена однозначная зависимость величины сварочного тока от длины дуги. При качании дуги (электрода) поперек стыка свариваемых деталей изменяется длина дуги относительно кромок шва (или стенок при угловом стыке) и, следовательно, величина сварочного тока. The method for controlling the position of the welding torch is based on the unambiguous dependence of the magnitude of the welding current on the length of the arc. When the arc (electrode) is swinging across the joint of the parts to be welded, the length of the arc changes relative to the edges of the seam (or walls at an angular joint) and, therefore, the magnitude of the welding current.
Способ автоматического управления положением продольной оси сварочной горелки относительно биссектрисы угла разделки стыка базируется на теоретически исследованной и экспериментально подтвержденной зависимости фазы и амплитуды двухполупериодно выпрямленного сигнала переменной составляющей сварочного тока. The method of automatically controlling the position of the longitudinal axis of the welding torch relative to the bisector of the angle of the butt joint is based on the theoretically investigated and experimentally confirmed dependence of the phase and amplitude of the half-wave rectified signal of the variable component of the welding current.
При наличии угла отклонения продольной оси сварочной горелки от биссектрисы угла разделки стыка, в двухполупериодно выпрямленном сигнале переменной составляющей сварочного тока имеет место гармоническая составляющая на частоте вынужденных колебаний дуги. Амплитуда этой гармонической составляющей на частоте вынужденных колебаний дуги растет по мере увеличения угла отклонения продольной оси сварочной горелки от биссектрисы угла разделки стыка, а в случае отклонения продольной оси сварочной горелки на противоположные значения угла относительно биссектрисы угла разделки стыка фаза этой гармонической составляющей меняется на 180о. Когда угол отклонения между продольной осью сварочной горелки и биссектрисой угла разделки стыка отсутствует, отсутствует и гармоническая составляющая на частоте вынужденных колебаний дуги в двухполупериодно выпрямленном сигнале переменной составляющей сваpочного тока.In the presence of an angle of deviation of the longitudinal axis of the welding torch from the bisector of the angle of the butt joint, in a half-wave rectified signal of the variable component of the welding current, a harmonic component occurs at the frequency of the forced arc oscillations. The amplitude of this harmonic component at the frequency of forced oscillations of the arc increases as the angle of deviation of the longitudinal axis of the welding torch from the bisector of the angle of the butt increases, and in the case of the deviation of the longitudinal axis of the welding torch by the opposite angle relative to the bisector of the angle of the butt, the phase of this harmonic component changes by 180 ° . When the deviation angle between the longitudinal axis of the welding torch and the bisector of the angle of the butt joint is absent, there is no harmonic component at the frequency of the forced oscillations of the arc in the half-wave rectified signal of the variable component of the welding current.
Устройство управления положением сварочной горелки относительно стыка содержит датчик 1 величины сварочного тока, к выходу которого подключены фильтр верхних частот 2, полосовой фильтр 3 и фильтр нижних частот 4, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 5, к второму входу которого подключен выход источника опорного напряжения 6, выход сравнивающего устройства 5 через усилитель 7 соединен с входом привода 8 коррекции высоты расположения сварочной горелки над свариваемыми кромками, выход полосового фильтра 3 подключен к первому входу синхронного детектора 9, второй вход которого соединен с выходом датчика 10 направления отклонения дуги, а выход через сглаживающий фильтр 11 и усилитель 12 подключен к входу привода 13 перемещения сварочной горелки поперек стыка, выход фильтра верхних частот 2 соединен с входом двухполупериодного выпрямителя 14, выход которого через полосовой фильтр 15 подключен к первому входу синхронного детектора 16, второй вход которого соединен с датчиком 10 направления отклонения дуги, а выход последовательно через сглаживающий фильтр 17, ключ 18 и усилитель 19 подключен к входу привода 20 коррекции продольной оси сварочной горелки к биссектрисе угла разделки стыка, причем управляющий вход ключа 18 соединен с выходом сглаживающего фильтра 11. The control device for the position of the welding torch relative to the junction contains a sensor 1 for the magnitude of the welding current, the output of which is connected to a high-
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Колебания электрода происходят непрерывно (на фиг.3. 4, 6, 8 график з). С помощью датчика 1 величины сварочного тока замеряют величину сварочного тока формируя сигнал с помощью фильтра 4 нижних частот, настроенного на пропускание постоянной составляющей, выделяют сигнал постоянной, а точнее медленно меняющейся величины и с помощью сравнивающего устройства 5 сравнивают ее с напряжением источника опорного напряжения 6, в результате чего на выходе блока 5 формируют сигнал рассогласования высоты расположения сварочной горелки над кромками стыка, который усиливается усилителем 7 и отрабатывается приводом 8 коррекции высоты. Этим достигается стабилизация высоты расположения сварочной горелки над стыком. Oscillations of the electrode occur continuously (Fig. 3, 4, 6, 8, graph h). Using the sensor 1, the magnitude of the welding current measures the magnitude of the welding current, generating a signal using a low-pass filter 4 configured to transmit a constant component, isolating a constant signal, or rather a slowly varying value, and using a comparison device 5 compare it with the voltage of the reference voltage source 6, as a result, at the output of block 5, a signal of a mismatch in the height of the welding torch above the edges of the joint is formed, which is amplified by the amplifier 7 and processed by the
В то же время сигнал с датчика 1 поступает на вход полосового фильтра 3, полоса пропускания которого обеспечивает беспрепятственное прохождение гармонических составляющих с частотами от частоты, равной частоте вынужденных колебаний электрода, до частоты, в шесть раз большей частоты вынужденных колебаний электрода, который пропускает переменную сварочного тока (на фиг. 3, 4, 6, 8 график б), поступающая в свою очередь на первый вход синхронного детектора 9, осуществляющего перемножение ее на сигнал (на фиг.3, 4, 6,8 график а) с выхода датчика 10 направления отклонения дуги, в результате чего на выходе блока 9 формируется напряжение (на фиг.3, 4, 6, 8, график в) постоянная составляющая которого, выделяемая сглаживающим фильтром 11 (на фиг. 3, 4, 6, 8 график г), является сигналом рассогласования, использующимся для наведения горелки на стык, причем полярность этого сигнала отображает направление ухода сварочной горелки от стыка, а величина величину этого ухода, выходное напряжение блока 11 подается на вход усилителя 12 привода 13 перемещения сварочной горелки поперек стыка. Таким образом осуществляется наведение горелки на стык свариваемых деталей. At the same time, the signal from the sensor 1 enters the input of the band-
После того как горелка была наведена на стык (фиг.2 положение I, фиг. 5 и фиг.7) и, соответственно, выходной сигнал сглаживающего фильтра 11 близок к нулю (на фиг.3, 4, 6 график г) открывается ключ 18, на входе которого в случае наличия угла отклонения продольной оси сварочной горелки от биссектрисы угла разделки стыка (фиг.5) был сформирован сигнал рассогласования, полученный следующим образом. After the burner has been aimed at the joint (Fig. 2, position I, Fig. 5 and Fig. 7) and, accordingly, the output signal of the smoothing filter 11 is close to zero (Fig. 3, 4, 6, graph d), key 18 is opened at the input of which, in the presence of an angle of deviation of the longitudinal axis of the welding torch from the bisector of the angle of the butt joint (Fig. 5), a mismatch signal was generated, obtained as follows.
Фильтр верхних частот 2 отсекает постоянную составляющую выходного напряжения блока 1, подавая на вход двухполупериодного выпрямителя 14 сигнал переменной составляющей сварочного тока (на фиг.6 график б) выходной сигнал котоpого (на фиг. 6 график д) через полосовой фильтр 15 с настройками, аналогичными блоку 3, подан на первый вход синхронного детектора 16, реализующему перемножение выходного напряжения блока 15 (на фиг.6 график д) на сигнал с датчика направления отклонения дуги (на фиг.6 график а), поданного на второй вход, в результате постоянная составляющая выходного напряжения синхронного детектора 16 (на фиг.6 график е), выделяемая сглаживающим фильтром 17 (на фиг.6 график ж) определяет сигнал рассогласования, пропорциональный углу отклонения продольной оси сварочной горелки от биссектрисы угла разделки стыка, причем знак этого сигнала определяет направление, а величина величину угла отклонения продольной оси сварочной горелки от биссектрисы угла разделки стыка, выходной сигнал блока 17 проходит через открытый ключ 18, усиливается усилителем 19 и отрабатывается приводом 20 угловой коррекции сварочной горелки, посредством чего достигается совмещение продольной оси сварочной горелки с биссектрисой угла разделки стыка. The high-
В случае, если продольная ось сварочной горелки отклонена на противоположное значение угла относительно биссектрисы угла разделки стыка (фиг.7) фаза выходного напряжения блоков 14 и 15 меняется на 180о (на фиг.8 график д), а постоянная составляющая сигнала (на фиг.8 график е) на выходе синхронного детектора 16, выделяемая сглаживающим фильтром 17 (на фиг.8 график ж) имеет противоположный знак.If the longitudinal axis of the welding torch is deviated by the opposite angle relative to the bisector of the angle of the butt joint (Fig. 7), the phase of the output voltage of blocks 14 and 15 changes by 180 ° (in Fig. 8, graph d), and the constant component of the signal (in Fig. .8 graph e) at the output of the synchronous detector 16, emitted by the smoothing filter 17 (in Fig. 8, graph g) has the opposite sign.
Способ и устройство для его реализации обеспечивают получение более достоверной информации о положении продольной оси электросварочной горелки относительно биссектрисы угла разделки стыка в условиях случайного распределения величин сварочного тока и/или напряжения во времени в процессе сварки. The method and device for its implementation provide more reliable information about the position of the longitudinal axis of the electric welding torch relative to the bisector of the angle of the butt joint in the conditions of a random distribution of the values of the welding current and / or voltage over time during the welding process.
Это дает возможность улучшить качество сварного шва в условиях автоматизации процесса сварки, позволяя одновременно понизить требования к разделке стыков и точность позиционирования, а также варить стыки сложной конфигурации (винтообразные и им подобные). This makes it possible to improve the quality of the weld in the conditions of automation of the welding process, while simultaneously reducing the requirements for cutting joints and positioning accuracy, as well as cooking joints of complex configuration (screw-like and the like).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009028A RU2051015C1 (en) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009028A RU2051015C1 (en) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92009028A RU92009028A (en) | 1995-02-20 |
RU2051015C1 true RU2051015C1 (en) | 1995-12-27 |
Family
ID=20132794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92009028A RU2051015C1 (en) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2051015C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448819C2 (en) * | 2010-02-04 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть" | Method of controlling electrical welding torch position and device to this end |
-
1992
- 1992-11-30 RU RU92009028A patent/RU2051015C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1087283, кл. B 23K 9/10, 1984. * |
Авторское свидетельство СССР N 1611628, кл. B 23K 9/10, 1990. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448819C2 (en) * | 2010-02-04 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть" | Method of controlling electrical welding torch position and device to this end |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0201641B1 (en) | Welding torch position detection system and method | |
Jeong et al. | Development of high speed rotating arc sensor and seam tracking controller for welding robots | |
RU2051015C1 (en) | Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method | |
US4556777A (en) | Method and apparatus for welding line tracer control | |
SU1741999A1 (en) | Method and apparatus for tracking the joint of welded articles | |
RU1816593C (en) | Method of control of electric welding torch position and device for effecting the same | |
RU2177860C1 (en) | Apparatus for automatic control of welding head position | |
RU2187414C1 (en) | Apparatus for automatic control of welding head position | |
SU1542799A1 (en) | Apparatus for automatic control of welding head position | |
JPS63192562A (en) | Method and device for profile control in welding | |
RU2205730C1 (en) | Apparatus for automatic control of position of welding head | |
SU1181806A1 (en) | Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint | |
SU1611628A2 (en) | Method and apparatus for automatic control of position of welding head | |
RU92009028A (en) | METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF THE POSITION OF THE ELECTRIC WELDER BURNER WITH RESPECT TO THE JOINT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
SU1187940A1 (en) | Method and apparatus for shaping the width of weld | |
SU1754364A1 (en) | Device for positional control of electrical welding burner | |
SU1097460A1 (en) | Device for controlling position of welding torch relative to butt | |
SU1697999A1 (en) | Apparatus for controlled positioning of a welding head | |
SU1660888A1 (en) | Device for control of the position of a robotъs electric welding burner | |
JP2675624B2 (en) | AC TIG welding method and apparatus | |
RU2212321C1 (en) | Device for control of welding electrode position | |
RU2024372C1 (en) | Method of and device for electron beam welding | |
RU2261159C1 (en) | Electric welding torch position automatic control method | |
SU1720824A1 (en) | Device for controlling position of welding torch | |
RU2251474C1 (en) | Apparatus for automatic control of welding head position |