RU2240903C1

RU2240903C1 - Apparatus for data discrimination and controlling position of welding electrode

Info

Publication number: RU2240903C1
Application number: RU2003104032/02A
Authority: RU
Inventors: В.М. Панарин (RU); В.М. Панарин; Э.В. Рощупкин (RU); Э.В. Рощупкин; Н.И. Воронцов (RU); Н.И. Воронцов; Н.В. Воронцова (RU); Н.В. Воронцова
Original assignee: Тульский государственный университет
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2004-11-27

Abstract

FIELD: automatization of welding procedures, namely of electric-arc gas-shield welding and flux welding of dressed and angular seams.

SUBSTANCE: apparatus has electric current pickup whose outlet is connected with inlet of first analog switching unit. Outlets of first analog switching unit are connected with inlets of first, second, third, forth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memory respectively. Outlets of analog memory are connected with inlets of first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh filters of mean smoothed value; outlets of said filters are connected with first inlets of first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh comparators. Second inlets of comparators are connected with outlets of first second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh read-only analog memory respectively. Outlets of first second, third, forth, fifth comparators are connected with inlets of first adder. Outlet of sixth comparator is connected with inlet of third comparator and with inlet of second analog switch. Outlet of third comparator is connected with first inlet of first "AND"-gate and with inlet of third inverter. Outlet of third inverter is connected with second inlet of second "AND"- gate. Outlets of seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh comparators are connected with inlets of second adder. First inlet of first adder is connected with inlet of first comparator. Second outlet of first adder is connected with inlet of first analog switch. Outlet of second adder is connected with first inlet of second comparator. Outlet of first comparator is connected with first inlet of "Exclusive OR" - gate whose second inlet is connected with outlet of second comparator. Outlet of "Exclusive OR"- gate is connected with inlet of first inverter whose outlet is connected with control inlet of first analog switch. First outlet of first analog switch is connected with inlet of third analog switch. Second outlet of first analog switch is connected with inlet of correction amplifier whose outlet is connected with inlet of drive unit for feeding welding torch along butt. Outlet of said drive unit is connected with welding torch. Outlet of second analog switching unit is connected with inlet of minimum discrimination unit whose outlet is connected with first inlet of digital memory. First outlet of control unit is connected with controlled inlet of second analog switching unit and with second inlet of digital memory. Second outlet of control unit is connected with minimum discrimination unit. Third outlet of control unit is connected with first inlet of comparator whose second inlet is connected with outlet of digital memory. Outlet of comparator is connected with first inlet of control unit of drive for moving welding torch across butt and with inlet of "OR"- gate. First outlet of control unit of drive for moving welding torch across butt is connected with third inlet of comparator. Second outlet of said control unit is connected with drive for correcting motion of welding torch across butt whose outlet is connected with welding torch. Outlet of "OR"- gate is connected with inlet of second inverter whose outlet is connected with second inlet of first "AND"- gate and with first inlet of second "AND"- gate. Outlet of first "AND"- gate is connected with control inlet of second analog switch whose outlet is connected with inlet of amplifier of drive unit for controlling height. Outlet of said amplifier is connected with inlet of drive unit for controlling height of welding torch whose outlet is connected with welding torch. Outlet of second "AND"- gate is connected with control inlet of third analog switch whose outlet is connected with inlet of amplifier of electrode oscillation amplitude. Outlet of amplifier of electrode oscillation amplitude is connected with inlet of regulator of said amplitude; first outlet of said regulator is connected with control inlet of first comparator whose second outlet is connected with welding torch.

EFFECT: enhanced quality of welded joint at welding with short circuiting.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области автоматизации сварочных процессов, более точно - к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых швов в среде защитных газов и под флюсом. Оно может найти применение в машиностроении и приборостроении.The present invention relates to the field of automation of welding processes, more specifically to the automation of electric arc welding of cut and fillet welds in a shielding gas environment and under the flux. It can find application in mechanical engineering and instrument making.

До настоящего времени большинство процессов электродуговой сварки ведется вручную, требует высокой квалификации сварщика и поддается автоматизации на массовом производстве лишь при условии качественной разделки швов и высокой точности установки деталей по отношению к сварочному стенду. Это связано с тем, что для получения качественного шва при прочих равных условиях необходимо непрерывное совмещение оси горелки с серединой стыка. Таким образом, указанное совмещение является необходимым условием автоматизации электросварочного процесса.Until now, most of the processes of electric arc welding are carried out manually, require a highly skilled welder and can be automated in mass production only under the condition of high-quality cutting of seams and high accuracy of installation of parts in relation to the welding stand. This is due to the fact that to obtain a high-quality weld, all other things being equal, continuous alignment of the axis of the burner with the middle of the joint is necessary. Thus, this combination is a prerequisite for the automation of the electric welding process.

Известен ряд устройств для наведения электрода на стык свариваемых кромок с использованием дуги в качестве чувствительного элемента (см. Тимченко В.А. и др. Системы автоматического наведения электрода на линию соединения с использованием дуги в качестве датчика // Автоматическая сварка. -1981. - N 6. - с.59-64).A number of devices are known for guiding an electrode to a joint of welded edges using an arc as a sensing element (see Timchenko V.A. et al. Systems for automatically guiding an electrode to a connection line using an arc as a sensor // Automatic Welding. -1981. - N 6. - p. 59-64).

Известно устройство управления движением сварочной головки относительно оси стыка при механизированном процессе сварки, содержащее датчик сварочного тока, датчик знака отклонения дуги, аналоговые интеграторы, схему управления, привод перемещения сварочной горелки поперек стыка и схему управления этим приводом (а.с.СССР №1087283, опубл. 1982, МПК⁷ В 23 К 9/10).A device for controlling the movement of the welding head relative to the axis of the joint during a mechanized welding process, comprising a welding current sensor, an arc deflection sign sensor, analogue integrators, a control circuit, a welding torch moving drive across the joint and a control circuit for this drive (a.c.SSSR No. 1087283, publ. 1982, IPC ⁷ V 23 K 9/10).

Недостатком данного устройства является то, что измерение электрических параметров дуги производят в течение одного периода ее качания поперек стыка и, следовательно, результат его зависит от флуктуации тока или напряжения, характерных для процесса электросварки, что снижает качество получаемого шва.The disadvantage of this device is that the measurement of the electric parameters of the arc is carried out during one period of its swing across the junction and, therefore, its result depends on fluctuations in current or voltage characteristic of the electric welding process, which reduces the quality of the resulting weld.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее источник питания дуги, шунт в сварочной цепи, сварочную горелку, датчик величины сварочного тока, усилитель коррекции, привод коррекции сварочной горелки поперек стыка, схему сравнения, усилитель амплитуды колебаний электрода, сумматор, привод подачи сварочной горелки вдоль стыка (а.с.СССР №1187940, опубл. в 1985, МКИ³ В 23 К 9/10).The closest in technical essence is a device containing an arc power source, a shunt in the welding circuit, a welding torch, a welding current sensor, a correction amplifier, a welding torch correction drive across the joint, a comparison circuit, an electrode oscillation amplitude amplifier, an adder, a welding torch feed drive along the junction (ASSSSR No. 1187940, published in 1985, MKI ³ V 23 K 9/10).

Недостаток этого устройства состоит в том, что при сварке с короткими замыканиями оно не обеспечивает требуемого качества.The disadvantage of this device is that when welding with short circuits, it does not provide the required quality.

Задачей изобретения является повышение качества сварного соединения.The objective of the invention is to improve the quality of the welded joint.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее источник питания дуги, шунт в сварочной цепи, сварочную горелку, датчик величины сварочного тока, усилитель коррекции, привод коррекции сварочной горелки поперек стыка, схему сравнения, усилитель амплитуды колебаний электрода, регулятор амплитуды колебаний электрода, сумматор, привод подачи сварочной горелки вдоль стыка, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены первый и второй аналоговые коммутаторы, первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая, седьмая, восьмая, девятая, десятая, одиннадцатая аналоговая память, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый фильтр сглаживающего среднего, первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая, седьмая, восьмая, девятая, десятая, одиннадцатая, двенадцатая схемы сравнения, первая, вторая, третья, четвертая, пятая, шестая, седьмая, восьмая, девятая, десятая, одиннадцатая постоянная аналоговая память, блок управления, блок выделения минимума, цифровая память, блок управления приводом сварочной горелки поперек стыка, второй сумматор, первый и второй и третий компараторы, логический элемент Исключающее ИЛИ, первый, второй и третий инверторы, первый, второй и третий аналоговые ключи, усилитель привода управления высотой сварочной горелки, привод управления высотой сварочной горелки, логический элемент И, первый и второй логические элементы ИЛИ, причем выход датчика тока подключен к входу первого аналогового коммутатора, выходы первого аналогового коммутатора подключены к входам первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой, десятой, одиннадцатой аналоговой памяти, выходы которой подключены к входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого фильтров сглаживающего среднего, выходы которых подключены к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого устройств сравнения, ко вторым входам которых подключены выходы первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой, десятой, одиннадцатой постоянной аналоговой памяти, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого устройств сравнения подключены к входам первого сумматора, выход шестого устройства сравнения подключен к входу третьего компаратора и входу второго аналогового ключа, выход третьего компаратора подключен к первому входу первого логического элемента И и входу третьего инвертора, выход третьего инвертора подключен к второму входу второго логического элемента И, выходы седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого устройств сравнения подключены к входам второго сумматора, первый выход первого сумматора подключен к входу первого компаратора, второй выход первого сумматора подключен к входу первого аналогового ключа, выход второго сумматора подключен к входу второго компаратора, выход первого компаратора подключен к первому входу логического элемента Исключающее ИЛИ, к второму входу которого подключен выход второго компаратора, выход логического элемента Исключающее ИЛИ подключен к входу первого инвертора, выход которого подключен к управляющему входу первого аналогового ключа, первый выход первого аналогового ключа подключен к входу третьего аналогового ключа, второй выход первого аналогового ключа подключен к входу усилителя коррекции, выход которого подключен к входу привода подачи сварочной горелки вдоль стыка, выход которого соединен со сварочной горелкой, выход второго аналогового коммутатора подключен к входу блока выделения минимума, выход которого подключен к первому входу цифровой памяти, первый выход блока управления подключен к управляемому входу второго аналогового коммутатора и второму входу цифровой памяти, второй выход блока управления подключен к блоку выделения минимума, третий выход блока управления подключен к первому входу устройства сравнения, к второму входу которого подключен выход цифровой памяти, выход устройства сравнения подключен к первому входу устройства управления приводом сварочной горелки поперек стыка и входу логического элемента ИЛИ, первый выход устройства, управления приводом сварочной горелки поперек стыка подключен к третьему входу устройства сравнения, второй выход подключен к приводу коррекции сварочной горелки поперек стыка, выход которого соединен со сварочной горелкой, выход логического элемента ИЛИ подключен к входу второго инвертора, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И и первому входу второго логического элемента И, выход первого логического элемента И подключен к управляющему входу второго аналогового ключа, выход которого подключен к входу усилителя привода управления высотой, выход усилителя привода управления высотой подключен к входу привода управления высотой сварочной горелки, выход которого соединен со сварочной горелкой, выход второго элемента И подключен к управляющему входу третьего аналогового ключа, выход которого подключен к входу усилителя амплитуды колебаний электрода, выход усилителя амплитуды колебаний электрода подключен к входу регулятора амплитуды колебаний электрода, первый выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора, второй выход которого подключен к сварочной горелке.This goal is achieved by the fact that in a known device containing an arc power source, a shunt in the welding circuit, a welding torch, a welding current sensor, a correction amplifier, a welding torch correction drive across the joint, a comparison circuit, an electrode oscillation amplitude amplifier, an electrode oscillation amplitude regulator , adder, welding torch feed drive along the junction, characterized in that the first and second analog switches, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, are additionally introduced into the device , seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memory, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh smoothing average filter, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, twelfth comparison schemes, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh permanent analog memory, control unit, minimum allocation unit, digital memory, block welding drive control torches across the joint, the second adder, the first and second and third comparators, the exclusive OR gate, the first, second and third inverters, the first, second and third analog switches, the welding torch height control drive amplifier, the welding torch height control drive, the logic element AND , the first and second logical elements OR, and the output of the current sensor is connected to the input of the first analog switch, the outputs of the first analog switch are connected to the inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, se the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memory, the outputs of which are connected to the inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh filters of the smoothing average, the outputs of which are connected to the first inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh comparison devices, to the second inputs of which the outputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth are connected, eleventh constant analog memory, the outputs of the first, second, third, fourth, fifth comparison devices are connected to the inputs of the first adder, the output of the sixth comparison device is connected to the input of the third comparator and the input of the second analog key, the output of the third comparator is connected to the first input of the first logical element And and the input of the third inverter, the output of the third inverter is connected to the second input of the second logical element And, the outputs of the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh devices are compared I am connected to the inputs of the second adder, the first output of the first adder is connected to the input of the first comparator, the second output of the first adder is connected to the input of the first analog key, the output of the second adder is connected to the input of the second comparator, the output of the first comparator is connected to the first input of the exclusive OR gate, to the second input of which the output of the second comparator is connected, the output of the exclusive OR gate is connected to the input of the first inverter, the output of which is connected to the control input of the first an analog key, the first output of the first analog key is connected to the input of the third analog key, the second output of the first analog key is connected to the input of the correction amplifier, the output of which is connected to the input of the welding torch feed along the joint, the output of which is connected to the welding torch, the output of the second analog switch is connected to the input of the minimum allocation unit, the output of which is connected to the first input of the digital memory, the first output of the control unit is connected to the controlled input of the second analog switch and to the second input of the digital memory, the second output of the control unit is connected to the minimum allocation unit, the third output of the control unit is connected to the first input of the comparison device, the digital memory output is connected to its second input, the output of the comparison device is connected across the first input of the welding torch drive control device across the junction and the input of the logical element OR, the first output of the device, controlling the welding torch drive across the junction is connected to the third input of the comparison device, the second output is connected correction torch of the welding torch across the joint, the output of which is connected to the welding torch, the output of the OR logic element is connected to the input of the second inverter, the output of which is connected to the second input of the first logical element And and the first input of the second logical element And, the output of the first logical element And is connected to the control the input of the second analog key, the output of which is connected to the input of the amplifier of the height control drive, the output of the amplifier of the height control drive is connected to the input of the height control drive oh welding torch, the output of which is connected to the welding torch, the output of the second element And is connected to the control input of the third analog key, the output of which is connected to the input of the amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode, the output of the amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode is connected to the input of the amplitude of the oscillation of the electrode, the first output of which is connected to the control input of the first switch, the second output of which is connected to the welding torch.

В устройстве выделения информации и управления положением сварочного электрода фильтр сглаживающего среднего, аналоговый коммутатор, сумматор, усилитель, привод, датчик сварочного тока, устройство сравнения, блок управления, выпрямитель используются по своему прямому назначению и широко известны в электротехнике. Однако совокупность соединений, указанная выше, в патентной и научно-технической литературе не обнаружена.In the device for extracting information and controlling the position of the welding electrode, a smoothing average filter, an analog switch, an adder, an amplifier, a drive, a welding current sensor, a comparison device, a control unit, and a rectifier are used for their intended purpose and are widely known in electrical engineering. However, the combination of compounds indicated above was not found in the patent and scientific literature.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема устройства автоматического управления положением сварочной горелки.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a device for automatically controlling the position of the welding torch.

Устройство выделения информации и управления положением сварочной головки содержит последовательно соединенные выход источника питания дуги 1, соединенный с входом шунта в сварочной цепи 2, выход которого связан с входом датчика величины сварочного тока 4, выход датчика тока 4 подключен к входу первого аналогового коммутатора 5, выходы первого аналогового коммутатора 5 подключены к входам первой 6, второй 7, третьей 8, четвертой 9, пятой 10, шестой 11, седьмой 12, восьмой 13, девятой 14, десятой 15, одиннадцатой 16 аналоговой памяти, выходы которой подключены к входам первого 17, второго 18, третьего 19, четвертого 20, пятого 21, шестого 22, седьмого 23, восьмого 24, девятого 25, десятого 26, одиннадцатого 27 фильтров сглаживающего среднего, выходы которых подключены к первым входам первого 28, второго 29, третьего 30, четвертого 31, пятого 32, шестого 33, седьмого 34, восьмого 35, девятого 36, десятого 37, одиннадцатого 38 устройств сравнения, ко вторым входам которых подключены выходы первой 39, второй 40, третьей 41, четвертой 42, пятой 43, шестой 44, седьмой 45, восьмой 46, девятой 47, десятой 4S, одиннадцатой 49 постоянной аналоговой памяти, выходы первого 28, второго 29, третьего 30, четвертого 31, пятого 32 устройств сравнения подключены к входам второго сумматора 50, выход шестого устройства сравнения 33 подключен к входу третьего компаратора 61 и входу второго аналогового ключа 63, выход третьего компаратора 61 подключен к входу третьего компаратора 62, выход которого подключен к первому входу первого логического элемента И 62 и входу третьего инвертора 76, выход третьего инвертора 76 подключен к второму входу второго логического элемента И 75, выходы седьмого 34, восьмого 35, девятого 36, десятого 37, одиннадцатого 38 устройств сравнения подключены к входам первого сумматора 51, первый выход первого сумматора 50 подключен к входу первого компаратора 53, второй выход первого сумматора 50 подключен к входу первого аналогового ключа 56, выход второго сумматора 51 подключен к входу второго компаратора 52, выход первого компаратора 53 подключен к первому входу логического элемента Исключающее ИЛИ 54, к второму входу которого подключен выход второго компаратора 52, выход логического элемента Исключающее ИЛИ 54 подключен к входу инвертора 55, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 56, первый выход первого аналогового ключа 56 подключен к входу третьего аналогового ключа 77, второй выход аналогового ключа 56 подключен к входу усилителя коррекции 59, выход которого подключен к входу привода подачи сварочной горелки вдоль стыка 60, выход которого соединен со сварочной горелкой 3, выход второго аналогового коммутатора 66 подключен к входу блока выделения минимума 68, выход которого подключен к первому входу цифровой памяти 69, первый выход блока управления 67 подключен к управляемому входу второго аналогового коммутатора 66 и второму входу цифровой памяти 69, второй выход блока управления 67 подключен к входу блока выделения минимума, третий выход блока управления 67 подключен к первому входу устройства сравнения 70, к второму входу которого подключен выход цифровой памяти 69, выход устройства сравнения 70 подключен к первому входу устройства управления приводом сварочной горелки поперек стыка 71 и входу логического элемента ИЛИ 73, первый выход устройства управления приводом сварочной горелки поперек стыка 71 подключен к третьему входу устройства сравнения 70, второй выход подключен к приводу коррекции сварочной горелки поперек стыка 72, выход которого соединен со сварочной горелкой 3, выход логического элемента ИЛИ 73 подключен к входу второго инвертора 74, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И 63 и первому входу второго логического элемента И 75, выход первого логического элемента И 63 подключен к управляющему входу второго аналогового ключа 64, выход которого подключен к входу усилителя, привода управления высотой 65, выход усилителя привода управления высотой 65 подключен к входу привода управления высотой сварочной горелки 66, выход второго элемента И 75 подключен к управляющему входу третьего аналогового ключа 77, выход которого подключен к входу усилителя амплитуды колебаний электрода 57, выход усилителя амплитуды колебаний электрода 57 подключен к входу регулятора амплитуды колебаний электрода 58, выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора 5, второй выход которого соединен со сварочной горелкой 3.The device for extracting information and controlling the position of the welding head contains a series-connected output of the arc power source 1, connected to the input of the shunt in the welding circuit 2, the output of which is connected to the input of the welding current sensor 4, the output of the current sensor 4 is connected to the input of the first analog switch 5, outputs the first analog switch 5 is connected to the inputs of the first 6, second 7, third 8, fourth 9, fifth 10, sixth 11, seventh 12, eighth 13, ninth 14, tenth 15, eleventh 16 analog memory, the outputs of which are sub are connected to the inputs of the first 17, second 18, third 19, fourth 20, fifth 21, sixth 22, seventh 23, eighth 24, ninth 25, tenth 26, eleventh 27 filters of the smoothing average, the outputs of which are connected to the first inputs of the first 28, second 29 , third 30, fourth 31, fifth 32, sixth 33, seventh 34, eighth 35, ninth 36, tenth 37, eleventh 38 comparison devices, to the second inputs of which the outputs of the first 39, second 40, third 41, fourth 42, fifth 43 are connected sixth 44, seventh 45, eighth 46, ninth 47, tenth 4S, eleventh 49 constant new memory, the outputs of the first 28, second 29, third 30, fourth 31, fifth 32 comparison devices are connected to the inputs of the second adder 50, the output of the sixth comparison device 33 is connected to the input of the third comparator 61 and the input of the second analog key 63, the output of the third comparator 61 is connected to the input of the third comparator 62, the output of which is connected to the first input of the first logical element And 62 and the input of the third inverter 76, the output of the third inverter 76 is connected to the second input of the second logical element And 75, the outputs of the seventh 34, eighth 35, ninth 36, tenth 37, eleventh 38 comparison devices are connected to the inputs of the first adder 51, the first output of the first adder 50 is connected to the input of the first comparator 53, the second output of the first adder 50 is connected to the input of the first analog key 56, the output of the second adder 51 is connected to the input of the second comparator 52, the output of the first comparator 53 is connected to the first input of the exclusive OR 54 logic element, to the second input of which the output of the second comparator 52 is connected, the output of the exclusive OR 54 logic element is connected to the input inverter 55, the output of which is connected to the control input of the analog key 56, the first output of the first analog key 56 is connected to the input of the third analog key 77, the second output of the analog key 56 is connected to the input of the correction amplifier 59, the output of which is connected to the input of the welding torch feed along the junction 60, the output of which is connected to the welding torch 3, the output of the second analog switch 66 is connected to the input of the minimum allocation unit 68, the output of which is connected to the first input of the digital memory 69, the first output of the control unit 67 is connected to the controlled input of the second analog switch 66 and the second input of digital memory 69, the second output of the control unit 67 is connected to the input of the minimum allocation unit, the third output of the control unit 67 is connected to the first input of the comparison device 70, to the second input of which the digital memory output is connected 69, the output of the comparison device 70 is connected to the first input of the welding torch drive control device across the joint 71 and to the input of the OR logic element 73, the first output of the welding torch drive control device and across the junction 71 is connected to the third input of the comparison device 70, the second output is connected to the welding torch correction drive across the junction 72, the output of which is connected to the welding torch 3, the output of the OR gate 73 is connected to the input of the second inverter 74, the output of which is connected to the second input the first logical element And 63 and the first input of the second logical element And 75, the output of the first logical element And 63 is connected to the control input of the second analog key 64, the output of which is connected to the input of the amplifier, drive board height 65, the output of the drive amplifier control control height 65 is connected to the input of the drive control the height of the welding torch 66, the output of the second element And 75 is connected to the control input of the third analog key 77, the output of which is connected to the input of the amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode 57, the output of the amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode 57 is connected to the input of the oscillation amplitude regulator of the electrode 58, the output of which is connected to the control input of the first switch 5, the second output of which is connected to the welding torch 3.

Устройство автоматического управления положением сварочной головки работает следующим образом. Регулятор амплитуды колебаний электрода 58 обеспечивает колебания сварочной горелки 3 поперек шва. При движении сварочной головки 3 из одного крайнего положения в другое крайнее положение поперек шва на шунте 2 возникают колебания тока. Датчик величины сварочного тока 4 преобразует их в напряжение, пропорциональное мгновенному значению сварочного тока. С выхода датчика величины сварочного тока 4 сигнал поступает на вход первого аналогового коммутатора 5. С помощью первого аналогового коммутатора 5 (за один проход сварочной головки из одного крайнего положения в другое) осуществляется выборка значений тока в 11 точках. С выхода первого аналогового коммутатора 5 сигнал поступает на первую 6, вторую 7, третью 8, четвертую 9, пятую 10, шестую 11, седьмую 12, восьмую 13, девятую 14, десятую 15, одиннадцатую 16 ячейки аналоговой памяти.A device for automatically controlling the position of the welding head operates as follows. The regulator amplitude of the oscillations of the electrode 58 provides oscillations of the welding torch 3 across the seam. When the welding head 3 moves from one extreme position to another extreme position across the seam on the shunt 2, current fluctuations occur. The welding current sensor 4 converts them into a voltage proportional to the instantaneous value of the welding current. From the output of the welding current sensor 4, the signal is fed to the input of the first analog switch 5. Using the first analog switch 5 (in one pass of the welding head from one extreme position to another), current values are selected at 11 points. From the output of the first analog switch 5, the signal goes to the first 6, second 7, third 8, fourth 9, fifth 10, sixth 11, seventh 12, eighth 13, ninth 14, tenth 15, eleventh 16 cells of analog memory.

С выхода ячеек аналоговой памяти сигналы поступают на входы первого 17, второго 18, третьего 19, четвертого 20, пятого 21, шестого 22, седьмого 23, восьмого 24, девятого 25, десятого 26, одиннадцатого 27 фильтров сглаживающего среднего. Фильтры сглаживающего среднего усредняют значения измерений. С выходов первого 17, второго 18, третьего 19, четвертого 20, пятого 21, шестого 22, седьмого 23, восьмого 24, девятого 25, десятого 26, одиннадцатого 27 фильтров сглаживающего среднего сигналы поступают на первые входы первого 28, второго 29, третьего 30, четвертого 31, пятого 32, шестого 33, седьмого 34, восьмого 35, девятого 36, десятого 37, одиннадцатого 38 устройств сравнения и входы второго аналогового коммутатора 66. В первой 39, второй 40, третьей 41, четвертой 42, пятой 43, шестой 44, седьмой 45, восьмой 46, девятой 47, десятой 48, одиннадцатой 49 ячейках постоянной аналоговой памяти записан профиль свариваемого стыка.From the output of the analog memory cells, the signals are fed to the inputs of the first 17, second 18, third 19, fourth 20, fifth 21, sixth 22, seventh 23, eighth 24, ninth 25, tenth 26, eleventh 27 smoothing average filters. Smoothing average filters average measurement values. From the outputs of the first 17, second 18, third 19, fourth 20, fifth 21, sixth 22, seventh 23, eighth 24, ninth 25, tenth 26, eleventh 27 filters of the smoothing average signals are sent to the first inputs of the first 28, second 29, third 30 , fourth 31, fifth 32, sixth 33, seventh 34, eighth 35, ninth 36, tenth 37, eleventh 38 comparison devices and inputs of the second analog switch 66. In the first 39, second 40, third 41, fourth 42, fifth 43, sixth 44, seventh 45, eighth 46, ninth 47, tenth 48, eleventh 49 constant analog cells amyati recorded profile of the welded joint.

С выхода первой 39, второй 40, третьей 41, четвертой 42, пятой 43 ячеек постоянной аналоговой памяти сигнал поступает на второй вход первого 28, второго 29, третьего 30, четвертого 31, пятого 32, шестого 33, седьмого 34, восьмого 35, девятого 36, десятого 37, одиннадцатого 38 устройств сравнения. Устройства сравнения выделяют разность между двумя поступившими сигналами. С выходов первого 17, второго 18, третьего 19, четвертого 20, пятого 21 устройств сравнения сигналы поступают на входы второго сумматора 50. Выход шестого устройства сравнения подключен к входу третьего компаратора 61 и входу второго аналогового ключа 63, выход третьего компаратора 61 подключен к первому входу первого логического элемента И 62 и входу третьего инвертора 76, выход третьего инвертора 76 подключен к второму входу второго логического элемента И 75.From the output of the first 39, second 40, third 41, fourth 42, fifth 43 cells of constant analog memory, the signal is fed to the second input of the first 28, second 29, third 30, fourth 31, fifth 32, sixth 33, seventh 34, eighth 35, ninth 36, tenth 37, eleventh 38 comparison devices. Comparison devices distinguish the difference between two incoming signals. From the outputs of the first 17, second 18, third 19, fourth 20, fifth 21 comparison devices, the signals are fed to the inputs of the second adder 50. The output of the sixth comparison device is connected to the input of the third comparator 61 and the input of the second analog key 63, the output of the third comparator 61 is connected to the first the input of the first logical element And 62 and the input of the third inverter 76, the output of the third inverter 76 is connected to the second input of the second logical element And 75.

С выходов седьмого 34, восьмого 35, девятого 36, десятого 37, одиннадцатого 38 устройств сравнения сигналы поступают на входы первого сумматора 51. С выхода второго сумматора 50 сигнал поступает на вход первого компаратора 53, со второго выхода первого сумматора сигнал поступает на вход первого аналогового ключа 56, с выхода второго сумматора 52 сигнал поступает на вход второго компаратора 52. Выход первого компаратора 52 подключен к первому входу логического элемента Исключающее ИЛИ 54, к второму входу которого подключен выход второго компаратора 52 в логическом элементе Исключающее ИЛИ 54 происходит логическое сравнение поступивших сигналов и с выхода логического элемента Исключающее ИЛИ сигнал поступает на вход инвертора 55, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 56, первый выход аналогового ключа 56 подключен к входу третьего аналогового ключа 77, второй выход аналогового ключа 57 подключен к входу усилителя коррекции 59, выход которого подключен к входу привода подачи сварочной горелки вдоль стыка 60, выход которого соединен со сварочной горелкой 3. Второй аналоговый коммутатор 66 управляется блоком управления 67. С блока управления 67 поступает цифровой сигнал на адресный вход второго аналогового коммутатора 66. В зависимости от этого сигнала второй аналоговый коммутатор 66 подключается к соответствующему входу. С выхода второго аналогового коммутатора 66 сигнал, поступивший на вход аналогового коммутатора, к которому он подключен в данный момент, поступает на блок выделения минимума 68. Блок управления 67 обеспечивает выдачу трех типов сигналов: сброса на блок выделения минимума 68 и на блок цифровой памяти 69; цифровой сигнал адреса на блок цифровой памяти 69 и для управления вторым аналоговым коммутатором 66; сигнал разрешения записи для устройства сравнения 70.From the outputs of the seventh 34, eighth 35, ninth 36, tenth 37, eleventh 38 comparison devices, the signals are fed to the inputs of the first adder 51. From the output of the second adder 50, the signal goes to the input of the first comparator 53, from the second output of the first adder the signal goes to the input of the first analog key 56, from the output of the second adder 52, the signal goes to the input of the second comparator 52. The output of the first comparator 52 is connected to the first input of the exclusive OR 54 gate, to the second input of which the output of the second comparator 52 is connected The logical element Exclusive OR 54 logically compares the received signals and the output of the logical element Exclusive OR signal is fed to the input of the inverter 55, the output of which is connected to the control input of the analog key 56, the first output of the analog key 56 is connected to the input of the third analog key 77, the second output is analog the key 57 is connected to the input of the correction amplifier 59, the output of which is connected to the input of the welding torch feed drive along the joint 60, the output of which is connected to the welding torch 3. The second analog the switch 66 is controlled by the control unit 67. A digital signal is supplied from the control unit 67 to the address input of the second analog switch 66. Depending on this signal, the second analog switch 66 is connected to the corresponding input. From the output of the second analog switch 66, the signal received at the input of the analog switch to which it is currently connected is fed to the minimum allocation unit 68. The control unit 67 provides three types of signals: a reset to the minimum allocation unit 68 and to the digital memory unit 69 ; a digital address signal to the digital memory unit 69 and to control the second analog switch 66; write enable signal for comparator 70.

В блоке цифровой памяти 69 записывается номер ячейки аналоговой памяти, в которой был минимум. С выхода цифровой памяти 69 номер адреса поступает на устройство сравнения 70. Устройство сравнения 70 при поступлении сигнала из блока управления 67 вычитает из номера адреса заложенную константу (=6), запоминает ее, и эта разность поступает на цифровой вход блока управления приводом сварочной горелки поперек стыка 71. С первого выхода блока управления приводом сварочной горелки поперек стыка 71 на привод коррекции сварочной горелки поперек стыка 72 поступает полученное число импульсов для коррекции положения сварочной горелки. Со второго выхода блока управления приводом коррекции сварочной горелки поперек стыка 71 на вход устройства сравнения 70 поступает сигнал сброса, который обнуляет запомненное значение, с выхода устройства сравнения 70 сигнал поступает на вход логического элемента ИЛИ 73.In the block of digital memory 69 is recorded the cell number of the analog memory in which there was a minimum. From the output of the digital memory 69, the address number is supplied to the comparison device 70. When the signal is received from the control unit 67, the comparison device 70 subtracts the fixed constant (= 6) from the address number, remembers it, and this difference is transmitted across the digital input of the welding torch drive control unit across junction 71. From the first output of the control unit for the welding torch drive across the junction 71, the received number of pulses is received to the welding torch correction drive across the junction 72 to correct the position of the welding torch. From the second output of the control unit of the welding torch correction drive across the junction 71, a reset signal is received at the input of the comparison device 70, which resets the stored value, and from the output of the comparison device 70, the signal is input to the OR gate 73.

Первый выход устройства управления приводом сварочной горелки поперек стыка 71 подключен к третьему входу устройства сравнения 70, второй выход подключен к приводу коррекции сварочной горелки поперек стыка 72, выход логического элемента ИЛИ 73 подключен к входу второго инвертора 74, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И 62 и первому входу второго логического элемента И 75, выход первого логического элемента И 62 подключен к управляющему входу второго аналогового ключа 63, выход которого подключен к входу усилителя привода управления высотой 64, выход усилителя привода управления высотой 64 подключен к входу привода управления высотой сварочной горелки 65. Выход второго элемента И 75 подключен к управляющему входу третьего аналогового ключа 77, выход которого подключен к входу усилителя амплитуды колебаний электрода 57, выход усилителя амплитуды колебаний электрода 57 подключен к входу регулятора амплитуды колебаний электрода 58, первый выход которого подключен к управляющему входу первого коммутатора 5, второй выход которого подключен к сварочной горелки.The first output of the welding torch drive control device across the junction 71 is connected to the third input of the comparison device 70, the second output is connected to the welding torch correction drive across the junction 72, the output of the logic element OR 73 is connected to the input of the second inverter 74, the output of which is connected to the second input of the first logical element And 62 and the first input of the second logical element And 75, the output of the first logical element And 62 is connected to the control input of the second analog switch 63, the output of which is connected to the input amplifies If the control drive height is 64, the output of the height control drive amplifier 64 is connected to the input of the welding torch height control drive 65. The output of the second element And 75 is connected to the control input of the third analog switch 77, the output of which is connected to the input of the oscillation amplitude amplifier of electrode 57, the output of the amplitude amplifier oscillations of the electrode 57 is connected to the input of the oscillation amplitude regulator of the electrode 58, the first output of which is connected to the control input of the first switch 5, the second output of which is connected to the welding g Orliks.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает большую точность слежения по стыку, чем достигается повышение качества сварного соединения.Thus, compared with the prototype of the proposed device provides greater accuracy of tracking at the junction, which is achieved by improving the quality of the welded joint.

Claims

A device for extracting information and controlling the position of the welding electrode, containing an arc power source, a shunt in the welding circuit, a welding torch, a welding current sensor, a correction amplifier, a welding torch correction drive across the joint, a comparison circuit, an electrode vibration amplitude amplifier, an electrode vibration amplitude regulator, adder, welding torch feed drive along the junction, characterized in that the first and second analog switches, the first, second, third, four, are additionally introduced into the device fifth, sixth, seventh, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memory, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh smoothing average filter, first, second, third, fourth , fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, twelfth comparison schemes, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh permanent analog memory, control unit, minimum allocation unit , digital memory, control unit pr water of the welding torch across the joint, the second adder, the first and second and third comparators, the exclusive OR gate, the first, second and third inverters, the first, second and third analog keys, the amplifier for controlling the height of the welding torch, the actuator for controlling the height of the welding torch, logical AND element, first and second logical elements OR, wherein the output of the current sensor is connected to the input of the first analog switch, the outputs of the first analog switch are connected to the inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memory, the outputs of which are connected to the inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh filters smoothing average, the outputs of which are connected to the first inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh comparison devices, the second inputs of which are connected to the outputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, the ninth, tenth, eleventh constant analog memory, the outputs of the first, second, third, fourth, fifth comparison devices are connected to the inputs of the first adder, the output of the sixth comparison device is connected to the input of the third comparator and the input of the second analog key, the output of the third comparator is connected to the first input of the first logic element And and the input of the third inverter, the output of the third inverter is connected to the second input of the second logic element And, the outputs of the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh comparison devices are connected to the inputs of the second adder, the first output of the first adder is connected to the input of the first comparator, the second output of the first adder is connected to the input of the first analog key, the output of the second adder is connected to the input of the second comparator, the output of the first comparator is connected to the first input of the exclusive OR gate, to the second input of which the output of the second comparator is connected, the output of the exclusive OR gate is connected to the input of the first inverter, the output of which is connected to the control the input of the first analog key, the first output of the first analog key is connected to the input of the third analog key, the second output of the first analog key is connected to the input of the correction amplifier, the output of which is connected to the input of the welding torch feed along the joint, the output of which is connected to the welding torch, the output of the second the analog switch is connected to the input of the minimum allocation unit, the output of which is connected to the first input of the digital memory, the first output of the control unit is connected to the controlled input of the second analog of the log switch and the second input of digital memory, the second output of the control unit is connected to the minimum allocation unit, the third output of the control unit is connected to the first input of the comparison device, the digital memory output is connected to its second input, the output of the comparison device is connected to the first input of the welding torch drive control device across the junction and the input of the OR logic element, the first output of the welding torch drive control device across the junction is connected to the third input of the comparison device, second the output is connected to the welding torch correction drive across the joint, the output of which is connected to the welding torch, the output of the OR logic element is connected to the input of the second inverter, the output of which is connected to the second input of the first logic element And and the first input of the second logic element And, the output of the first logic element And connected to the control input of the second analog key, the output of which is connected to the input of the height control amplifier, the output of the height control amplifier is connected to the input yes control the height of the welding torch, the output of which is connected to the welding torch, the output of the second element And is connected to the control input of the third analog key, the output of which is connected to the input of the amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode, the output of the amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode is connected to the input of the regulator of the amplitude of the oscillations of the electrode, the first output which is connected to the control input of the first switch, the second output of which is connected to the welding torch.