RU2278770C1 - Apparatus for automatic control of welding torch position - Google Patents

Apparatus for automatic control of welding torch position Download PDF

Info

Publication number
RU2278770C1
RU2278770C1 RU2004136799/02A RU2004136799A RU2278770C1 RU 2278770 C1 RU2278770 C1 RU 2278770C1 RU 2004136799/02 A RU2004136799/02 A RU 2004136799/02A RU 2004136799 A RU2004136799 A RU 2004136799A RU 2278770 C1 RU2278770 C1 RU 2278770C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
inlet
output
outlet
adder
Prior art date
Application number
RU2004136799/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004136799A (en
Inventor
Эдуард Михайлович Соколов (RU)
Эдуард Михайлович Соколов
Владимир Михайлович Панарин (RU)
Владимир Михайлович Панарин
Николай Иванович Воронцов (RU)
Николай Иванович Воронцов
Наталь Вадимована Воронцова (RU)
Наталья Вадимована Воронцова
Эдуард Валерьевич Рощупкин (RU)
Эдуард Валерьевич Рощупкин
Руслан Викторович Соколовский (RU)
Руслан Викторович Соколовский
Original Assignee
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ТулГУ) filed Critical ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ТулГУ)
Priority to RU2004136799/02A priority Critical patent/RU2278770C1/en
Publication of RU2004136799A publication Critical patent/RU2004136799A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2278770C1 publication Critical patent/RU2278770C1/en

Links

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

FIELD: welding processes and equipment in different branches of machine engineering, namely automatic control of welding head position, automatic electric arc gas-shield welding and welding under flux of dressed and angular seams.
SUBSTANCE: outlet terminal of electric arc power source is connected to second inlet of first disconnection device whose outlet is connected to shunt of welding circuit. Outlet of said shunt is connected to welding torch and to inlets of welding current pickup whose outlet is connected to inlets of first and second comparators and to third inlet of analog switching device. Outlet of first comparator is connected to first inlets of first and second flip-flops. Outlet of second comparator is connected to first inlet of analog switching device. Outlets of analog switching device are connected to first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memories whose outlets are connected to first inlets of first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh comparing units. Second inlets of said comparing units are connected to outlets of first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eight, ninth, tenth, eleventh read-only analog memories. Outlet of first, second, third, fourth, fifth comparing units are connected to inlets of first adder. Outlet of sixth comparing unit is connected to inlet of amplifier of height control drive system. Outlets of seventh, ninth, tenth, eleventh comparing units are connected to inlets of second adder. Outlet of first adder is connected to second inlet of twelfth comparing unit and to second inlet of third adder. First inlet of third adder and first inlet of twelve comparing unit are connected to outlets of second adder. Outlet of third adder is connected to inlet of first multiplier and to first inlet of controlled amplifier of electrode oscillation amplitude whose second inlet is connected to second outlet of electrode oscillation setter. First outlet of electrode oscillation setter is connected to second inlet of analog switching device. Outlet of controlled amplifier of electrode oscillation amplitude is connected to first inlet of fourth adder. Outlet of fourth adder is connected to inlets of third and fourth comparators and to first inlet of first analog switch. Outlet of third comparator is connected to second inlet of first flip-flop and to third inlet of second flip-flop. Outlet of fourth comparator is connected to third inlet of first flip-flop and to second inlet of second flip-flop. Outlet of first flip-flop is connected to second inlet of first analog switch. Outlet of second flip-flop is connected to second inlet of second analog switch. First inlet of second analog switch is connected to outlet of first analog switch. Outlet of second analog switch is connected to its first inlet by means of drive unit of torch motion across butt. Outlet of second multiplier is connected to second inlet of fifth adder. Outlet of amplifier of drive unit for controlling height is connected to inlet of third multiplier and to first inlet of drive unit for controlling height. Outlet of third multiplier is connected to first inlet of fifth adder whose outlet is connected to first inlet of second disconnection device and to second inlet of first disconnection device. Drive units power source is connected to second inlet of second disconnection device. Outlet of second disconnection device is connected to second inlet of drive unit for moving torch across butt and to second inlet of drive unit for controlling height. Welding torch movement is controlled by means of drive unit for controlling height and drive unit for moving torch across butt.
EFFECT: improved quality of welded joint.
1 dwg

Description

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 invention relates to the field of automation of welding processes, more precisely, to automation of electric arc welding of cut and fillet welds in a shielding gas environment and submerged arc. 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).There are a number of devices for pointing the electrode to the joint of the welded edges using the arc as a sensing element (see Timchenko VA and other Systems of automatic guidance of the electrode on the connection line using the arc as a sensor // Automatic welding. - 1981. - N 6, p. 59-64).

Известно устройство управления движением сварочной горелки 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 (патент ФРГ №2533448, опубликованный 27.01.77 г., МПК5 В 23 К 9/10).A device for controlling the movement of a welding torch relative to the axis of a joint during a mechanized welding process, comprising a welding current sensor, an arc deflection sign sensor, analog integrators, a control circuit, a welding torch moving drive across the joint and a control circuit for this drive (FRG patent No. 2533448, published January 27, 2011. 77 g., IPC 5 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, аналоговый коммутатор, аналоговую память, устройства сравнения, постоянную аналоговую память, первый и второй сумматоры, компараторы, аналоговые ключи, усилитель привода управления высотой, привод управления высотой, привод движения сварочной горелки поперек стыка (патент на изобретение РФ №2240903 от 27.11.2004 г.).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, an analog switch, an analog memory, a comparison device, a constant analog memory, the first and second adders, comparators, analog switches, an amplifier height control drive, height control drive, welding torch movement drive across the joint (RF patent No. 2240903 of November 27, 2004).

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно имеет повышенную инерционность за счет использования фильтров.The disadvantage of this device is that it has an increased inertia due to the use of filters.

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, первый аналоговый коммутатор, первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую, восьмую, девятую, десятую, одиннадцатую аналоговую память, первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое, седьмое, восьмое, девятое, десятое, одиннадцатое, двенадцатое устройство сравнения, первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую, восьмую, девятую, десятую, одиннадцатую постоянную аналоговую память, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий компараторы, первый и второй аналоговые ключи, усилитель привода управления высотой, привод управления высотой, привод движения сварочной горелки поперек стыка, дополнительно введены первое и второе отключающее устройство, третий, четвертый и пятый сумматор, регулируемый усилитель амплитуды колебаний электрода, задатчик колебаний, четвертый и пятый компараторы, первый и второй триггеры, первый, второй и третий умножители, масштабирующий усилитель, источник питания приводов, причем выход источника питания дуги подключен к второму входу первого отключающего устройства, выход которого подключен к шунту в сварочной цепи, выход которого подсоединен к сварочной горелке и подключен к входам датчика величины сварочного тока, выход которого подключен к входам первого и второго компараторов и третьему входу аналогового коммутатора, выход первого компартора подключен к первым входам первого и второго триггеров, выход второго компаратора подключен к первому входу аналогового коммутатора, выходы аналогового коммутатора подключены к первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой, десятой, одиннадцатой аналоговой памяти, выходы которой подключены к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого устройства 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 усилителя привода управления высотой, выходы седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого устройств сравнения подключены к входам второго сумматора, выход первого сумматора подключен к второму входу двенадцатого устройства сравнения и второму входу третьего сумматора, к первому входу третьего сумматора и первому входу двенадцатого устройства сравнения подключен выход второго сумматора, выход третьего сумматора подключен к входу первого умножителя и к первому входу регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода, ко второму входу которого подключен второй выход задатчика колебаний, первый выход которого подключен ко второму входу аналогового коммутатора, выход регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода подключен к первому входу четвертого сумматора, выход первого умножителя, подключен к третьему входу пятого сумматора, выход двенадцатого устройства сравнения подключен к входу масштабирующего усилителя, выход которого подключен к входу второго умножителя и второму входу четвертого сумматора, выход четвертого сумматора подключен к входам третьего и четвертого компараторов и первому входу первого аналогового ключа, выход третьего компаратора подключен к второму входу первого триггера и третьему входу второго триггера, выход четвертого компаратора подключен к третьему входу первого триггера и второму входу второго триггера, выход первого триггера подключен к второму входу первого аналогового ключа, выход второго триггера подключен к второму входу второго аналогового ключа, к первому входу которого подключен выход первого аналогового ключа, выход второго аналогового ключа соединен с первым входом приводом движения горелки поперек стыка, выход второго умножителя подключен к второму входу пятого сумматора, выход усилителя привода управления высотой подключен к входу третьего умножителя и первому входу привода управления высотой, выход третьего умножителя подключен к первому входу пятого сумматора, выход которого подключен к входу пятого компаратора, выход которого подключен к первому входу второго отключающего устройства и второму входу первого отключающего устройства, к второму входу второго отключающего устройства подключен источник питания приводов, выход второго отключающего устройства соединен с вторым входом привода движения сварочной горелки поперек стыка и вторым входом привода управления высотой, привод управления высотой и привод движения сварочной горелки поперек стыка управляют движением сварочной горелки.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 first analog switch, a first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memory, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, twelfth comparison device, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth eleven permanent analog memory, first and second adders, first, second and third comparators, first and second analog keys, height control drive amplifier, height control drive, welding torch movement drive across the joint, the first and second disconnecting devices, the third, fourth are introduced and a fifth adder, an adjustable electrode amplitude amplifier, an oscillator, fourth and fifth comparators, first and second triggers, first, second and third multipliers, a scaling amplifier, a source to drive power, and the output of the arc power source is connected to the second input of the first disconnecting device, the output of which is connected to a shunt in the welding circuit, the output of which is connected to the welding torch and connected to the inputs of the welding current sensor, the output of which is connected to the inputs of the first and second comparators and the third input of the analog switch, the output of the first comparator is connected to the first inputs of the first and second triggers, the output of the second comparator is connected to the first input of the analog switch, outputs analog switch connected to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh analog memory, the outputs of which are connected to the first inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, the ninth, tenth, eleventh comparison device, to the second inputs of which the outputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh permanent analog memory are connected, the outputs of the first, second, third, fourth oh, the fifth comparison device is connected to the inputs of the first adder, the output of the sixth comparison device is connected to the input of the height control amplifier, the outputs of the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh comparison devices are connected to the inputs of the second adder, the output of the first adder is connected to the second input of the twelfth device comparison and the second input of the third adder, to the first input of the third adder and the first input of the twelfth comparison device connected to the output of the second adder, the output of the third the matator is connected to the input of the first multiplier and to the first input of the adjustable amplifier of the amplitude of oscillation of the electrode, the second input of which is connected to the second output of the oscillator, the first output of which is connected to the second input of the analog switch, the output of the adjustable amplifier of amplitude of oscillation of the electrode is connected to the first input of the fourth adder, output the first multiplier is connected to the third input of the fifth adder, the output of the twelfth comparison device is connected to the input of the scaling amplifier, the output of which it is connected to the input of the second multiplier and the second input of the fourth adder, the output of the fourth adder is connected to the inputs of the third and fourth comparators and the first input of the first analog key, the output of the third comparator is connected to the second input of the first trigger and the third input of the second trigger, the output of the fourth comparator is connected to the third the input of the first trigger and the second input of the second trigger, the output of the first trigger is connected to the second input of the first analog key, the output of the second trigger is connected to the second input to the second analog key, to the first input of which the output of the first analog key is connected, the output of the second analog key is connected to the first input by the burner movement drive across the joint, the output of the second multiplier is connected to the second input of the fifth adder, the output of the height control amplifier is connected to the input of the third multiplier and the first input of the height control drive, the output of the third multiplier is connected to the first input of the fifth adder, the output of which is connected to the input of the fifth comparator, the output of which is connected the power supply of the drives is connected to the first input of the second disconnecting device and the second input of the first disconnecting device, the output of the second disconnecting device is connected to the second input of the welding torch movement drive across the joint and the second input of the height control drive, the height control drive and the motion drive welding torch across the joint control the movement of the welding torch.

В устройстве автоматического управления положением сварочной горелки, аналоговый коммутатор, аналоговая память, устройства сравнения, сумматоры, компараторы, аналоговые ключи используются по своему прямому назначению и широко известны в электротехнике. Однако совокупность соединений, указанная выше, в патентной и научно-технической литературе не обнаружены.In the device for automatic control of the position of the welding torch, an analog switch, analog memory, comparison devices, adders, comparators, analog keys 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 сварочной горелкой.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a device for automatic control of a welding torch.

Устройство автоматического управления положением сварочной горелки содержит источник питания дуги 1, соединенный с вторым входом первого отключающего устройства 2, выход которого подключен к шунту в сварочной цепи 3, выход которого подсоединен к сварочной горелке 4 и подключен к входам датчика величины сварочного тока 5, выход которого подключен к входам первого 6 и второго 7 компараторов и третьему входу аналогового коммутатора 8, выход второго компаратора 7 подключен к первому входу аналогового коммутатора 8, выходы аналогового коммутатора 8 подключены к первой 9, второй 10, третьей 11, четвертой 12, пятой 13, шестой 14, седьмой 15, восьмой 16, девятой 17, десятой 18, одиннадцатой 19 аналоговой памяти, выходы которой подключены к первым входам первого 20, второго 21, третьего 22, четвертого 23, пятого 24, шестого 25, седьмого 26, восьмого 27, девятого 28, десятого 29, одиннадцатого 30 устройства сравнения, ко вторым входам которых подключены выходы первой 31, второй 32, третьей 33, четвертой 34, пятой 35, шестой 36, седьмой 37, восьмой 38, девятой 39, десятой 40, одиннадцатой 41 постоянной аналоговой памяти, выходы первого 20, второго 21, третьего 22, четвертого 23, пятого 24 устройств сравнения подключены к входам первого сумматора 42, выход шестого устройства сравнения 25 подключен к входу усилителя привода управления высотой 59, выходы седьмого 26, восьмого 27, девятого 28, десятого 29, одиннадцатого 30 устройств сравнения подключены к входам второго сумматора 43, выход первого сумматора 42 подключен к второму входу двенадцатого устройства сравнения 56 и второму входу третьего сумматора 44, к первому входу третьего сумматора 44 и первому входу двенадцатого устройства сравнения 56 подключен выход второго сумматора 43, выход третьего сумматора 44 подключен к входу первого умножителя 51 и к первому входу регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода 45, ко второму входу которого подключен второй выход задатчика колебаний 46, первый выход которого подключен ко второму входу аналогового коммутатора 8, выход регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода 45 подключен к первому входу четвертого сумматора 52, выход первого умножителя 51, подключен к третьему входу пятого сумматора 61, выход двенадцатого устройства сравнения 56 подключен к входу масштабирующего усилителя 57, выход которого подключен к входу второго умножителя 58 и второму входу четвертого сумматора 52, выход четвертого сумматора 52 подключен к входам третьего 47 и четвертого 48 компараторов и первому входу первого аналогового ключа 53, выход первого компаратора 6 подключен к первым входам первого 49 и второго 50 триггеров, выход третьего компаратора 47 подключен к второму входу первого триггера 49 и третьему входу второго триггера 50, выход четвертого компаратора 48 подключен к третьему входу первого триггера 49 и второму входу второго триггера 50, выход первого триггера 49 подключен к второму входу первого аналогового ключа 53, выход второго триггера 50 подключен к второму входу второго аналогового ключа 54, к первому входу которого подключен выход первого аналогового ключа 53, выход второго аналогового ключа 54 соединен с первым входом привода движения горелки поперек стыка 55, выход второго умножителя 58 подключен к второму входу пятого сумматора 61, выход усилителя привода управления высотой 63 подключен к входу третьего умножителя 60 и первому входу привода управления высотой 63, выход третьего умножителя 60 подключен к первому входу пятого сумматора 61, выход которого подключен к входу пятого компаратора 62, выход которого подключен к первому входу второго отключающего устройства 64 и второму входу первого отключающего устройства 2, к второму входу второго отключающего устройства 64 подключен источник питания приводов 65, выход второго отключающего устройства 64 соединен с вторым входом привода движения сварочной горелки поперек стыка 55 и вторым входом привода управления высотой 63, привод управления высотой 63 и привод движения сварочной горелки поперек стыка 55 управляют движением сварочной горелки 4.The device for automatic control of the position of the welding torch contains an arc power source 1 connected to the second input of the first disconnecting device 2, the output of which is connected to a shunt in the welding circuit 3, the output of which is connected to the welding torch 4 and connected to the inputs of the sensor for the magnitude of the welding current 5, the output of which connected to the inputs of the first 6 and second 7 comparators and the third input of the analog switch 8, the output of the second comparator 7 is connected to the first input of the analog switch 8, the outputs of the analog switch 8 are connected to the first 9, second 10, third 11, fourth 12, fifth 13, sixth 14, seventh 15, eighth 16, ninth 17, tenth 18, eleventh 19 analog memory, the outputs of which are connected to the first inputs of the first 20, second 21 , third 22, fourth 23, fifth 24, sixth 25, seventh 26, eighth 27, ninth 28, tenth 29, eleventh 30 comparison devices, to the second inputs of which the outputs of the first 31, second 32, third 33, fourth 34, fifth 35 are connected , sixth 36, seventh 37, eighth 38, ninth 39, tenth 40, eleventh 41 of constant analog memory, outputs of the first go 20, second 21, third 22, fourth 23, fifth 24 comparison devices are connected to the inputs of the first adder 42, the output of the sixth comparison device 25 is connected to the input of the height control drive amplifier 59, the outputs of the seventh 26, eighth 27, ninth 28, tenth 29, of the eleventh 30 comparison devices are connected to the inputs of the second adder 43, the output of the first adder 42 is connected to the second input of the twelfth comparison device 56 and the second input of the third adder 44, to the first input of the third adder 44 and the first input of the twelfth device output 56, the output of the second adder 43 is connected, the output of the third adder 44 is connected to the input of the first multiplier 51 and to the first input of an adjustable amplifier of the amplitude of oscillations of the electrode 45, the second input of which is connected to the second output of the oscillator 46, the first output of which is connected to the second input of the analog switch 8 , the output of the adjustable amplifier of the amplitude of oscillations of the electrode 45 is connected to the first input of the fourth adder 52, the output of the first multiplier 51 is connected to the third input of the fifth adder 61, the output of the twelve comparison device 56 is connected to the input of the scaling amplifier 57, the output of which is connected to the input of the second multiplier 58 and the second input of the fourth adder 52, the output of the fourth adder 52 is connected to the inputs of the third 47 and fourth 48 comparators and the first input of the first analog switch 53, the output of the first comparator 6 connected to the first inputs of the first 49 and second 50 triggers, the output of the third comparator 47 is connected to the second input of the first trigger 49 and the third input of the second trigger 50, the output of the fourth comparator 48 is connected to a third the input of the first trigger 49 and the second input of the second trigger 50, the output of the first trigger 49 is connected to the second input of the first analog key 53, the output of the second trigger 50 is connected to the second input of the second analog key 54, the first input of which is connected to the output of the first analog key 53, output the second analog switch 54 is connected to the first input of the burner drive drive across the joint 55, the output of the second multiplier 58 is connected to the second input of the fifth adder 61, the output of the height control drive amplifier 63 is connected to the input of the third mind spacer 60 and the first input of the height control drive 63, the output of the third multiplier 60 is connected to the first input of the fifth adder 61, the output of which is connected to the input of the fifth comparator 62, the output of which is connected to the first input of the second disconnecting device 64 and the second input of the first disconnecting device 2, to the second input of the second disconnecting device 64 is connected to a power source of the actuators 65, the output of the second disconnecting device 64 is connected to the second input of the welding torch movement drive across the joint 55 and the second input of the drive board height 63, the control drive height 63 and the drive movement of the welding torch across the junction 55 control the movement of the welding torch 4.

Устройство автоматического управления положением сварочной горелки работает следующим образом.A device for automatically controlling the position of the welding torch operates as follows.

Устройство автоматического управления сварочной горелкой работает следующим образом: задатчик колебаний 46 задает колебания сварочной горелки 4 поперек шва. Аналоговое напряжение этих колебаний поступает на регулируемый усилитель амплитуды колебаний электрода 45. Положение сварочной горелки 4 в цифровом виде поступает на вход аналогового коммутатора 8. При движении сварочной горелки 4 из одного крайнего положения в другое крайнее положение поперек шва на шунте 3 возникают колебания тока. Датчик величины сварочного тока 5 преобразует их в напряжение. С выхода датчика тока 5 сигнал поступает на вход аналогового коммутатора 8, на вход первого компаратора 6 и на вход второго компаратора 7. С помощью аналогового коммутатора 8 (за один проход сварочной горелки из одного крайнего положения в другое) осуществляется выборка значений тока в одиннадцати точках. Если при прохождении очередной точки отсутствует короткое замыкание, то второй компаратор 7 разрешает запись сигнала на первую 9, вторую 10, третью 11, четвертую 12, пятую 13, шестую 14, седьмую 15, восьмую 16, девятую 17, десятую 18, одиннадцатую 19 ячейку аналоговой памяти. Если во время прохождения очередной точки присутствует короткое замыкание, то второй компаратор 7 запрещает запись мгновенного значения тока. С выхода ячеек аналоговой памяти сигналы поступают на входы первого 20, второго 21, третьего 22, четвертого 23, пятого 24, шестого 25, седьмого 26, восьмого 27, девятого 28, десятого 29, одиннадцатого 30 устройств сравнения. В первой 31, второй 32, третьей 33, четвертой 34, пятой 35, шестой 36, седьмой 37, восьмой 38, девятой 39, десятой 40, одиннадцатой 41 ячейках постоянной аналоговой памяти записан образ свариваемого стыка. С выхода первой 31, второй 32, третьей 33, четвертой 34, пятой 35, шестой 36, седьмой 37, восьмой 38, девятой 39, десятой 40, одиннадцатой 41 ячейках постоянной аналоговой памяти сигналы поступают на вторые входы первого 20, второго 21, третьего 22, четвертого 23, пятого 24, шестого 25, седьмого 26, восьмого 27, девятого 28, десятого 29, одиннадцатого 30 устройств сравнения. С выходов первого 20, второго 21, третьего 22, четвертого 23, пятого 24 устройств сравнения сигналы поступают на входы первого сумматора 42, выход шестого 25 устройства сравнения подключен к входу усилителя привода управления высотой сварочной горелки 59. С выхода усилителя привода управления высотой сварочной горелки 59 сигнал поступает на привод управления высотой 63, а привод управления высотой 63 изменяет положение сварочной горелки 4 над стыком по высоте. С выходов седьмого 26, восьмого 27, девятого 28, десятого 29, одиннадцатого 30 устройств сравнения сигналы поступают на входы второго сумматора 43. Сигналы с первого сумматора 42 и второго сумматора 43 поступают на третий сумматор 44 и двенадцатое устройство сравнения 56. Сигнал с выхода третьего сумматора 44 поступает на регулируемый усилитель амплитуды колебаний электрода 45, изменяя коэффициент усиления этого усилителя. Сигнал с двенадцатого устройство сравнения 56 поступает на масштабирующий усилитель 57. На выходе регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода 45 будет присутствовать напряжение, задающее колебания сварочного электрода. На выходе масштабирующего усилителя 57 выделяется сигнал, пропорциональный отклонению сварочной горелки 4 от линии стыка. Сигналы с регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода 45 и масштабирующего усилителя 57 поступают на четвертый сумматор 52. Сигнал с четвертого сумматора 52 проходит через первый аналоговый ключ 53, второй аналоговый ключ 54 и управляет приводом движения сварочной горелки поперек стыка 55. Сигнал с четвертого сумматора 52 поступает также на третий компаратор 47 и четвертый компаратор 48. При отклонении сварочной горелки 4 от линии стыка в одну сторону третий компаратор 47 выдает на выходе единицу, а четвертый компаратор 48 выдает на выходе ноль. При отклонении сварочной горелки 4 в другую сторону от линии стыка третий компаратор 47 выдает на выходе ноль, а четвертый компаратор 48 выдает на выходе единицу. Сигнал с третьего компаратора 47 поступает на управляющий вход первого триггера 49 и вход сброса второго триггера 50. Сигнал с выхода четвертого компаратора 48 поступает на управляющий вход второго триггера 50 и вход сброса первого триггера 49. С выхода первого компаратора 6 сигнал поступает на сихронизирующие входы первого 49 и второго 50 триггеров. В случае, если сварочная горелка 4 приближается к стенке шва, сварочный ток возрастает, на выходе первого компаратора 6 появляется единица, срабатывает соответствующий триггер 49 или 50 и размыкается первый 53 или второй 54 аналоговый ключ. С привода движения сварочной горелки поперек стыка 55 снимается сигнал и движение сварочной горелки 4 к стенке прекращается. При поступлении сигнала движения в противоположную сторону третий 47 и четвертый 48 компараторы инвертируют свои выходные сигналы и сработавший триггер сбрасывается в ноль, а соответствующий первый 53 или второй 54 аналоговый ключ снова замыкается и на привод движения сварочной горелки поперек стыка 55 снова будет подаваться управляющее напряжение. Сварочная горелка 4 будет двигаться от стенки. На вход первого умножителя 51 сигнал поступает с регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода 45, на вход второго умножителя 58 сигнал поступает с масштабирующего усилителя 57, на вход третьего умножителя 60 поступает с усилителя привода управления высотой 59. Умножители перемножают поступившие сигналы сами на себя. Выходные сигналы умножителей 51, 58 и 60 суммируются пятым сумматором 61. Сигнал с пятого сумматора 61 поступает на пятый компаратор 62. Если суммарная ошибка по амплитуде колебаний, отклонению от линии стыка и высоте сварочной горелки над стыком превышает заданный порог, пятый компаратор 62 выдает логическую единицу. Напряжение с источника питания приводов 65 через второе отключающее устройство 64 поступает на привод движения сварочной горелки поперек стыка 55 и привод управления высотой 63. При появлении на выходе пятого компаратора 62 логической единицы она подается на первое отключающее устройство 2 и второе отключающее устройство 64. Первое отключающее устройство 2 размыкается и обесточивает цепь сварки. Второе отключающее устройство 64 при поступлении логической единицы отключает напряжение питания с приводов 55 и 63.The automatic control of the welding torch operates as follows: the oscillation master 46 sets the oscillations of the welding torch 4 across the seam. The analog voltage of these oscillations is supplied to an adjustable amplifier of the amplitude of oscillations of the electrode 45. The position of the welding torch 4 is digitally input to the analog switch 8. When the welding torch 4 moves from one extreme position to another extreme position across the seam on shunt 3, current fluctuations occur. The welding current sensor 5 converts them into voltage. From the output of the current sensor 5, the signal goes to the input of the analog switch 8, to the input of the first comparator 6 and to the input of the second comparator 7. Using the analog switch 8 (in one pass of the welding torch from one extreme position to another), current values are selected at eleven points . If there is no short circuit when passing through the next point, then the second comparator 7 allows recording the signal to the first 9, second 10, third 11, fourth 12, fifth 13, sixth 14, seventh 15, eighth 16, ninth 17, tenth 18, eleventh 19 cells analog memory. If during the passage of the next point there is a short circuit, then the second comparator 7 prohibits the recording of the instantaneous current value. From the output of the analog memory cells, the signals are fed to the inputs of the first 20, second 21, third 22, fourth 23, fifth 24, sixth 25, seventh 26, eighth 27, ninth 28, tenth 29, eleventh 30 comparison devices. In the first 31, second 32, third 33, fourth 34, fifth 35, sixth 36, seventh 37, eighth 38, ninth 39, tenth 40, eleventh 41 cells of constant analog memory, the image of the joint being welded is recorded. From the output of the first 31, second 32, third 33, fourth 34, fifth 35, sixth 36, seventh 37, eighth 38, ninth 39, tenth 40, eleventh 41 cells of constant analog memory signals are fed to the second inputs of the first 20, second 21, third 22, fourth 23, fifth 24, sixth 25, seventh 26, eighth 27, ninth 28, tenth 29, eleventh 30 comparison devices. From the outputs of the first 20, second 21, third 22, fourth 23, fifth 24 comparison devices, the signals are fed to the inputs of the first adder 42, the output of the sixth 25 comparison device is connected to the input of the amplifier of the drive control the height of the welding torch 59. From the output of the amplifier drive of the drive control the height of the welding torch 59, the signal is supplied to a height control actuator 63, and a height control actuator 63 changes the position of the welding torch 4 above the joint in height. From the outputs of the seventh 26, eighth 27, ninth 28, tenth 29, eleventh 30 comparison devices, the signals are fed to the inputs of the second adder 43. The signals from the first adder 42 and the second adder 43 are fed to the third adder 44 and the twelfth comparison device 56. The signal from the output of the third the adder 44 is supplied to an adjustable amplifier of the amplitude of oscillation of the electrode 45, changing the gain of this amplifier. The signal from the twelfth comparison device 56 is fed to the scaling amplifier 57. At the output of the adjustable amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode 45 there will be a voltage specifying the oscillations of the welding electrode. The output of the scaling amplifier 57 produces a signal proportional to the deviation of the welding torch 4 from the junction line. The signals from the adjustable amplifier of the amplitude of oscillations of the electrode 45 and the scaling amplifier 57 are fed to the fourth adder 52. The signal from the fourth adder 52 passes through the first analog switch 53, the second analog switch 54 and controls the drive of the welding torch across the junction 55. The signal from the fourth adder 52 is received also to the third comparator 47 and the fourth comparator 48. When the welding torch 4 deviates from the joint line in one direction, the third comparator 47 outputs one, and the fourth comparator 48 outputs zero. When the welding torch 4 deviates to the other side from the joint line, the third comparator 47 gives zero at the output, and the fourth comparator 48 gives one at the output. The signal from the third comparator 47 is fed to the control input of the first trigger 49 and the reset input of the second trigger 50. The signal from the output of the fourth comparator 48 is fed to the control input of the second trigger 50 and the reset input of the first trigger 49. From the output of the first comparator 6, the signal goes to the synchronizing inputs of the first 49 and second 50 triggers. If the welding torch 4 approaches the seam wall, the welding current increases, a unit appears at the output of the first comparator 6, the corresponding trigger 49 or 50 is triggered, and the first 53 or second 54 analog key opens. A signal is removed from the drive driving the welding torch across junction 55 and the movement of the welding torch 4 to the wall is stopped. When a movement signal arrives in the opposite direction, the third 47 and fourth 48 comparators invert their output signals and the triggered trigger is reset to zero, and the corresponding first 53 or second 54 analog switch closes again and the control voltage is again applied to the welding torch movement drive across junction 55. Welding torch 4 will move away from the wall. The signal arrives at the input of the first multiplier 51 from an adjustable amplifier of the amplitude of oscillations of the electrode 45, at the input of the second multiplier 58, the signal is supplied from a scaling amplifier 57, and the input from the third multiplier 60 is supplied from a height control amplifier 59. The multipliers multiply the received signals by themselves. The output signals of the multipliers 51, 58, and 60 are summed by the fifth adder 61. The signal from the fifth adder 61 is fed to the fifth comparator 62. If the total error in the oscillation amplitude, deviation from the junction line and the height of the welding torch above the junction exceeds a predetermined threshold, the fifth comparator 62 gives a logical unit. The voltage from the power supply of the actuators 65 through the second disconnecting device 64 is supplied to the welding torch movement drive across the junction 55 and the height control drive 63. When a logical unit appears at the output of the fifth comparator 62, it is supplied to the first disconnecting device 2 and the second disconnecting device 64. The first disconnecting device device 2 opens and de-energizes the welding circuit. The second disconnecting device 64 upon receipt of a logical unit disconnects the supply voltage from the drives 55 and 63.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает большую точность слежения по стыку, введены ограничения движения сварочной горелки при обнаружении препятствия и отключение устройства если ошибка суммы среднеквадратичных отклонений превышает заданный порог, чем достигается повышение качества сварного соединения.Thus, in comparison with the prototype, the proposed device provides greater tracking accuracy at the junction, restrictions are placed on the movement of the welding torch when an obstacle is detected, and the device is turned off if the error in the sum of the standard deviations exceeds a predetermined threshold, thereby improving the quality of the welded joint.

Claims (1)

Устройство автоматического управления положением сварочной горелки, содержащее источник питания дуги, шунт в сварочной цепи, сварочную горелку, датчик величины сварочного тока, первый аналоговый коммутатор, первую - одиннадцатую аналоговые памяти, первое - двенадцатое устройства сравнения, первую - одиннадцатую постоянные аналоговые памяти, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий компараторы, первый и второй аналоговые ключи, усилитель привода управления высотой, привод управления высотой и привод движения сварочной горелки поперек стыка для управления движением сварочной горелки, отличающееся тем, что дополнительно введены первое и второе отключающие устройства, третий, четвертый и пятый сумматоры, регулируемый усилитель амплитуды колебаний электрода, задатчик колебаний, четвертый и пятый компараторы, первый и второй триггеры, первый, второй и третий умножители, масштабирующий усилитель, источник питания приводов, причем выход источника питания дуги подключен к второму входу первого отключающего устройства, выход которого подключен к шунту в сварочной цепи, выход которого подсоединен к сварочной горелке и подключен к входам датчика величины сварочного тока, выход которого подключен к входам первого и второго компараторов и третьему входу аналогового коммутатора, выход первого компаратора подключен к первым входам первого и второго триггеров, выход второго компаратора подключен к первому входу аналогового коммутатора, выходы аналогового коммутатора подключены к первой - одиннадцатой аналоговым памятям, выходы которых подключены к первым входам первого - одиннадцатого устройств сравнения, ко вторым входам которых подключены выходы первой - одиннадцатой постоянных аналоговых памятей, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого устройств сравнения подключены к входам первого сумматора, выход шестого устройства сравнения подключен к входу усилителя привода управления высотой, выходы седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого устройств сравнения подключены к входам второго сумматора, выход первого сумматора подключен к второму входу двенадцатого устройства сравнения и второму входу третьего сумматора, к первому входу третьего сумматора и первому входу двенадцатого устройства сравнения подключен выход второго сумматора, выход третьего сумматора подключен к входу первого умножителя и к первому входу регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода, ко второму входу которого подключен второй выход задатчика колебаний, первый выход которого подключен ко второму входу аналогового коммутатора, выход регулируемого усилителя амплитуды колебаний электрода подключен к первому входу четвертого сумматора, выход первого умножителя подключен к третьему входу пятого сумматора, выход двенадцатого устройства сравнения подключен к входу масштабирующего усилителя, выход которого подключен к входу второго умножителя и второму входу четвертого сумматора, выход четвертого сумматора подключен к входам третьего и четвертого компараторов и первому входу первого аналогового ключа, выход третьего компаратора подключен к второму входу первого триггера и третьему входу второго триггера, выход четвертого компаратора подключен к третьему входу первого триггера и второму входу второго триггера, выход первого триггера подключен к второму входу первого аналогового ключа, выход второго триггера подключен к второму входу второго аналогового ключа, к первому входу которого подключен выход первого аналогового ключа, выход второго аналогового ключа соединен с первым входом приводом движения горелки поперек стыка, выход второго умножителя подключен ко второму входу пятого сумматора, выход усилителя привода управления высотой подключен к входу третьего умножителя и первому входу привода управления высотой, выход третьего умножителя подключен к первому входу пятого сумматора, выход которого подключен к входу пятого компаратора, выход которого подключен к первому входу второго отключающего устройства и второму входу первого отключающего устройства, к второму входу второго отключающего устройства подключен источник питания приводов, выход второго отключающего устройства соединен с вторым входом привода движения сварочной горелки поперек стыка и вторым входом привода управления высотой.A device for automatic control of the position of the welding torch, containing an arc power source, a shunt in the welding circuit, a welding torch, a welding current sensor, the first analog switch, the first is the eleventh analog memory, the first is the twelfth comparison device, the first is the eleventh permanent analog memory, the first and second adders, first, second and third comparators, first and second analog keys, height control drive amplifier, height control drive and welding torch movement drive across the junction to control the movement of the welding torch, characterized in that the first and second disconnecting devices, the third, fourth and fifth adders, an adjustable amplifier of the amplitude of the oscillations of the electrode, the oscillator, the fourth and fifth comparators, the first and second triggers, the first, second and the third multiplier, a scaling amplifier, a power source for the drives, and the output of the arc power source is connected to the second input of the first disconnecting device, the output of which is connected to a shunt in the welding circuit A circuit whose output is connected to the welding torch and connected to the inputs of the welding current sensor, the output of which is connected to the inputs of the first and second comparators and the third input of the analog switch, the output of the first comparator is connected to the first inputs of the first and second triggers, the output of the second comparator is connected to the first the input of the analog switch, the outputs of the analog switch are connected to the first to eleventh analog memories, the outputs of which are connected to the first inputs of the first to eleventh devices the second inputs of which the outputs of the first to eleventh permanent analog memories are connected, 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 height control amplifier, the outputs of the seventh, eighth, the ninth, tenth, eleventh comparison devices are connected to the inputs of the second adder, the output of the first adder is connected to the second input of the twelfth comparison device and the second input of the third sum at the first input of the third adder and the first input of the twelfth comparison device, the output of the second adder is connected, the output of the third adder is connected to the input of the first multiplier and to the first input of an adjustable amplifier of the amplitude of oscillations of the electrode, the second output of which is connected to the oscillator, the first output of which is connected to the second input of the analog switch, the output of an adjustable amplifier of the amplitude of oscillations of the electrode is connected to the first input of the fourth adder, the output of the first one will multiply If it is connected to the third input of the fifth adder, the output of the twelfth comparison device is connected to the input of the scaling amplifier, the output of which is connected to the input of the second multiplier and the second input of the fourth adder, the output of the fourth adder is connected to the inputs of the third and fourth comparators and the first input of the first analog key, the output of the third the comparator is connected to the second input of the first trigger and the third input of the second trigger, the output of the fourth comparator is connected to the third input of the first trigger and the second during the second trigger, the output of the first trigger is connected to the second input of the first analog key, the output of the second trigger is connected to the second input of the second analog key, the first input of which is connected to the output of the first analog key, the output of the second analog key is connected to the first input by the burner movement drive across the junction, the output of the second multiplier is connected to the second input of the fifth adder, the output of the height control amplifier amplifier is connected to the input of the third multiplier and the first input of the height control drive, the output of the third multiplier is connected to the first input of the fifth adder, the output of which is connected to the input of the fifth comparator, the output of which is connected to the first input of the second disconnecting device and the second input of the first disconnecting device, the power supply of the drives is connected to the second input of the second disconnecting device, the output of the second disconnecting device is connected with a second input of the welding torch movement drive across the joint and a second input of the height control drive.
RU2004136799/02A 2004-12-15 2004-12-15 Apparatus for automatic control of welding torch position RU2278770C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004136799/02A RU2278770C1 (en) 2004-12-15 2004-12-15 Apparatus for automatic control of welding torch position

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004136799/02A RU2278770C1 (en) 2004-12-15 2004-12-15 Apparatus for automatic control of welding torch position

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004136799A RU2004136799A (en) 2006-05-27
RU2278770C1 true RU2278770C1 (en) 2006-06-27

Family

ID=36711128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004136799/02A RU2278770C1 (en) 2004-12-15 2004-12-15 Apparatus for automatic control of welding torch position

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2278770C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004136799A (en) 2006-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4350868A (en) Follow-up control apparatus for controlling the movement of a welding weaving device
CA1205145A (en) Automatic weld line following method
CN101327545B (en) Real time technique for tracking weld joints of gas metal arc welding by magnetic controlled electric arc sensor
CA1233489A (en) Microvector control for edge and joint following
EP1077101A3 (en) Method and apparatus for determining seam tracking control of arc welding
US4249061A (en) Method and apparatus for arc welding
RU2278770C1 (en) Apparatus for automatic control of welding torch position
RU2187414C1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU2177860C1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU2240903C1 (en) Apparatus for data discrimination and controlling position of welding electrode
RU2251474C1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU2205730C1 (en) Apparatus for automatic control of position of welding head
RU2217276C1 (en) Apparatus for controlling motion of welding electrode
RU2212321C1 (en) Device for control of welding electrode position
RU2212320C1 (en) Device for automatic control of welding head position
RU2217277C1 (en) Apparatus for automatically controlling position of welding head
SU1754364A1 (en) Device for positional control of electrical welding burner
SU1697999A1 (en) Apparatus for controlled positioning of a welding head
RU2152857C1 (en) Welding head position automatic control device
SU1660888A1 (en) Device for control of the position of a robotъs electric welding burner
JPS6215317B2 (en)
RU2147270C1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU2255846C1 (en) Apparatus for automatic correction of welding torch movement
SU1194624A1 (en) Apparatus for controlling position of electric welding torch relative to joint
SU1097460A1 (en) Device for controlling position of welding torch relative to butt

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061216