SU1207675A1 - Устройство управлени положением электросварочной горелки относительно стыка - Google Patents

Description

I

Изобретение откоситс  к автоматизации сварочных процессов, более точно к автоматиэагл 1И электродуговой сварки разделанных и угловых iimoB в- среде защитного газа и под флюсомj и молсет найти применение в машиностроении и приборостроении.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности слежени  за стыком за счет компенсации фазового сдвига

Сущностью изобретени   вл етс  применение в,устройстве управлени  положением электросварочной горелки относительно стыка при сварке с коле банием дуги в разделке и использованием принципа минимизации в сигнале сварочного тока составл ющей с частотой колебаний дуги компеисагсии фазового сдвига. Введение компенсации повышает уровень сигнала рассогласовани  и, соответственно, точность слежени  по стыку.

На фиг. - изображена структурна  схема устройства, управлени  положением электросварочной горелки относительно стыка; на фиг о 2 - графикиj отображающие вли ние фазового сдвига гармонической составл ющей на сигнал рассогласовани ; на фиг, 3 - временные диаграммы работы устройства.

На фиг. 2 прин ты следующие обозначени  с - сигнал на выходе датчика направлени  отклонени  дуги; ё - сигнал на выходе полосового фильтра; , 6 - сигнал на выходе синхронного детектора и его среднее значение при отсутствии фазового сдвига; - сиг- нал на выходе полосового фильтра; - сигнал на выходе синхронного детектора и его среднее значение 1с опережающим фазовьм сдвигом; Р - |сигнал на выходе полосового фи,пьтра| ; - сигнал на выходе синхронного де тектора и его среднее значение с отстающим фазовым сдвигом.

Устройство управлени  положением электросварочной горелки относительно стыка содержит датчик Г величины сварочного тока, подключенный к шунту 2, включенному в цепь тока сварочной дуги, выход датчика 1 величины сварочного тока подключен к входу полосового фильтра 3 s формирователь 4 импульсов, вход которого соединен с выходом полосового фильтра 3, а выход подключен ко вко- ду инвертора 5 и к первому входу второго элемента .И б, второй вход

076752

второго элемента И 6 соединен с выходом датчика 7 направлени  oi; . нени  дуги, вход датчика 7 направлени  отклонени  дуги соединен с

ij электросварочной горелкой 8, выход датчика 7 подключен к второму входу первого элемента И 9, а первый вход первого элемента И 9 соединен с выходом инвертора 5, триггер 10,

10 пр мой выход которого соединен с управл ющим входом первого аналогового ключа 1, вход которого через первый выпр митель 12 соединен с выходом полосового фильтра 3, а ин .J-5 вёрсный выход триггера 10 подключен к управл ющему электроду второго аналогового штюча 13, вход которого соединен через второй выпр митель 14 с выходом полосового фильт-,

30 ра 3, вход установки триггера 10 в единичное состо ние соединен с выходом первого элемента И 9, а вход установки в нулевое состо ние - с выходом второго элемента И 6, выхо2t ды аналогивых ключей 11 и 13 объединены и подключены через фильтр 15 низкой частоты, усилитель 16 на вход привода 17 перемещени  электросварочной горелки 8 поперек стыка, коле3 (1 батель дуги 18, предназначенный дл  колебани  дуги поперек стыка, и сварочный трансформатор 19, питающий сварочную дугу.

Устройство управлени  перемещени35

ем электросварочной горелки относительно стыка работает следую дим обоазом .

Колебатель 8 дуги электросварочной горелки 8 работает непрерывно.

Если электросварочна  горелка 8 смещена относительно оси стыка, то на выходе полосового фильтра 3 вьщел ет- с  гармоническа  составл юща  сварочного TOKHj характеризующа  это смещение (фиг, 3 б), эта гармоническа 

составл юща  поступает на вход формировател  4 импульсов 5 на выходе которого формируетс  пр моугольный сигнал с длительностью импульсов, равной половине периода поступающей на вход форьшровател  4 импульсов гармонической составл ющей (фиг. 3 г). Датчик 7 направлени  отклонени  дуги формирует короткий по длительности

импульс в момент максимального отклонени  электросварочной горелки В (c i.r.- 3 а). Этот импульс поступает на первый и второй элементы И 9 и 6,

если в зтот момент сигнал на выходе формировател  4 импульсов положительный , то на выходе элемента И 6 формируетс  сигнал логической единицы, которьШ устанавливает триггер 10 в нулевое состо ние, при этом на инверсном выходе триггера 10 по вл етс  сигнал логической единицы и открывает аналоговый ключ 13, на вход которого подаетс  отрицательньй сигнал с выхода второго выпр мител  14 (фиг. 3 в). Второй вьтр митель 14 выполнен по мостовой схеме и преобразует входной сигнал в отрицательный уровень. Сигнал с аналогового ключа 13 поступает на фильтр 15 низкой частоты, который сглаживает пульсации (фиг. 3 д), а затем поступает через усилитель 16 на привод 17 поперечного перемещени  горелки. Если электросварочна  горелка смещена в противоположную сторону, то на выходе полосового фильтра 3 формируетс  гармоническа  составл юща , сдвинута  на 180 град, относительно предыдущего сигнала. На выходе формировател  4 импульсов формируетс  сигнал , также сдвинутый на 180 град, (фиг. 3 ж). Сигнал с формировател 

4импульсов проходит через инвер тор

5и поступает на элемент. И 9, на второй вход элемента И 9 поступает импульс с датчика 7 направлени  отклонени  дуги. На выходе элемента

И 9 формируетс  сигнал логической единицы, который устанавливает триггер 10 в единичное состо ние. На пр мом выходе триггера 10 находитс  сигнал логической единицы, который поступает на управл ющий электрод первого аналогового ключа 11 и от- крывает его. Первый выпр митель 12 вьтолнен по мостовой схеме и преобразует сигнал в положительный уровень (фиг. 3 е). Сигнал с выпр ми07675 .

тел  12 проходит через первый аналоговый ключ 1I, фильтр 15 низкой частоты (фиг. 3 з), усилитель 16 и поступает на привод 17 поперечного

с перемещени  электросварочной горелки 8. Привод 17 начинает перемещать горелку в противоположную сторону и совмещает ее с осью стыка. Если электросварочна  горелка 8 находитс 

10 строго над стыком, то гармоническа  составл юща  в сварочном токе отсутствует и на выходе полосового фильтра 3 сигнал равен нулю.

В предлагаемом устройстве сред15 нее значение сигнала рассогласовани , поступающего на вход фильтра 15 низкой частоты, определ етс  выражением

и

СР

2. тг

и.

и в пределах изменени  фазы гармонической составл ющей сварочного тока 70 град, оно не мен етс , в то врем  как в прототипе среднее значение сигнала рассогласовани  определ етс 

30

.и.

cf--- J Cos.

Из формулы видно, что при не нулевом фазовом сдвиге уровень сигнала рассогласовани  при одном и том же смещении горелки от стыка снижаетс  .

Таким образом, предлагаемое устройство управлени  положением электросварочной горелки обеспечивает полное использование сигнала рассогла-. совани , а следовательно, более высокую точность слежени  при отработке начального смещени  электросварочной горелки, что приводит к повьше- нию качества сварного соединени .

а)

б)

Фив. 2

а)

Составитель В. Покровский Редактор Т. Порфенова Техред Т.Дубинчак Корректор В. Бут га

Заказ 126/14Тираж 1000 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Филиал ГШП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

. 3

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОСВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ ОТНОСИТЕЛЬНО СТЫКА, содержащее датчик величины сварочного тока, связанный с входом полосового фильтра, колебатепь дуги с датчиком направления отклонения дуги и фильтр нижних частот, связанный через усилитель с приводом перемещения электросварочной горелки поперек стыка, отлича ющееся тем, что,с целью повышения точности слежения за стыком за счет компенсации фазового сдвига, устройство дополнительно снабжено компаратором, инвертором, двумя элементами И, триггером, двумя выпрямителями, двумя аналоговыми ключами, при этом выход полосового фильтра связан с входами выпрямителей и входом формирователя импульсов, выход первого выпрямителя через первый аналоговый ключ и выход второго выпрямителя через второй аналоговый ключ связаны с входом фильтра нижних частот , выход формирователя импульсов _о связан с первым входом второго эле- S мента И и через инвертор с первым входом первого элемента И, вторые входы элементов И связаны с выходом датчика отклонения направления дуги, а выходы - с входами триггера, выхо- « ды триггера связаны с управляющими входами аналоговых ключей.

   ί