SU1002115A1 - След ща система автоматического направлени электрода по стыку свариваемых деталей - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматизации процессов сварки металлов, а именно к средствам автоматического управления положением электрода относительно свариваемого стыкового соединения, и может быть использовано при ⁵ сварке полотнищ, карт, прямошовных и спиральношовных труб.

Известна следящая система для автоматического направления электрода по стыку свариваемых деталей,содержащая кронштейн, на котором установлен указатель и источник света, при этом указатель состоит из ролика с расположенной на его окружности V—образной ₁₅ канавкой, а точка пересечения вертикальной оси ролика и оптической оси источника света расположена в нижней половине ролика ниже вершины V -образной канавки £ 1 ]. J0

В результате повышается контрастность указателя на фоне свариваемого изделия. Недостатком известного устройства является то, что из-за утомления оператора снижаются производительность и качество сварных изделий.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является следящая система для автоматического направления электрода по стыку, которая содержит электромаг^нитный датчик, преобразователь сигнала датчика, корректирующий привод, аналоговый ключ и пороговое устройство, управляющее работой аналогового ключа £2} В данной системе аналоговым ключом служит электромагнитное реле, а пороговым устройством - триггер Шмитта. При подведении свариваемого изделия под датчик срабатывает пороговое устройство и включает аналоговый ключ, подключающий выход преобразователя сигнала дат-, чика к корректирующему приводу и включающий тем самым слежение.

Недостатком этой системы является то, что она не отключает слежения при наличии протеков металла в стыке при сварке изделий, имеющих наложенный с

1002115 4 обратной стороны шов и не информирует стояние <Э между центрами датчиков 2 и о наличии стыка или его отсутствия под датчиком, что приводит к браку свариваемых соединений, снижает качество свариваемых швов и обуславливает необ- $ ходимость повторной сварки, что снижает производительность труда.

Нель изобретения состоит в повышении качества сварного шва за счет повышения надежности слежения. эд

Цель достигается тем, что известная следящая система, содержащая последовательно включенные электромагнитный датчик положения стыка, преобразователь датчика, аналоговый ключ и корректирукяций привод, а также пороговое устройство, связанное с аналоговым ключем, и сварочный корректор с жестко закрепленными на нем сварочной горелкой и электромагнитным датчиком, снабжено эд двумя дополнительными электромагнитными датчиками с двумя преобразователями, суммирующим устройством и звеном задержки, при этом дополнительные электромагнитные датчики закреплены 25 на сварочном корректоре один за другим по ходу сварки впереди датчика положения стыка со* смещением в разные стороны относительно общей оси сварочной горелки и датчика положения стыка, ₃₀ причем каждый из дополнительных электро магнитных датчиков соединен с соответствующим преобразователем, выходы преобразователей подключены к входу суммирующего устройства, причем выход последнего через пороговое устройство и ³³ звено задержки подключен к управляющему входу аналогового ключа.

На фиг. 1 изображено расположение датчиков относительно стыка; на фиг. 2 структурная схема следящей системы.

В устройство для автоматического- направления электрода по стыку свариваемых деталей входят основной электромагнитный датчик 1 положения стыка, до- , полнительные электромагнитные датчики ⁴’ ,2 и 3, преобразователи 4, 5 и 6 сигналов. датчиков, суммирующее устройство 7 сигналов дополнительных датчиков 2 и 3, пороговое устройство 8, звено 9 задержки, аналоговый ключ 10, корректиру— ³⁰ ющий привод 11, сварочный корректор с жестко закрепленными на нем сварочной горелкой 12, основным датчиком 1 и дополнительными электромагнитными датчиками 2 и 3. Дополнительные электро- ⁵⁵ магнитные датчики 2 и 3 смещены относительно общей оси основного датчика 1 и сварочной горелки 12. При этом рас— следует выбирать, минимальным исходя из технологических возможностей их’изготовления. К основному датчику 1 положения стыка 'подключены последовательно преобразователь 4, аналоговый ключ 10 и Корректирующий привод 11. К дополнительному датчику 2 подключен преобразователь 5, а к датчику 3 преобразователь 6.· Выходы обоих преобразователей 5 и 6 подключены к последовательно соединенным суммирующему устройству 7, пороговому устройству 8, звену 9 задержки, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа 10.

Порог срабатывания порогового устройства 8 выставляют таким образом, чтобы оно срабатывало при наличии сигналов о смещениях сЛ стыка относительно обоих дополнительных датчиков 2 и 3.

Звено задержки обеспечивает задержку сигнала на время прохождения сварочной горелкой 12 расстояния, равногорасстоянию между датчиком 1 положения стыка и ближайшим к нему дополнительным датчиком 2.

Следящая система работает следующим образом.

При наличии зазора в стыке сигнал рассогласования об относительном смещении датчика 1 и стыка поступает на преобразователь 4, где он усиливается и преобразуется в постоянное напряжение, величина которого определяет, величину смещения. Это напряжение через откры^ тый аналоговый ключ 10 подается на корректирующий, привод 11, который перемешает сварочный корректор и жестко закрепленные на нем сварочную горелку 12 и датчик 1 положения стыка в направлении уменьшения сигнала рассогласования, тем самым выводят датчик 1, а следовательно, и сварочную горелку на стык. Каждый из дополнительных электромагнитных датчиков 2 и 3 вырабатывает сигнал о смещении датчика относительно стыка. В любой момент времени такое смещение составляет величину сГ+χ где х - смещение основного электромагнитного датчика 1 относительно стыка. При этом для одного из датчиков смещение будет равно сГ+ х, а для другого b*- X. Сигналы пропорциональные этим смещениям, через соответствующие преобразователи 5 и 6 поступают на суммирующее устройство 7, на выходе суммирующего устройства 7 при наличии зазора г

ts дат— сЛ и с на не с за* в стыке появляется напряжение, пропорциональное величине cf+χ-κΛ-χ независимо от смещения х основного электромагнитного датчика 1 относительно стыка.· При этом срабатывает пороговое устройство 8, которое удерживает аналоговый ключ 10 в открытом состоянии, и сигнал - рассогласования с.основно— го электромагнитного датчика 1 поступает через преобразователь 4 и аналоговый ключ 10 на корректирующий привод.

Если в процессе смещения при сварке на изделии имеется участок, где зазор в стыке отсутствует из-за протекающего в него металла или где кромки сильно сдавлены и практически зазора нет, чики 2 и 3 не измеряют смещение с выхода суммирующего устройства пороговое устройство 8 напряжение поступает. Пороговое устройство 8 держкой на время прохождения основным датчиком 1 расстояния, равного расстоянию между основным датчиком 1 и дополнительным электромагнитным датчиком 2, переводит аналоговый ключ 10 в запертое состояние и тем самым размыкает цепь следящей системы. При этом включается сигнализирующее устройство и . оператор переходит на ручное управление.

Следящая система будет также отключена, когда изделие отведено и под датчиками нет свариваемого стыка.

Если в процессе сварки после участка, где отсутствовал зазор в стыке, вновь появится зазор, то за время, пока основной датчик 1 положения стыка подойдет к появившемуся вновь зазору, на аналоговый ключ 10 с выхода порогового устройства 8 через звено 9 задер-. жки поступает напряжение, которое переведет аналоговый ключ 10 в открытое состояние и тем самым замкнет следящую, систему. При этом основной электро-45 магнитный датчик 1 будет находиться над участком стыка, где имеется зазор, и он будет вырабатывать сигнал о смещении стыка.

Таким образом, в предложенной следя? jq щей системе автоматически отключается режим слежения в то время, когда отсутствует зазор в свариваемом стыке, вызванный протеками металла либо чрезмерно большим сжатием кромок. При этом не происходит смешения сварочной горелки со стыка, оператор переходит на руч—

3S

1005115 в ное управление корректором. Когда зазор в свариваемом стыке вновь появится, режим автоматического слежения восстанавливается.

Таким образом, изобретение в отличие от прототипа позволяет автоматизировать процесс совмещения сварочной горелки со стыком при двухсторонней сварке изделий, когда с обратной стороны изделия наложен сварочный шов, и тем самым снизить процент бракованных кзделий на 10-15% (по лабораторным данным), повысить качество сварных изделий и производительность труда.

Claims (2)

1. (54) СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ПО СТЫКУ СВАРИВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относитс  к области а&amp;томатизации процессов сварки металлов, а именно к средствам автоматического управлени  положением электрода относительно свариваемого стыкового соединени , и может быть использовано при сварке полотнищ, карт, пр мошовных и спиральношовных труб. Известна след ща  система дл  автоматического направлени  электрода по стыку свариваемых деталей,содержаща  крошптейн, на котором установлен указатель и источник света, при этом указатель состоит из ролика с расположенной на его окружности V -образной канавкой, а точка пересечени  вертикальной оси ролика и оптической оси иоточника света расположена в нижней пол вине ниже вершины V -образной канавки 1 , В результате повышаетс  контрастност указател  на фоне свариваемого издели  Недостатком известного устройства  вл  етс  то, что из-за утомлени  оператора снижаютс  производительность и качество сварных изделий. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  след ща  система дл  автоматического направлени  электрода по стыку, котора  содержит электромаг нитный датчик, преобразователь сигнала датчика, корректирующий привод, аналоговый ключ и пороговое устройство, управ л$пощее работой аналогового ключа 2 ; В данной системе аналоговым ключом служит электромагнитное реле, а пороговым устройством - триггер Шмитта. При подведении свариваемого ixBaentia под датчик срабатывает пороговое устройство и включает аналоговый ключ, подключ1ак ший выход преобразовател  сигнала дат-, чика к корректирующему приводу и вклю чающий тем самым слежение. Недостатком этой системы  вл етс  то, что она не отключает слежени  при наличии протеков металла в стыке при сварке изделий, имеющих наложенный с обратной сторокы шов и не информирует о наличии стыка или его отсутстви  под датчиком, что приводит к браку свариваемых соединений, снижает качество свариваемых швов и обуславливает необходимость повторной сварки, что снижает производительность труда. Цель изобретени  состоит в повышении качества сварного шва за счет повышени  надежности слежени . Цель достигаетс  тем, что известна  след ща  система, содержаща  последовательно включенные электромагнитный датчик положени  стыка, преобразователь датчика, аналоговый ключ и корректирующий привод, а также пороговое устройство , св занное с аналоговым ключем, и сварочный корректор с жестко закрепленными на нем сварочной горелкой и электромагнитным датчиком, снабжено двум  дополнительными электромагнитными датчиками с двум  преобразовател ми , суммирующим устройством и звеном задержки, при этом дополнительные электромагнитные датчики закреплены ва сварочном корректоре один за другим по ходу сварки впереди датчика положени  стыка со-смещением в разные стороны относительно общей оси сварочной горелки и датчика положени  стыка, причем каждый «з дополнительных элект магнитных датчиков соединен с соответствующим преобразователем, выходы пре образователей подключены к входу сум- мируюшего устройства, причем выход последнего через пороговое устройство и звено задержки подключен к управл кьщему входу аналогового ключа. На фиг. 1 изображено расположение датчиков относительно стыка; на фиг. 2 структурна  схема след щей системы. В устройство дл  автоматического- на правлени  электрода по стыку свариваемых деталей вход т основной электромат нитный датчик 1 положени  стыка, дополнительные электромагнитные датчики ,2 и 3, преобразователи 4, 5 и 6 сит налов, датчиков, суммирующее устройств 7 сигналов дополнительных датчиков 2 3, пороговое устройство 8, звено 9 задержки , аналоговый ключ: 10, корректир ющий привод 11, сварочный корректор с жестко закрепленными на нем сварочной горелкой 12, основным датчиком 1 и до полнительными электромагнитными датчиками 2 и 3. Дополнительные электромагнитные датчики 2 и 3 смещены отн сительно общей оси основного датчика 1 и сварочной горелки 12. При этом ра сто ние в между центрами датчиков 2 и следует выбирать, минимальным исход  з технологических возможностей ихизотовлени . К основному датчику 1 полоени  стыка подключены последовательно реобразователь 4, аналопювый ключ 10 корректирующий привод 11. К дополнительному датчику 2 подключен преобразоатель 5, а к датчику 3 преобразователь 6. Выходы обоих преобразователей 5 и 6 одключены к последовательно соединенным суммирующему устройству 7, пороговому устройству 8, звену 9 задержки, выход оторого подключен к управл ющему вхоУ аналогового ключа 10. Порог срабатывани  порогового устройства 8 выставл ют таким образом, тобы оно срабатывало при наличии сигналов о смещени х сЛ стыка относительно обоих дополнительных датчиков 2 и 3. Звено задержки обеспечивает задержку сигнала на врем  прохождени  сварочной горелкой 12 рассто ни , равногорассто ншо между датчиком 1 положени  стыка и бпижайщим к нему дополнител ным датчиком 2.. . След ща  система работает следующим образом. При наличии зазора в стыке сигнал рассогласовани  об относительном смещении датчика 1 и стыка поступает на преобразоватеда 4, где он усиливаетс  и преобразуетс  в посто нное напр жение, величина которого определ ет, величину смещени . Это напр жение через откры тый аналоговый ключ 10 подаетс  на корректирующий, привод 11, который перемещает сварочшый корректор и жестко закрепленные на нем сварочную горелку 12 и датчик 1 положени  стыка в направлении уменьшени  сигнала рассогласовани , тем самым вывод т датчик 1, а следовательно, и сварочную горелку на стык. Каждый из дополнительных электромагнитных датчиков 2 и 3 вырабатывает сигнал о смещении датчика относительно стыка. В любой момент вр0и(ени такое смещение составл ет величину оГ+х где X - смещение основного электромаг нитного датчика 1 относительно стыка. При этом дл  одного из датчиков смещение будет равно сГ+ х, а дл  другого с X. Сигналы пропорциональные этим смещени м, через соответствующие прео&amp;разователи 5 и 6 поступают на суммируютове устройство 7, на выходе суммируюшего устройства 7 при наличии зазора В стыке по вл етс  напр жение, пропор ционапьное величине 2сЛ, независимо от смещени  х основного апектромагнитного датчика 1 относительно стыка; При этом срабатывает noporcvеое устройство 8, которое удерживает аналоговый ключ 1О в открытом состо нии , и сигнал - рассогласовани  с. основного электромагнитного датчика 1 поступает через преобразователь 4 и аналоговый ключ 10 на корректирующий привод. Если в процессе смещени  при сварке на изделии имеетс  участок, где зазор в стыке отсутствует из-за протекающего в него металла или где кромки сильно сдавлены и практически зазора нет, датчики 2 и 3 не измер ют смещение с/ и с с выхода суммирующего устройства 7 на пороговое устройство 8 напр жение не поступает. Пороговое устройство 8 с за держкой на врем  прохождени  основным датчшсом 1 рассто нии, равного рассто нию между основным датчшсом 1 и допол нительным электромагнитным датчиком 2 переводит аналоговый ключ 10 в запе1 тое состо ние и тем самым размыкает цепь след щей системы. При этом включаетс  сигнализирующее убтройство и оператор переходит на ручное управление. След ща  система будет также отключена , когда изделие отведено и под датчиками нет свариваемого стыка. : Если в процессе сварки после участка , где отсутствовал зазор в стыке, вновь по витс  зазор, то за врем , пока основной датчик 1 положени  стыка по-; дойдет к по вивщемус  вновь зазору, на аналоговый ключ 10 с выхода порогевого устройства В через звено 9 задержки поступает напр жение, которое переведет аналоговый ключ 10 в открытое состо ние и тем самым замкнет след щую систему. При этом основной электро магнитный датчик 1 будет находитьс  над участком стыка, где имеетс  зазор, и он будет вырабатывать сигнал о см&amp;щении стыка. Таким образом, в предложенной след  щей системе автоматически отключаетсзй режим слежени  в то врем , когда отсут ствует зазор в свариваемом стыке, вызванный протеками металла либо чрезмер но большим сжатием кромок. При этом не происходит смещени  сварочной горел ки со стыка, оператор переходит на ручное управление корректором. Когда зазор Б свариваемом стыке вновь по витс , режим автоматического слежени  восстанавливаетс . .Таким образсм, изобретение в отли-. чие от прототипа позвол ет автоматиз1ьровать процесс сою ещени  сварочной горелки со стыком при двухсторонней сва1же изделий, когда с обратной сторо ны издели  наложен сварочный щов, н тем са:мым снизить процент бракованных кзделий на 10-15% tiio .лабораторным данным), повысить качество сварных изделий и производительность труда. Формула изобретени  След ща  система автоматического направлени  электрода по стыку сварива емых деталей, содержаща  последовательно включённые электромагнитный датчик положени  стыка, преобразователь датчика, аналоговый ключ и корректирующий привод, а также пороговое устройство, св занное с аналоговым ключом, и сварочный корректор с жестко закреш1енш 1ми на нем сварочной горелкой и электромагнитным датч1жом, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества сварного шаа за счет повыщени  надежности, она снабжена двум  дополнительными электромагнитными датчиками с двум  пре- образовател ми, суммирующим устройстBOt и звеном задержки, при этом дополнительные электромагнитные датчики закреплены на сварочном корректоре один за другим по ходу сварки впереди датчика положени  стыка со смещением в равные стороны относительно обще оси сварочдой горелки и датчика положени  стыка , причем каждый вз дополнительных электромагнитных датчиков соединен с срответспвующим преобразователем, выходы преобразователей подключены к входу суммирующего устройства, причем выход последнего через пороговое устройство в звено задержки подклкпен к yibравл ющему входу аналогового ключа. Источники инфррмасвн, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 524643, кл. В 23 К 9/10, 1О.07.75.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 742О63, кп. В 23 К 9/1О, О4.О4.77 (прототип).