SU1181806A1 - Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint - Google Patents

Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint Download PDF

Info

Publication number
SU1181806A1
SU1181806A1 SU843694426A SU3694426A SU1181806A1 SU 1181806 A1 SU1181806 A1 SU 1181806A1 SU 843694426 A SU843694426 A SU 843694426A SU 3694426 A SU3694426 A SU 3694426A SU 1181806 A1 SU1181806 A1 SU 1181806A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
welding torch
joint
synchronous detector
pass filter
output
Prior art date
Application number
SU843694426A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Юрьевич Войницкий
Вячеслав Сергеевич Карпов
Вячеслав Михайлович Мазуров
Владимир Михайлович Панарин
Петр Иванович Чинарев
Анатолий Андреевич Малютин
Виктор Николаевич Шестаков
Original Assignee
Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
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 Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт filed Critical Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority to SU843694426A priority Critical patent/SU1181806A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1181806A1 publication Critical patent/SU1181806A1/en

Links

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

Способ управлени  положением сварочной горелки относительно стыка, при котором производ т сканирование дуги, измер ют сварочный ток, вьщел ют гармоническую составл ющую сварочного тока на частоте сканировани  дуги, по фазе этой гармонической составл ющей определ ют знак, а по амплитуде - величину отклонени  горилки от середины стыка и формируют сигнал управлени  приводом перемещени  электросварочной горелки относительно стыка, отличающийс   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем слежени  за стыком, имеющим кривизну в двух плоскост х, сканирование производ т по окружности, из гармонической составл ющей сварочного тока на частоте сканировани  дуги дополнительно вьщел ют ее квадратурную составл ющую, по фазе и амплитуде которой формируют сигнал на управление угловым положением электросварочной горелки. 2. Устройство управлени  положением сварочной горелки относительно стыка, содержащее датчик величины сварочного тока, св занный через полосовой фильтр с первым входом синхронного детектора, выход которос S го через фильтр низкой частоты св зан с приводом перемещени  электросварочной горелки поперек Стыка, датчик фазы сканировани , выход которого св зан с опорным входом синхронного детектора, отличающийс   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем слежени  за стыком, имеющим кривиз90 ЭО SR ну в двух плоскост х, оно снабжено вторым синхронным детектором, вторым фильтром низкой частоты и приводом управлени  угловым положением электросварочной горелки, при этом датчик фазы сканировани  снабжен вторым выходом, св занным с опорным входом второго синхронного детектора , выход полосового фильтра через второй синхронный детектор и второй фильтр низкой частоты св зан с. входом привода управлени  угловым положением электросварочной горелки.The method of controlling the position of the welding torch with respect to the joint, at which the arc is scanned, measures the welding current, makes the harmonic component of the welding current at the arc scanning frequency, determines the sign of the phase of this harmonic component, and the magnitude of the deviation from the horilka the midpoint of the joint and form the drive control signal of the movement of the electric welding torch relative to the joint, characterized in that, in order to expand the functionality by following the joint, it For curvature in two planes, scanning is performed around the circumference, from the harmonic component of the welding current at the arc scanning frequency, additionally squaring its quadrature component, in phase and amplitude of which form a signal to control the angular position of the electric welding torch. 2. A welding torch position control device containing a welding current magnitude sensor connected through a band-pass filter to the first input of a synchronous detector, the output of which is sent through a low-pass filter is connected to the drive of moving an electric welding torch across the butt, scanning phase sensor, output which is associated with the reference input of the synchronous detector, characterized in that, in order to extend the functionality by tracking the joint, having a curvature of 90 EO SR well in two planes it is equipped with a second synchronous detector, a second low-pass filter and a drive controlling the angular position of the electric welding torch, while the scan phase sensor is equipped with a second output connected to the reference input of the second synchronous detector, the output of the band pass filter through the second synchronous detector and the second low-pass filter deal with the drive input controls the angular position of the electric welding torch.

Description

1 Изобретение относитс  к азтомат зации сварочных процессов, а именно к автоматизации электроду)7овой сварки разделанных и угловых швов среде защитных газов и под флюсом Целью изобретени   вл етс  рас пирение функциональных возможносте путем слежени  за стыком, кривизну в двух плоскост х. На фиг.1 представлены графики дл  случа , когда электрод расположен по норма.пи к месту сварки, н смещен относительно оси стыкаj на фиг.2 - графики при положении электрода на оси стыка, но отклоненного от нормали к месту сварки на фиг.З - графики, соответствующи смещению электрода относительно оси стыка и от нормалиj на фиг„4 структурна  схема устройства управ лени . На фиг, 1-3 прин ты следующие обозначени : J, А - осциллограмма сварочного тока; график 1 л кри ва  на выходе полосового фильтраi сканировани  дуги, выход 1, Ur. сигнал на В1з1ходе первого синхронного детектораj U. - управл ювдий сигна,: на выходе первого низкочастотного фршьтра; I сигнал на выходе датчика фазы сканировани , выход 2j иd сигнал на выходе вт рого синхронного детектораj U.j - сигнал на выходе второго низкочаст ного фильтра. Предлагаемый способ состоит в том, что из сварочного тока при круговом сканировании дуги выдел ю гармоническую составл ющую на частоге сканировани , производ т синхронное детектирование, согласован ное с фазой сканировани  дуги относительно оси, перпендикул рной стыку, полученный сигнал использую дл  управлени  приводом совмещени  положени  оси электросварочной горелки с нормалью к месту стыка. Сигнал, полученный при синхронном детектировании относительно оси стыка, используют дл  управлени  перемещением электросварочной горе ки относительно стыка. Устройство дл  управлени  поло жением электросварочной горелки содержит датчик 1 величины свароч ного тока, полосовой фильтр 2,, настроенный на частоту сканирова062 1Н1Я дуги, первый синхронный детектор 3, сигнальный вход которого подключен к выходу полосового фильтра 2, а управл ющий - к первому выходу датчика 4 фазы сканировани  дуги, выход первого синхронного детектора 3 подключен через фильтр 5 низких частот к приводу 6 перемещени  электросварочной горелки относительно стыка, сигнальный вход второго синхронного детектора 7 подключен к выходу полосового фильтра 2, а управл ющий - к второму выходу датчика 4 фазы сканирован 1  дуги, выход второго синхронного детектора 7 через фильтр 8 низкой частоты подключен к приводу 9 управлени  положением электросварочной горелки относительно нормали к месту сварки . Сканирование дуги (перемещение по заданной траектории) осуществл етс  сканатором 10. Питание дуги осуществл етс  питающим трансформатором 11. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сканатор работает непрерывно. При смещении горелки относительно оси стыка или отклонении оси горелки от нормали к месту сварки в сварочном токе присутствует гармоническа  составл юща  с частотой сканировани  дуги (фиг.1-3). Эта составл юща  выдел етс  на выходе полосового фильтра 2. В том случае, если сварочна  горелка не имеет смещени  относительно стыка и нормали к месту сварки на выходе низкочастотных фильтров 5 и 8 сигнал управлени  отсутствует (фиг.2, график U и фиг . 1, график Uj). При смещении электросварочной горелки относительно оси стыка HS выходе Ь:шосового фильтра 5 по вл етс  управл ющее напр жение (фиг.1, график U), которое посредством привода управлени  положелием сварочной горелки относительно оси стьгка совмещает ее с осью стыка. Если DJOB выпукльй при выходе на кривизну, например подъем, необходимо вывести горелку на нормаль к месту сварки. Это выполн етс  за счет того, что на выходе фильтра 8 низкой частоты по вл етс  управл ющее напр жение U (фиг.2). Отклонение обоих параметров приводит к по влению управл ющего сигнала на выходах низкочастотных фильтров 5. и 8, и управление идет сразу по двум каналам. Дл  формировани  указанных управл йщих сигна- . лов и и Uj датчик 4 фазы сканировани  дуги выполнен с двум  выходами , которые подключены к управл ющим входам синхронных детекторов 3 и 7 соответственно. При этом первый выход датчика 4 фазы сканировани  дуги переключает синхронный детектор 3 при переходе оси стыка, а второй выход датчика 4 фазы сканировани  дуги - управл ющий выход синхронного детектора 7 при пересечении оси, перпендикул рной оси стыка. Управление по обоим параметрам ведетс  независимо.1 The invention relates to the automation of welding processes, in particular to the automation of the electrode of the 7th welding of cut and fillet welds of shielding gases and submerged flux. The aim of the invention is to defrost functionality by tracking butt, curvature in two planes. Figure 1 shows the graphs for the case when the electrode is located along the norm. To the welding point, n is displaced relative to the butt axis j in Fig. 2, the graphs are at the position of the electrode on the butt axis but deviated from the normal to the weld point in Fig. 3 - graphs corresponding to the displacement of the electrode relative to the axis of the joint and from the normal in FIG. 4 is a block diagram of the control device. In FIGS. 1-3, the following notation is adopted: J, A — oscillogram of the welding current; plot of 1 l curve at the output of the band-pass filter for arc scanning, output 1, Ur. signal at В1з1 advent of the first synchronous detector U. - control signal,: at the output of the first low-frequency fr; I signal at the output of the scan phase sensor, output 2j and d signal at the output of the second synchronous detector U.j — signal at the output of the second low-frequency filter. The proposed method consists in the fact that from the welding current during circular arc scanning, the harmonic component at the scanning frequency is selected, synchronous detection is performed, matched to the arc scanning phase relative to the axis, perpendicular to the junction, the received signal is used to control the actuator to align the axis position electric welding torch with a normal to the interface. The signal obtained by synchronous detection with respect to the axis of the joint is used to control the movement of the electric welding torch relative to the joint. The device for controlling the position of the electric welding torch contains a sensor 1 for the magnitude of the welding current, a band-pass filter 2, tuned to the frequency of the scanning arc, the first synchronous detector 3, the signal input of which is connected to the output of the band-pass filter 2, and the control one to the first output of the sensor 4 phases of arc scanning, the output of the first synchronous detector 3 is connected via a low-pass filter 5 to the drive 6 of the movement of an electric welding torch relative to the joint, the signal input of the second synchronous detector 7 is connected to The output of the band-pass filter 2 and the control one to the second output of the phase sensor 4 scanned 1 arc, the output of the second synchronous detector 7 through the low-frequency filter 8 is connected to the actuator 9 controlling the position of the electric welding torch relative to the normal to the welding point. The arc is scanned (moving along a predetermined path) by the scanner 10. The arc is powered by the power transformer 11. The proposed device works as follows. The scanner runs continuously. When the torch is displaced relative to the axis of the joint or when the axis of the torch deviates from the normal to the welding point, a harmonic component is present in the welding current (Fig. 1-3). This component is separated at the output of the band-pass filter 2. In the event that the welding torch has no displacement relative to the joint and normal to the welding site at the output of low-pass filters 5 and 8, there is no control signal (Fig. 2, graph U and Fig. 1) schedule uj). When the electric welding torch is displaced relative to the HS axis of the output B: the rail filter 5, a control voltage appears (Fig. 1, graph U), which, by means of a control drive, places the welding torch relative to the axis of the rod and aligns it with the axis of the joint. If the DJOB is convex at the exit to a curvature, for example a rise, it is necessary to bring the burner to the normal to the place of welding. This is due to the fact that the control voltage U appears at the output of the low-frequency filter 8 (Fig. 2). The deviation of both parameters leads to the appearance of a control signal at the outputs of the low-pass filters 5. and 8, and the control goes on two channels at once. To form these control signals. and uj, the arc scanning phase sensor 4 is made with two outputs that are connected to the control inputs of the synchronous detectors 3 and 7, respectively. At the same time, the first output of the arc scanning phase 4 sensor switches the synchronous detector 3 at the junction axis transition, and the second output of the arc scanning phase sensor 4 switches the control output of the synchronous detector 7 at the intersection of the axis perpendicular to the junction axis. Management in both parameters is independent.

Известно что величина сварочного тока зависит от длины дуги. При сканировании дуги измен етс  ее длина по отношению к свариваемым детал м, а следовательно, и ее токIt is known that the magnitude of the welding current depends on the length of the arc. When the arc is scanned, its length changes in relation to the parts being welded, and, consequently, its current

При сканировании дуги с посто нной частотой в токе дуги по вл етс  гармоническа  составл юща . Если электросварочна  горелка направлена по нормали к месту сварки и вы- -ставлена по отношению к оси стыка, то в сварочном токе будет составл юща  с двойной частотой сканировани  дуги, так как дуга дважды за период приближаетс  то к одной, то к другой кромке шва.When scanning an arc with a constant frequency in an arc current, a harmonic component appears. If the electric welding torch is directed along the normal to the welding point and is set in relation to the butt axis, then the welding current will be double the arc scanning frequency, as the arc approaches the edge of the weld twice in a period.

При смещении горелки всторону от оси стыка по вл етс  гармоничес1818064When the burner moves sideways from the axis of the joint, a harmonic appears. 1818064

ка  составл юща  по частоте сканировани  дуги, по вление ее свидетельствует о наличии смещени , причем фаза свидетельствует о знаке 5 отклонени , а амплитуда - о величине смещени .This constitutes an arc scanning frequency component, the appearance of which indicates the presence of an offset, the phase indicating a deviation sign 5, and the amplitude indicating the magnitude of the displacement.

При отклонении оси (продольной) электросварочной горелки от нормали к месту сварки в с варочном токеWhen the deviation of the axis (longitudinal) electric welding torch from the normal to the place of welding in the cooking current

10 по вл етс  гармоническа  составл юща  на частоте вьшужденных колебаний дуги, сдвинута  по фазе на 90°-относительно гармонической составл ющей , по вл ющейс  при смеще15 НИИ электросварочной горелки по отношению к оси стыка.10 a harmonic component appears at the frequency of the induced arc oscillations, shifted in phase by 90 ° relative to the harmonic component appearing at the displacement15 of the research institute of the electric welding torch relative to the axis of the joint.

Разность в уровн х сварочной ванны , возникающа  при круговых перемещени х электрода, в передней и задней полуокружност х траекторий в се;рии проведенных экспериментов оказьюалась незначительной и не оказьгоала существенного вли ни  на характер изменени  гармоническойThe difference in the levels of the weld pool, which arises during circular displacements of the electrode, in the anterior and posterior semicircles of the trajectories in the series of experiments performed turned out to be insignificant and did not have a significant effect on the nature of the harmonic change.

25 составл ющей сварочного тока.25 component of the welding current.

Стендовые испытани  показали, что раздельное синхронное детектирование обеспечивает совмещение горелки и стыка, а также вьшод горелки на нормаль-к месту стыка.При этом слежение по стыку поддерживаетс  с точностью ±0,3 мм, смещение электросварочной горелки по отношению к нормали к месту сварки не превьшает 115.Bench tests showed that separate synchronous detection ensures the combination of the burner and the joint, as well as the output of the burner at the normal to the joint. At the same time, the tracking along the joint is maintained with an accuracy of ± 0.3 mm, the displacement of the electric welding torch does not exceeds 115.

t t w t t w

Claims (2)

Способ управления положением сварочной горелки относительно стыка, при котором производят сканирование дуги, измеряют сварочный ток, выделяют гармоническую составляющую сварочного тока на частоте сканирования дуги, по фазе этой гармонической составляющей определяют знак, а по амплитуде - величину отклонения горелки от середины стыка и формируют ' сигнал управления приводом перемещения электросварочной горелки относительно стыка, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем слежения за стыком, имеющим кривизну в двух плоскостях, сканированиеThe method of controlling the position of the welding torch relative to the junction, at which the arc is scanned, the welding current is measured, the harmonic component of the welding current is emitted at the arc scanning frequency, the sign is determined by the phase of this harmonic component, and the magnitude of the torch deviation from the middle of the junction is formed and a signal is generated control of the movement of the electric welding torch relative to the joint, characterized in that, with the aim of extending the functionality by following the joint, riviznu in two planes, scanning производят по окружности, из гармонической составляющей сварочного тока на частоте сканирования дуги дополнительно вьщеляют ее квадратурную составляющую, по фазе и амплитуде которой формируют сигнал на управление угловым положением электросварочной горелки.produce a circumference, from the harmonic component of the welding current at the arc scanning frequency, additionally allocate its quadrature component, the phase and amplitude of which form a signal to control the angular position of the electric welding torch. 2. Устройство управления положением сварочной горелки относительно стыка, содержащее датчик величины сварочного тока, связанный через полосовой фильтр с первым входом синхронного детектора, выход которого через фильтр низкой частоты связан с приводом перемещения электросварочной горелки поперек Стыка, датчик фазы сканирования, выход которого связан с опорным входом синхронного детектора, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем слежения за стыком, имеющим кривизну в двух плоскостях, оно снабжено вторым синхронным детектором, вторым фильтром низкой частоты и приводом управления угловым положением электросварочной горелки, при этом датчик фазы сканирования снабжен вторым выходом, связанным с опорным входом второго синхронного детектора, выход полосового фильтра через второй синхронный детектор и второй фильтр низкой частоты связан с входом привода управления угловым положением электросварочной горелки.2. A control device for the position of the welding torch relative to the junction, containing a welding current magnitude sensor connected via a band-pass filter to the first input of a synchronous detector, whose output through a low-frequency filter is connected to a drive for moving an electric welding torch across the Butt, a scanning phase sensor whose output is connected to a reference an input of a synchronous detector, characterized in that, in order to extend the functionality by tracking a junction having a curvature in two planes, it is equipped with volts eye synchronous detector, a second low-pass filter and a drive controlling the angular position of an electric welding torch, while the scan phase sensor is equipped with a second output connected to the reference input of the second synchronous detector, the output of the band-pass filter through the second synchronous detector and the second low-pass filter is connected to the input of the control drive the angular position of the electric welding torch. <2<2 5858 МВ*MW * 9090 ЭРER >> 1 1eleven
SU843694426A 1984-01-30 1984-01-30 Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint SU1181806A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843694426A SU1181806A1 (en) 1984-01-30 1984-01-30 Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843694426A SU1181806A1 (en) 1984-01-30 1984-01-30 Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1181806A1 true SU1181806A1 (en) 1985-09-30

Family

ID=21101169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843694426A SU1181806A1 (en) 1984-01-30 1984-01-30 Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1181806A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент DE № 533448, кл. В 23 К 9/10, 1977. Авторское свидетельство СССР по за вке № 3491517/25-27, кл. В 23 К 9/10, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1077101A3 (en) Method and apparatus for determining seam tracking control of arc welding
SU1181806A1 (en) Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint
US4272665A (en) Energy beam welding a gap of varying width
RU2147270C1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU2051015C1 (en) Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method
SU1542799A1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU2187414C1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU2177860C1 (en) Apparatus for automatic control of welding head position
RU1816593C (en) Method of control of electric welding torch position and device for effecting the same
SU1097460A1 (en) Device for controlling position of welding torch relative to butt
SU1682079A1 (en) Method for controlling position of welding torch with respect to three-dimensional joint
RU2152857C1 (en) Welding head position automatic control device
SU1087283A1 (en) Method and apparatus for controlling position of electric welding torch relative to a butt (its versions)
SU1660888A1 (en) Device for control of the position of a robotъs electric welding burner
US6354964B1 (en) Single beam signal blanking for enhanced path length control in a ring laser gyro
SU1754364A1 (en) Device for positional control of electrical welding burner
SU975276A1 (en) Method of controlling welding head motion relative to butt
SU1207675A1 (en) Apparatus for controlling positioning of electric welding torch relative to joint
SU1697999A1 (en) Apparatus for controlled positioning of a welding head
SU1183318A1 (en) Method of watching butt joint of components being welded
RU2205730C1 (en) Apparatus for automatic control of position of welding head
SU1235682A1 (en) Versions of method and apparatus for automatic arc welding
SU1187940A1 (en) Method and apparatus for shaping the width of weld
SU1720824A1 (en) Device for controlling position of welding torch
RU2212320C1 (en) Device for automatic control of welding head position