SU1425009A1 - Apparatus for following the butt joint - Google Patents

Apparatus for following the butt joint Download PDF

Info

Publication number
SU1425009A1
SU1425009A1 SU864093463A SU4093463A SU1425009A1 SU 1425009 A1 SU1425009 A1 SU 1425009A1 SU 864093463 A SU864093463 A SU 864093463A SU 4093463 A SU4093463 A SU 4093463A SU 1425009 A1 SU1425009 A1 SU 1425009A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
windings
sensor
welding torch
main
butt
Prior art date
Application number
SU864093463A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Андреевич Ахлынин
Николай Сергеевич Калинин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1575
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 Предприятие П/Я А-1575 filed Critical Предприятие П/Я А-1575
Priority to SU864093463A priority Critical patent/SU1425009A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1425009A1 publication Critical patent/SU1425009A1/en

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию дл  автоматической сварки. Цель - повышение точности слежени  за счет центрального по отношению к сварочной горелке креплени  датчика стыка без транспортной задержки. Катушка датчика индуктивного типа выполнена из двух основных и двух дополнительных обмоток. Основные обмотки охватывают сварочную горелку, включены встречно и сдвинуты относительно друг друга. Дополнительные обмотки включены последовательно-встречно с основными и подключены к обмотке согласующего трансформатора и резистивной цепи. Выход датчика через измерительный преобразователь подключен к приводу поперечного перемещени  сварочной горелки. 4 ил.This invention relates to automatic welding equipment. The goal is to increase the tracking accuracy due to the joint of the sensor of the joint with respect to the welding torch without transport delay. Inductive type sensor coil is made of two main and two additional windings. The main windings cover the welding torch, are included opposite and shifted relative to each other. Additional windings are connected in series with the main ones and connected to the winding of a matching transformer and a resistive circuit. The output of the sensor through the measuring transducer is connected to the drive of the transverse movement of the welding torch. 4 il.

Description

4four

ьоyo

СПSP

Изобретение относитс  к оборудованию дл  автоматической сварки металлических изделий, преимущественно ири лазерной обработке, и может использоватьс  дл  контрол  стыков без их предварительной разделки и имеюидих небольшие зазоры.The invention relates to equipment for the automatic welding of metal products, mainly laser and laser processing, and can be used to control butt joints without first cutting them and have small gaps.

Цель изобретени  - повышение точности; слежени  за счет центрального по отно- к сварочной горелке креплени  дг|тчика.The purpose of the invention is to improve accuracy; tracking at the expense of the central in relation to the welding torch of fastening the drill |

I На фиг. 1 показано предлагаемое уст- рС йство; на фиг. 2 - то же, вид сверху; Hi фиг. 3 - блок-схема устройства; на фиг. 4 - электрическа  схема.I FIG. 1 shows the proposed device; in fig. 2 - the same, top view; Hi FIG. 3 is a block diagram of the device; in fig. 4 - electrical circuit.

Горелка 1 снабжена датчиком 2, который закреплен на поверхности сопла 3 и сориентирован относительно издели  4 со стыком 5, имеюшим шов 6, которые пересекают зсну чувствительности датчика 2 {илош.адь 7 перекрыти  измерительных обмоток датчика 2) .Закрепленный на горелке 1 датчик 2The burner 1 is equipped with a sensor 2, which is fixed on the surface of the nozzle 3 and is oriented relative to the product 4 with a joint 5 having a seam 6 that intersect the sensitivity of the sensor 2 {interlock measuring sensor windings 2). The sensor 2 fixed to the burner 1

ходимой чувствительности датчика. Разделенные стыком 5 участки плош,адей издели  4 охватываютс  электромагнитным полем обмоток 14-17, в которых навод тс  вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов сsensor sensitivity. Separated by the junction 5, the areas of the plateau, the device 4, are covered by the electromagnetic field of the windings 14-17, in which eddy currents are induced. The interaction of eddy currents with

5 обмотками дифференциально-транспортного моста 8 приводит к изменению их параметров (индуктивности, добротности), что про вл етс  в изменени х их ЭДС и фаз. При равенстве участков площадей делени  раз10 ность ЭДС обмоток минимальна, а фаза результирующего сигнала при ее сравнении с опорным сигналом принимаетс  за нулевую .5 by the windings of the differential transport bridge 8 leads to a change in their parameters (inductance, quality factor), which is manifested in changes in their EMF and phases. With equal areas of dividing areas, the difference in the EMF of the windings is minimal, and the phase of the resulting signal when compared with the reference signal is taken as zero.

В случае нарущени  равенства участков зоны 7 чувствительности за счет уходаIn case of violation of the equality of the sections of the sensitivity zone 7 due to care

стыка 5 от исходного положени  происходит следующее. Обмотки датчика 2, вход щие в состав дифференциально-трансформаторного моста 8, питаемого от генератора 9, вырабатывают новые значени  the joint 5 from the initial position the following occurs. The windings of the sensor 2, which are part of the differential transformer bridge 8, powered by the generator 9, produce new values

э. ектрически св зан с первым входом диф- 2Q ЭДС, результирующа  ЭДС которых изме30er electrically connected with the first input of a 2Q emf, the resulting emf of which is 30

3535

;ренциально-трансформаторного моста 8, второй вход которого подключен к выходу генератора 9, выходы обоих блоков 8 и 9 подключены к входам измерительного преобразовател  10, выход которого подключен К|электрическому приводу 11, воздействую- 25 посредством двигател  12 и редук- тфра 13 на положение горелки 1.Potential-transformer bridge 8, the second input of which is connected to the output of the generator 9, the outputs of both blocks 8 and 9 are connected to the inputs of the measuring converter 10, the output of which is connected to an electric motor 11 and a gear 13 burner position 1.

; Основные измерительные обмотки 14 и 15 с дополнительными обмотками 16 и 17 образуют индуктивную ветвь моста, св занную с другой ветвью, содержащей резис- тивное плечо 18 и вторичную обмотку трансформатора 19, средн   точка резистивного делител  20 св зана с измерительным преобразователем 10 и посредством конденсатора 21 - с узлом 22. Второй вход измерительного преобразовател  10 подключен к первичной обмотке согласующего трансформатора 19.; The main measuring windings 14 and 15 with the additional windings 16 and 17 form an inductive bridge branch connected to another branch containing a resistive arm 18 and a secondary winding of a transformer 19, the midpoint of the resistive divider 20 is connected to the measuring transducer 10 and by means of a capacitor 21 - with node 22. The second input of the measuring transducer 10 is connected to the primary winding of the matching transformer 19.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В исходном состо нии источник теплового воздействи  - лазерный луч фокусируетс  горелкой 1 вдоль оси сопла 3 и проецируетс  на поверхность издели  4 в районе стыка 5. При этом закрепленный на сопле 3 датчик 2 охватывает некоторую область, лежащую под соплом 3, включающую кромки изде;1и  со стыком 5. В процессе сварки часть стыкового соединени  под датчиком 2 образует шов 6. В исходном состо нии фокусное п тно луча наводитс  на стык 5. Обмотки датчика 5 имеют пр моугольную форму и сдвинуты относительно их большей оси симметрии, образу  зону. 7 чувствительности или площадь перекрыти , пересекаемую стыком 5 и раздел ющую ее на две части. Раз.меры и геометри  зоны 7 чувствительности выбираютс  из конструктив- 55 ных соображений и завис т от внещних размеров сопла 3, разрешающей способности линии стыка по кривизне и необн ет свою амплитуду и фазу и поступает на вход измерительного преобразовател  10, который выполн ет типовые операции усилени , ограничени  и сравнивани  по фазе входного сигнала с опорным, а также обеспечивает преобразование фаза - посто нный ток (напр жение). Сигнал разбаланса в виде посто нного тока (напр жени ) воздействует на блок управлени , электрический привод 11, электродвигатель 12 и через редуктор 13 перемещает горелку 1 в новое положение, осуществл   тем самым сложение за стыком. При фазовом методе контрол  вли ние рассто ни  от горелки 1 до издели  4 значительно снижаетс , поскольку обмотки датчика 2 включены между собой диффреренциально. Схема дифференциально-трансформаторного моста имеет индуктивную ветвь с обмотками 14-17 и резистивную ветвь 20, питаемую от вторичной обмотки согласующего трансформатора 19. В измерительную диагональ моста - узел 21 и среднюю точку резистивного делител  20 включен конденсатор 22, величина которого совместно с параметрами индуктивной ветви определ ет частоту генератора 9. В резистивном плече 18 моста установлены переменные резисторы , предназначенные дл  разбаланси- ровки.In the initial state, the source of heat exposure - the laser beam is focused by the burner 1 along the axis of the nozzle 3 and projected onto the surface of the product 4 in the area of the junction 5. At the same time, the sensor 2 attached to the nozzle 3 covers a certain area lying under the nozzle 3 including the edges of the article; 1 and with the butt 5. During the welding process, a part of the butt joint under the sensor 2 forms the seam 6. In the initial state, the focal beam of the beam is directed at the butt 5. The windings of the sensor 5 are rectangular in shape and shifted relative to their larger axis of symmetry, forming a zone. 7, or the overlap area intersected by junction 5 and dividing it into two parts. The dimensions and geometry of the sensitivity zone 7 are selected from structural considerations and depend on the external dimensions of the nozzle 3, the resolution of the junction line along the curvature and does not have its amplitude and phase and is fed to the input of the measuring converter 10, which performs typical operations amplification, limiting and phase matching of the input signal with the reference one, and also provides a phase-to-current (voltage) conversion. The unbalance signal in the form of direct current (voltage) acts on the control unit, the electric actuator 11, the electric motor 12, and through the gearbox 13 moves the burner 1 to a new position, thereby accomplishing the addition behind the joint. In the phase control method, the influence of the distance from the burner 1 to the product 4 is significantly reduced, since the windings of the sensor 2 are interconnected. The differential transformer bridge circuit has an inductive branch with windings 14-17 and a resistive branch 20 fed from the secondary winding of a matching transformer 19. The measuring diagonal of the bridge includes node 21 and the midpoint of the resistive divider 20 includes a capacitor 22, the value of which, together with the parameters of the inductive branch determines the frequency of the oscillator 9. In the resistive arm 18 of the bridge, variable resistors are installed to be unbalanced.

4040

5050

Основные обмотки 14 и 15 и дополнительные 16 и 17 включены между собой последовательно-встречно , причем последние наход тс  во взаимно-противоположных плечах. Дополнительные обмотки 16 и 17 компенсируют выходной сигнал при наличии выступов на стыковом соединении, а также при перекосах датчика. Это достигаетс  тем, что конструктивно они уложены на кра х основных обмоток 14 и 15 и охватывают меньшую площадь одной из сторон .The main windings 14 and 15 and the additional 16 and 17 are connected in series with each other, the latter being in mutually opposite arms. Additional windings 16 and 17 compensate for the output signal in the presence of protrusions at the butt joint, as well as when the sensor is skewed. This is achieved by the fact that they are structurally laid on the edges of the main windings 14 and 15 and cover a smaller area of one of the sides.

ходимой чувствительности датчика. Разделенные стыком 5 участки плош,адей издели  4 охватываютс  электромагнитным полем обмоток 14-17, в которых навод тс  вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов сsensor sensitivity. Separated by the junction 5, the areas of the plateau, the adey of the product 4, are covered by the electromagnetic field of the windings 14-17, in which eddy currents are induced. The interaction of eddy currents with

обмотками дифференциально-транспортного моста 8 приводит к изменению их параметров (индуктивности, добротности), что про вл етс  в изменени х их ЭДС и фаз. При равенстве участков площадей делени  разность ЭДС обмоток минимальна, а фаза результирующего сигнала при ее сравнении с опорным сигналом принимаетс  за нулевую .The windings of the differential transport bridge 8 lead to a change in their parameters (inductance, quality factor), which manifests itself in changes in their EMF and phases. With equal areas of dividing areas, the difference in the EMF of the windings is minimal, and the phase of the resulting signal when compared with the reference signal is taken as zero.

В случае нарущени  равенства участков зоны 7 чувствительности за счет уходаIn case of violation of the equality of the sections of the sensitivity zone 7 due to care

стыка 5 от исходного положени  происходит следующее. Обмотки датчика 2, вход щие в состав дифференциально-трансформаторного моста 8, питаемого от генератора 9, вырабатывают новые значени the joint 5 from the initial position the following occurs. The windings of the sensor 2, which are part of the differential transformer bridge 8, powered by the generator 9, produce new values

ЭДС, результирующа  ЭДС которых измеЭДС , результирующа  ЭДС которых измеEMF, the resultant EMF of which is the EMF, the resultant EMF of which is

н ет свою амплитуду и фазу и поступает на вход измерительного преобразовател  10, который выполн ет типовые операции усилени , ограничени  и сравнивани  по фазе входного сигнала с опорным, а также обеспечивает преобразование фаза - посто нный ток (напр жение). Сигнал разбаланса в виде посто нного тока (напр жени ) воздействует на блок управлени , электрический привод 11, электродвигатель 12 и через редуктор 13 перемещает горелку 1 в новое положение, осуществл   тем самым сложение за стыком. При фазовом методе контрол  вли ние рассто ни  от горелки 1 до издели  4 значительно снижаетс , поскольку обмотки датчика 2 включены между собой диффреренциально. Схема дифференциально-трансформаторного моста имеет индуктивную ветвь с обмотками 14-17 и резистивную ветвь 20, питаемую от вторичной обмотки согласующего трансформатора 19. В измерительную диагональ моста - узел 21 и среднюю точку резистивного делител  20 включен конденсатор 22, величина которого совместно с параметрами индуктивной ветви определ ет частоту генератора 9. В резистивном плече 18 моста установлены переменные резисторы , предназначенные дл  разбаланси- ровки.It has its own amplitude and phase and enters the input of the measuring transducer 10, which performs typical operations of amplification, limiting and phase comparison of the input signal with the reference one, and also provides a phase-to-current (voltage) conversion. The unbalance signal in the form of direct current (voltage) acts on the control unit, the electric actuator 11, the electric motor 12, and through the gearbox 13 moves the burner 1 to a new position, thereby accomplishing the addition behind the joint. In the phase control method, the influence of the distance from the burner 1 to the product 4 is significantly reduced, since the windings of the sensor 2 are interconnected. The differential transformer bridge circuit has an inductive branch with windings 14-17 and a resistive branch 20 fed from the secondary winding of a matching transformer 19. The measuring diagonal of the bridge includes node 21 and the midpoint of the resistive divider 20 includes a capacitor 22, the value of which, together with the parameters of the inductive branch determines the frequency of the oscillator 9. In the resistive arm 18 of the bridge, variable resistors are installed to be unbalanced.

Основные обмотки 14 и 15 и дополнительные 16 и 17 включены между собой последовательно-встречно , причем последние наход тс  во взаимно-противоположных плечах. Дополнительные обмотки 16 и 17 компенсируют выходной сигнал при наличии выступов на стыковом соединении, а также при перекосах датчика. Это достигаетс  тем, что конструктивно они уложены на кра х основных обмоток 14 и 15 и охватывают меньшую площадь одной из сторон .The main windings 14 and 15 and the additional 16 and 17 are connected in series with each other, the latter being in mutually opposite arms. Additional windings 16 and 17 compensate for the output signal in the presence of protrusions at the butt joint, as well as when the sensor is skewed. This is achieved by the fact that they are structurally laid on the edges of the main windings 14 and 15 and cover a smaller area of one of the sides.

Контроль криволинейных соединений обеспечиваетс  так, что начало стыкового соединени  находитс  в центре зоны чувствительности , площадь которой линией стыка раздел етс  на неравные части. В процессе корректирующего воздействи  на горелку соотнощение этих площадей устанавливаетс  равным заданному значению, например единице.The curvilinear connections are controlled so that the beginning of the butt joint is in the center of the sensitivity zone, the area of which is divided into unequal parts by the joint line. In the process of corrective action on the burner, the ratio of these areas is set to a predetermined value, for example, one.

Таким образом, основным преимуществом предложенного устройства слежени   вл етс  перенос зоны чувствительности датчика в центральную область теплового воздействи . Тем самым рещаетс  задача размещени  чувствительного элемента на оси теплового воздействи  путем охвата соплового элемента горелки и снижени  теплового воздействи  на датчик путем его выноса вверх по оси горелки при сохранении высокой чувствительности к изменени м положени  стыка.Thus, the main advantage of the proposed tracking device is the transfer of the sensitivity zone of the sensor to the central region of thermal exposure. Thus, the task of placing the sensing element on the axis of thermal action is solved by covering the nozzle element of the burner and reducing the thermal effect on the sensor by moving it up the axis of the burner while maintaining high sensitivity to changes in the position of the joint.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство слежени  за стыком, содержащее датчик стыка с катущкой, обмотки которой намотаны на изол ционный каркас и размещены в плоскост х, перпендикул рных оси сварочной горелки, генератор, подключенный к датчику стыка, выход которого через измерительный преобразоваA butt tracking device containing a butt-coil sensor, the windings of which are wound on an insulating frame and placed in planes perpendicular to the axis of the welding torch, a generator connected to the butt-sensor, the output of which is through a measuring transducer 00 5five re.ib подк. почен к г-i iiii . мх попсрочног;: перемещени  сварочио:- ;1)рс. 1ки, отличию- щеес  тем, что, с целью повышени  то ности слежени  за счет центрального по отношению к сварочной горелке креп ;. : датчика, устройство снабжено сог,час . м трансформатором, цепью последован ип) соединенных переменных резисторов ii конденсатором , катущка датчика выпо;и1спа из двух допо;1нительных обмоток, расгю. южен- ных одна над другой, причем основные обмотки , охватывающие сварочную горелку, сдвинуты одна относительно другой и включены между собой последовате,тьно-встречно, а дополнительные обмотки расположены симметрично относительно общей оси симметрии основных обмоток, не охватыва  ее, и включены кажда  пос чедовательно-встречно с сим метр и ч но-противоположны ми основными обмотками, при это.м вторые концы дополнительных обмоток соединены с вторичной об.моткой согласующего трансформатора и цепью последовательно соединенных переменных резисторов, обща  точка основных обмоток св зана с первым входо.м изме рительного преобразовател  и через конденсатор со средней точкой цепи последовательно соединенных переменных резисторов , а выход генератора св зан с первичной обмоткой согласующего трансформатора и вторы.м входом измерительного преобразовате:1Я.re.ib poven to r-i iiii. mx pop delay;: svarochio movement: -; 1) pc. 1, distinguished by the fact that, in order to increase the tracking quality due to the crepe central to the welding torch; : sensor, the device is equipped with coz, an hour. m transformer, a chain followed by un) connected variable resistors ii by a capacitor, the coil of the sensor is out; i1spa of two additional; 1withful windings, rass. one above the other, with the main windings spanning the welding torch shifted one relative to the other and interconnected sequentially, close to each other, and the additional windings arranged symmetrically with respect to the common axis of symmetry of the main windings, not covering it, and each - at the same time with symmetric and h-opposite main windings, in this case the second ends of the additional windings are connected to the secondary winding of the matching transformer and a circuit of series-connected alternating x resistors, the total point of the main winding is coupled to the first measurable vhodo.m ritelnogo transducer and through the condenser a medium chain dot serially connected variable resistors, and the output of the generator is coupled to the primary winding of the matching transformer and the input of the measuring vtory.m of transducers: 1st. Фиг. 2FIG. 2 Фиг.дFig.d
SU864093463A 1986-07-10 1986-07-10 Apparatus for following the butt joint SU1425009A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864093463A SU1425009A1 (en) 1986-07-10 1986-07-10 Apparatus for following the butt joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864093463A SU1425009A1 (en) 1986-07-10 1986-07-10 Apparatus for following the butt joint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1425009A1 true SU1425009A1 (en) 1988-09-23

Family

ID=21247457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864093463A SU1425009A1 (en) 1986-07-10 1986-07-10 Apparatus for following the butt joint

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1425009A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105798426A (en) * 2016-04-07 2016-07-27 湘潭大学 Capacitive narrow-gap weld joint tracking sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 742063, кл. В 23 К 9/10, 1977. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105798426A (en) * 2016-04-07 2016-07-27 湘潭大学 Capacitive narrow-gap weld joint tracking sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS59133408A (en) Sensor for high-revolution position
US4303883A (en) Apparatus for detecting the center of a welded seam in accordance with fundamental harmonic component suppression
SU1425009A1 (en) Apparatus for following the butt joint
SU1741999A1 (en) Method and apparatus for tracking the joint of welded articles
SU1593821A1 (en) Electromagnetic differential transducer of position of welded butt joint
SU585001A1 (en) Induction differential transducer of weld position
RU1813603C (en) Ferroprobe pickup for tracking butt
SU582075A1 (en) Induction differential welded joint position sensor
SU1507546A1 (en) Sensitive element for following up the joint
SU580957A1 (en) Induction-type weld position sensor
SU1555079A1 (en) Apparatus for automatic following of welds
SU1488150A1 (en) Electromagnetic sensor of welded joint position
SU742063A1 (en) Apparatus for automatic guiding of electrode along the butt
SU1181806A1 (en) Method and apparatus for controlling the position of welding torch relative to joint
SU1396038A1 (en) Pass-through transducer for non-destructive testing of physical and mechanical properties of ferromagnetic articles
SU1180783A2 (en) Method of flaw detection of non-destructive magnetizing materials
JPS57135682A (en) Inverter
SU1250423A2 (en) Apparatus for induction butt welding of pipes
US3408548A (en) Controller including a multivibratorfed step motor
SU1734971A1 (en) Weld monitoring arrangement
SU1320736A2 (en) Electromagnetic-acoustic converter for checking non-magnetic materials
SU599201A1 (en) Method of determining flaw parameters
JPH02287232A (en) Torque detection system
SU1720824A1 (en) Device for controlling position of welding torch
RU2051015C1 (en) Method of automatic control of position of electric welding burner relative to butt and apparatus for performing the method