Изобретение относитс к автомат зации сварочных процессов, в частности к устройствам автоматического направлени сварочной гсУю.вки вдоль стыка. Известен индукционный дйтчик положени свариваемого стыка, содер жащий .Ш-образный магнитопровод, р делененный немагнитной прокладкой, первичную обмотку, питаемую от сети переменного тока, размещенную на центральном стержне, вторичную дифф ренциальную обмотку, размещенную на крайних стержн х, . магнитопровод с открытой сто(зоны замкнут пластиной из ферромагнитного матер ила .ij, Недостатком такого датчика вл етс наличие Ш-образного магнитопровода , подверженного вли нию электромагнитных помех (в частности от сварочной дуги, значительные геометрические размеры, что вл етс существенным при сварке малогабаритных изделий. Известен бесконтактный комбинированный дифференциальный датчик, предназначенный дл направлени сварочной головки по стыку, содержащий основной и дополнительный магнйтопроводы, две согласно включенные индикаторные катушки, раслолокенные на крайних стержн х магнит п|1 овода. При этом плоскости .намотки индикаторных катушек параллельны плоскости издели , а дополнительный магнитопровод отделен от основного датчикаэкранирующей пластиной 2. Недостатком данного датчика вл етс наличие двух магнитопрородов и сложна конструкци . Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл автоматического направлени электрода по стыку, содержащее индукционный датчик и сва рочную головку З. Недостатком известного устройств вл етс Необходимость подбора частоты питани датчика дл компенсаци сигнала, полученного от превышени кромок при осутствии смещени . Поскольку эту частоту необходимо подбирать и передавать через полосовой фильтр, то-этот фильтр должен быть перенастраиваемым либо быть с широкой полосой пропускани , что ухудша ет помехозащищенность схемы. Кроме того, известное устройстве содержит Ш-образный магнитопробод и работает на звуковых частотах, а это , влечет к увеличению геометрических размеров датчика. Целью изобретени вл етс уменьшение габаритов устройства при сохранении чувствительности. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл автоматического направлени сварочной головки вдоль стыка, содержащее первичный преобразователь индукционного типа, ус литель посто нного тока, усилитель мощности, исполнительный двигатель, сварочную головку, генератор, причем сварочна головка механически св зана с первичным преобразователем индуктивного тиНа с исполнительным двигателем, который электрически соединен с усилителем мощности, введены коммутатор, два узкополосных фильтра, два амплитудных детектора, дифференциальный усилитель, операционный усилитель, причем генератор выполнен двухчастотным, а выход его через коммутатор, первичный датчик индуктивного типа, оба входа и выхода обоих узкополосных фильтров, оба входа и выхода обоих амплитудных детекторов, оба входа и выход дифференЦиального урилител , второйвход и выход операционного усилител соединен с усилителем мощности, а выход первого амплитудного детектора через усилитель посто нного тока соединен с первым входом операционногоусилител . . На фиг.1 приведена схема распо- ложени катушек первичного преобра-. зовател индукционного типа над свариваемым стыком; на фиг.2 - блок-схе- ма предлагаемого устройства. Устройство содержит двухчастотный генератор 1, выход которого подключен к коммутатору 2. Коммутатор поочеред- но подключает эти частоты к первичному преобразователю 3 индукционного типа, который жестко св зан со сварочной головкой k. Сварочна головка осуществл ет поперечное перемещение электрода поперек стыка с помощью исполнительного электродвигател 5. Сигнал первичного преобразовател через узкополосные фильтры 6 и7, настроенные соответственно на частоты f( и f2 подаетс на амплитудные детекторы 8 и 9. Сигнал с амплитудного детектора 8 подаетс на усилитель 10 посто нного тока и один из3 входов дифференциального 11. На второй вход этого подаетс сигнал самплитудного детектора 9. Выходы усилителей 10 и М соединены с входами операционного усилител 12., нагруженного на усилитель 15 мощности. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 имее два выхода и непрерывно:генерирует две частоты f и fg.. Выходы генератора подключен к коммутатору 2, который с определенными интервалами времени подключает эти к первичному преобразователю 3 индукционного типа, жестко св занному со сварочной головкой k, Сварочна головка имеет исполнительный реверсивный электродвигатель 5 осуществл ющий перемещение головки поперек стыка в ту или иную сторрну в зависимости от пол рности уп-.,. равл ющего напр жени . Первичный преобразователь выполнен в виде двух .одинаковых плоских катушек индуктивности без сердечников. Оси катушек перпендикул рны поверхности свариваемого издели и разнесены на рассто ние , равное двум диаметрам катушек. Это рассто ние, может . быть и другим, так как оно определ етс требуемой чувствительностью первичного преобразовател и ширИ ной зазора в стыке. .Магнитные noTqKM пронизываюшие катушки, вл ютс результатом взаимодействи собственных магнитных потоков катушек и магнит-, ных потоков, созданных вихревыми токами, наведенными в металле. Ин- формационным сигналом U вл етс разность напр жений, снимаемых в точках АВ и АС (фиг.1), т.е. U . - идс Информационный сигна 1 и зависит одновременно как от смещени катушек отлинии стыкэ этому смещению.соответствует сигнал - (и) F(x)), так и of превышени jjpo . ( u (f (h), т.е. U F(x) + (p ttf:; причем кажда из составл ющих и Cf (h) определ етс частотой пита| щего напр жени f,( или f . Далее ;й«фррмационный сигнал первичного пре- образователл,соответствующий частоте fjj,проходит через узкополосный филИр 6, а сигнал, соответствующий частоЧ те f , проходит через yзкoпoлocнj iй фильтр 7. После прохождени фильтров информационный сигнал детектируетс амплитудными детекторами 8 и усилител и g соответсгвенно. На выходе амплиусилител тудных детекторов включены RC-цепочки, 10 29234 посто нна времени которых больше, чем врем коммутации частот,поэтому на входах дифференциального усилител 11 посто нно присутствуют сигналы , соответствующие частотам ff и f. Сигнал на выходе амплитудного детектора 8 можно представить формулой и + с (h), а сигнал на выходе амплитудного детектора 9 - формулой и (2 +tp2(h). После амплитудного детектора 8 сигнал U подаетс на усилитель 10 посто нного тока, имеющего коэффициент усилени К;, и на одиИ из входов дифференциального усилител 11, Сигнал и , пройд усилитель посто нного тока 10,принимает значение U3 Kii;a,x4q,.(h). На выходе дифференциального усилител 11 разностный сигнал имеет значе U4-k2lU,;Ui --K2 aHX4q h)-a2X-(2W. Сигналы и и и преобразуютс операционным усилителем 12 в сигнал U5 k3lU3-U4VV fk a,x4(j(h)- I ,jX-q(h), где K;j - коэффициент усилени опера ционного усилител 12. Эксперимен -тально установлено, чти отношение сигналов, полученных от превышени кромок, на различных частотах остаетс величиной посто нной, т.е.; tf2.lbj Const. Пусть Const С, тогда ) tPf(h). С (2). Учитыва (2), (1) записать в виде , -.. , U5 lH Ol-i ifi M- 2Q 2( 4-KjOiVx4 R-cpJhj-cl k Jk.O/x-K.Oi f vf .-1 -ИаагХ -K Cf .h)-.1-C)J. . Если обеспечить равенство: К К2 (1-С), го-формула (1) примет вид .УЗ ()JX, т.е. сигнал на выходе операционного усилител 12 не зависит от превышени кромок, а определ етс только смеще нием первичного преобразовател относительно стыка. Далее сигнал 1)5 усиливаетс усилителем 13 мощности и управл ет работой исполнительного электродвигатеЯ, который осущёств-л ет перемещение сварочной головки поперек стыка. Обмотки первичного преобразовател единичны и имеют общую точку соединени А (фиг.1) . Выходы генера тора сделаны также со средней точко Полезна нагрузка - входные сопротивлени узкополосных фильтров 6 и -(фиг.2) включены между точкой Аи одной из средних точек выходов генератора . Подключение катушек первичного преобразовател к тому или иному выходу генератора осуществл етс с помощью коммутатора (переключател ) . Под словами Определенный интервал времени следует понимать врем , в течение которого первичный преобразователь питаетс переменным напр жением с частотой f или f2. Это врем определ етс посто нной RC-цепочек, включенных на выходах амплитудных детекторов. Поочередное питание первичного преобразовател напр жени ми с частотой f .либо f необходимо дл обеспечени работоспособности схемы, Выра)(ение Кажда из составл ющих F(x),tj(h) определ етс частото следует понимать так, что эти соста л ющие завис т не только от смещени от линии стыка F(x) и от превышени кромок C|(h), но и от частоты напр жени , питающего первичный преобразователь . Исполнительным механизмом устрой ства вл етс , реверсивный электродвигатель посто нного тока, пер23 вичный же преобразователь питаетс переменным напр жением с частотой f или f , поэтому в схему введены узкополосные фильтры 6 и 7 дл выделени информационных сигналов , соответствующих этим частотам, и амплитудные детекторы 8 и 9 дл преобразовани переменного информационного сигнала в посто нный. Дифференциальный усилитель 11 необходим дл получени разности между сигналами, соответствующими . частотам т и Компоненты и а « приведеннь1е в формулах, вл ютс посто нными .коэффициентами и определ ютс из вольт-амперных характеристик диодов, используемых в качестве амплитудных детекторов. Использование предлагаемого устройства позвол ет производить сварку продольных и кольцевых швов малогабаритных изделий как с внутренней так и t наружной стороны, что может быть использовано при автоматизации сварочных процессов. Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет исключить вли ние превышени сварочных кромок при слежении по стыкуТчто повышает точность слежени по стыку и снижает брак сварных уйлов. Поскольку первичный преобразователь предлагаемого ycтpoйctвa состоит всего из двух катушек индуктивности без сердечников и работает на высоких частотах (дес тки килогерц), то / его размеры значительно меньше размеров известного датчика, что особенно важно при ведении процесса сварки в стесненных услови х.The invention relates to the automation of welding processes, in particular, to devices for automatically guiding a welding machine along a joint. The induction die of the position of the welded joint, which contains an .S-shaped magnetic conductor, divided by a non-magnetic spacer, the primary winding fed from an AC network, placed on the central rod, the secondary differential winding placed on the extreme rods, is known. magnetic circuit with an open one (zones closed by a ferromagnetic sludge material plate. ij. A disadvantage of such a sensor is the presence of an-shaped magnetic circuit subject to electromagnetic interference (in particular from the welding arc, significant geometrical dimensions, which is essential for welding small-sized products Known contactless differential differential sensor designed to guide the welding head at the junction, containing the main and additional magnetic pipelines, two according to the included The indicator coils are spliced on the extreme rods of the gadget magnet, and the windings of the indicator coils are parallel to the product plane, and the additional magnetic circuit is separated from the main sensor by a shielding plate 2. The disadvantage of this sensor is the presence of two magnetic surfaces and a complex structure. the invention of the technical essence is a device for automatically guiding the electrode along the junction, comprising an induction sensor and a welding head Z. A disadvantage of the known devices is the need to adjust the frequency of the sensor supply to compensate for the signal obtained from over-edging in the absence of bias. Since this frequency must be selected and transmitted through a bandpass filter, this filter must be reconfigurable or be with a wide bandwidth, which impairs the circuit immunity. In addition, the known device contains the W-shaped magnetoprode and operates at audio frequencies, and this leads to an increase in the geometric dimensions of the sensor. The aim of the invention is to reduce the size of the device while maintaining sensitivity. The goal is achieved in that the device for automatically guiding the welding head along the joint contains a primary inductive type converter, a DC amplifier, a power amplifier, an executive motor, a welding head, a generator, and the welding head is mechanically connected to the primary converter of the inductive type with the executive motor, which is electrically connected to the power amplifier, a switch, two narrow-band filters, two amplitude detectors, differential are introduced a main amplifier, an operational amplifier, the generator being dual-frequency, and its output through a switch, a primary inductive sensor, both inputs and outputs of both narrow-band filters, both inputs and outputs of both amplitude detectors, both inputs and outputs of the differential amplifier, second input and output of the operational amplifier is connected to the power amplifier, and the output of the first amplitude detector is connected to the first input of the operational amplifier via a DC amplifier. . Figure 1 shows the layout of the primary transducer coils. inducer type over welded joint; FIG. 2 is a block diagram of the proposed device. The device contains a two-frequency generator 1, the output of which is connected to the switch 2. The switch alternately connects these frequencies to the primary converter 3 of the induction type, which is rigidly connected to the welding head k. The welding head transversely moves the electrode across the junction with the help of an executive electric motor 5. The signal of the primary converter is through narrowband filters 6 and 7 tuned to frequencies f respectively (and f2 is fed to amplitude detectors 8 and 9. The signal from amplitude detector 8 is fed to amplifier 10 constant current and one of the 3 inputs of the differential 11. To the second input of this signal is supplied to the sample detector 9. The outputs of the amplifiers 10 and M are connected to the inputs of the operational amplifier 12, loaded on and power amplifier 15. The device operates as follows: Generator 1 has two outputs and continuously: generates two frequencies f and fg .. The generator outputs are connected to switch 2, which at certain time intervals connects these to an inductive-type primary converter 3 with welding head k, the welding head has an executive reversing electric motor 5 which moves the head across the joint to one or another side, depending on the polarity of the control,. equal to the voltage. The primary converter is made in the form of two. Identical flat inductors without cores. The axes of the coils are perpendicular to the surface of the product being welded and spaced a distance equal to the two diameters of the coils. This distance may. and be different, since it is determined by the required sensitivity of the primary converter and the wide gap in the joint. The magnetic noTqKM penetrating coils are the result of the interaction of the intrinsic magnetic fluxes of the coils and the magnetic fluxes created by the eddy currents induced in the metal. The information signal U is the difference between the voltages taken at points AB and AC (Fig. 1), i.e. U. - IDS Informational Signal 1 and simultaneously depends on both the displacement of the coil ли coil and junction to this displacement. The signal corresponds to the signal (and) F (x)) and to the excess jjpo. (u (f (h), i.e. UF (x) + (p ttf :; each of the components and Cf (h) is determined by the frequency of the supply voltage f, (or f. Further, x " The primary transducer signal corresponding to the frequency fjj passes through narrow-band PHIL 6, and the signal corresponding to the frequency f passes through the narrow band i filter 7. After passing the filters, the information signal is detected by the amplitude detectors 8 and the amplifier and g, respectively. RC detectors are included in these detectors, the 10 29234 constant of which time is longer than m switching frequencies, so the inputs of the differential amplifier 11 are constantly present signals corresponding to the frequencies ff and f. The signal at the output of the amplitude detector 8 can be represented by the formula and + c (h), and the signal at the output of the amplitude detector 9 by the formula and (2 + tp2 (h). After the amplitude detector 8, the signal U is fed to a DC amplifier 10 having a gain factor K ;, and to one of the inputs of the differential amplifier 11, the signal and passing through the DC amplifier 10, takes the value U3 Kii; a , x4q,. (h). At the output of the differential amplifier 11, the difference signal has the value U4-k2lU,; Ui - K2 aHX4q h) -a2X- (2W. The signals and and and are converted by the operational amplifier 12 to the signal U5 k3lU3-U4VV fk a, x4 (j (h) - I, jX-q (h), where K; j is the gain of the operational amplifier 12. It is experimentally established that the ratio of the signals received from the edges exceeded at different frequencies remains constant, i.e., tf2 .lbj Const. Let Const C, then) tPf (h). C (2). Considering (2), (1) write in the form, - .., U5 lH Ol-i ifi M- 2Q 2 (4-KjOiVx4 R-cpJhj-cl k Jk.O / xK.Oi f vf. -1-JaagX -K Cf .h) -. 1-C) J. . If we ensure equality: К К2 (1-С), the go-formula (1) takes the form .ЗЗ () JX, i.e. the signal at the output of the operational amplifier 12 does not depend on the overshoot, but is determined only by the displacement of the primary converter relative to the junction. Next, the signal 1) 5 is amplified by the power amplifier 13 and controls the operation of the executive motor, which accomplishes the movement of the welding head across the joint. The windings of the primary converter are single and have a common junction point A (figure 1). The generator outputs are also made from the average point. Payload — the input resistances of the narrowband filters 6 and - (Fig. 2) are connected between point Ai and one of the middle points of the generator outputs. The connection of the primary converter coils to one or another generator output is carried out using a switch (switch). By the words Specific time interval is meant the time during which the primary converter is powered by a variable voltage with a frequency f or f2. This time is determined by the constant RC chains included at the outputs of the amplitude detectors. Alternating power supply of the primary converter with voltage f. Or f is necessary to ensure the operability of the circuit, Expression) (each of the components F (x), tj (h) is determined frequency should be understood so that these components depend not only from the offset from the line F (x) and from the edges exceeding C | (h), but also from the frequency of the voltage supplying the primary converter. The executive mechanism of the device is a reversible DC motor, the primary converter alternating voltage with frequency f or f, so narrowband filters 6 and 7 were introduced into the circuit to separate the information signals corresponding to these frequencies, and amplitude detectors 8 and 9 to convert the variable information signal to a constant one.The differential amplifier 11 is necessary to obtain the difference between the signals corresponding to. The frequencies T and Components and a "given in the formulas are constant coefficients and are determined from the current-voltage characteristics of the diodes used as amplitude detectors. The use of the proposed device allows the welding of longitudinal and annular welds of small-sized products both from the inside and outside t, which can be used to automate welding processes. In addition, the proposed device makes it possible to eliminate the effect of excess welding edges during joint tracking. This improves the accuracy of joint tracking and reduces the scrap of welded uils. Since the primary converter of the proposed installation consists of only two inductors without cores and operates at high frequencies (tens of kilohertz), its dimensions are much smaller than the dimensions of a known sensor, which is especially important when conducting the welding process in cramped conditions.
Фи&. 2Fi &. 2