SU1496945A1

SU1496945A1 - Способ определени вылета электрода и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1496945A1
Application number: SU874278882A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Трефилов
Original assignee: Горьковский Политехнический Институт
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1989-07-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в сварочном производстве. Цель изобретени - повышение быстродействи и точности определени вылета электрода. Дл этого используют максимальное значение производной от напр жени на мундштуке сварочной горелки в период короткого замыкани дугового промежутка. Результат каждого измерени хранитс до следующего измерени . Выходной сигнал имеет колебани , определ емые только изменением вылета электрода, и практически не имеет помех. Устройство включает блоки задани и сравнени , компаратор, источник заданного напр жени , дифференциатор, диод, ключ, три инвертора, четыре формировател импульсов, элементы И и ИЛИ, пиковый детектор и устройство выборки-хранени . Устройство позвол ет измерить длину вылета электрода за врем единичного акта короткого замыкани и получить сигнал с низким уровнем пульсаций. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к сварочному производству и может быть использовано в, сварочных работах и автоматах дл определени и регулировани вылета при сварке плав щимс электродом .

Целью изобретени вл етс повышение (быстродействи и точности определени вылета электрода.

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства дл реализации способа вылета электрода; на фиг.2 - диаграммы сигналов в некоторых точках устройства; на фиг. 3 - расчет- .на цепь источника сварочного тока.

Устройство дл определени вылета электрода содержит (фиг.1) компаратор 1, первый вход которого св зан с мундштуком сварочной горелки, а второй - с источником 2 заданного напр жени . Мундштук сварочной горелки св зан также чере.з последовательно включенные дифференциатор 3 и диод 4 с -сигнальным входом ключа 5. Выход компаратора 1 через последовательно включенные первый инвертор 6 и первый формирователь 7 импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ 8, через последовательно включенные второй формирователь 9 импульсов и, второй инвертор Ю

4

;о

Од

S

4 СП

соединен с первым входом элемента Pi 11 и непосредственно - с вторым входом элемента И. Выход элемента И 11 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 8, выход которого св зан с управл ющим входом первого ключа 5, Выход ключа 5 соединен с сигнальным входом пикового детектора 12. Выход элемента ИЛИ 8 соединен также через последовательно включенные третий инвертор 13 и третий формирователь импульсов 14 с управл ющим входом устройства 15 выборки-хранени , выход формировател 14 через четвертый формирователь 16 импульсов - с входом гашени пикового детектора 12, выход которого св зан с сигнальным входом устройства 15 выборки-хранени . Выход устройства 15 соединен с первым входом устройства сравнени 17, второй вход которого соединен с выходом источника 18 опоного напр жени ,

Устройство дл определени вьшет электрода работает следующим образо ( фиг.1,2).

Напр жение Uд (фиг.2а) с мундштука сварочной горелки подаетс на пе

вый вход компаратора 1, на второй вход которого подано; заданное напр жение с источника 2 задающего напр жени . На выходе компаратора образуютс импульсы (фиг.2в), из которых формируютс управл ющие сигналы . Одновременно с этим напр жение и. поступает на вход дифференциатора 3, напр жение с выхода которого (фиг,26) через диод 4 поступает на сигнальный вход ключа 5, Напр жение с выхода компаратора t через первый инвертор 6 и первый формирователь 7 импульсов поступает на первый вход элемента ИЛИ 8.

Одновременно с этим сигнал с выхо да компаратора 1 через второй формирователь 9 импульсов и второй инвертор 10 поступает на первый вход элемента И 11, на второй вход которого подан сигнал с выхода компаратора. В итоге на выходе элемента И формируетс сигнал и, (фиг.2и), задержанный на врем , соответствующее длительности импульса на выходе второго формировател импульсов 9 (фиг.2е) относительно сигнала компаратора (фиг.2в). С выхода элемента И сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, на выходе которого форми

Е U

руетс импульс Ug (фиг.2к) с началом и окончанием, задержанным относительно начала импульса U. компаратора (фиг.2в). Этот импульс подаетс на управл ющий вход ключа 5, разреша прохождение сигнала с дифференциатора 3 через диод 4 и ключ 5 на сигнальный вход пикового детектора 12. В результате на вход пикового детектора поступают с дифференциатора только положительные импульсы, соответствующие началу короткого замыкани дугового промежутка, и в пиковом детекторе 12 будут записаны максимальные значени производной от напр жени дуги соответствующие началу короткого замыкани . Этот сиг- нал пропорционален вылету электрода, что следует из следующих соотношений. Дл ЭДС источника сварочного тока справедливо соотношение (фиг.З)/

ст

Э Ice

RB RU)L -5Г

При использовании стабилизированного источника сварочного тока Е const. Напр жение на столбе дуги Uj. мен етс пропорционально скорости подает электрода и к моменту начала короткого замыкани становитс равным нулю. Во врем короткого замыкани происходит быстрое нарастание тока сварки за счет того, что мгновенно становитс Ug 0. Поэтому дл тока во врем короткого замыкани можно записать

I,

где Т

Я

S.I-Ui и Rg- Ru

-

к;+кГ

U9

i

ire

(1 - е ),

Напр жени на мундштуке дл этого же периода

е

и

0

м

+ и.

R - иэ

Л -

RB+RU

6

RB

Ч

(1 - е . d UM

Дл производной тг- и полу -t

5 чим

v,-|Re р i

С учетом Тц

дл t о

«max э

5

RB+RU

„Re

RB+RM

9

L

RS1496945

времени,равной Т -,где С

. 21.. При исполь- 3с

Так как L «t const; U к const, то значение производной от напр жени на мундштуке оказываетс пропорционально сопротивлению вылета электрода Rg, которое определ етс величиной вылета электрода Ig. Таким образом , в пиковом детекторе получим сигнал, пропорциональный U, д в момент начала короткого замыкани .

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 8 через третий инвертор 13 и третий формирователь 14 импульсов (фиг.2л) поступает на управл ющий вход устройства 15 выборки-хранени , обеспечива запись в него сигнала с пикового детектора 12. В результате на выходе устройства 15 по витс сигнал U|(g)(, определ емый длиной вылета электрода Ig. После окончани сигнала записи на выходе четвертого формировател 16 импульсов формируетс сигнал стирани (фиг.2м) пикового детектора. Этим сигналом пиковый детектор 12 готовитс к записи следующего импульса йд, ак

J

С выхода устройства 15 сигнал поступает .на первый вход устройства сравнени 17, на второй вход которого с блока 18 задани опорного напр жени поступает опорное напр жение , пропорциональное заданной длине вылета электрода 1. В итоге на выходе устройства сравнени 16 будет сигнал

5 К Г1

в - во

-IB).

пропорциональньй ошибке в длине вылета электрода. Этот сигнал имеет знак, соответствующий знаку ошибки, пропорциональную величине ошибки в

длине вылета электрода. I

Например, при использовании известного способа при частоте коротких замыканий 10 Гц, длительности 0,1 Т и 3Ijj , учитыва только первую гармонику, получим амплитуду пульсаций выходного сигнала 3% от-среднего значени . Дл подавлени этой пульсации до уровн 1% нужен фильтр первого пор дка с посто нной

зовании такого фильтра частота среза системы стабилизации вылета электро10 да должна быть около w

Т

т 9«

к 10 и быстродействие (врем

с

переходного процесса) не может быть

37

вьше Т- 1 с.

Р w

В предлагаемом способе ввиду исключени необходимости применени фщьтра низких частот при частоте 10 Гц максимальное запаздывание в изменении сигнала будет равно Л t

Т --- 0,1 си быстродействие

системы стабилизации вылета электро- да будет определ тьс только приводом , на вход которого поступает сигнал с выхода устройства определени , вылета электрода.

Таким образом, способ определени вылета электрода позвол ет измерить длину вылета за врем единичного акта короткого замыкани и получить на выходе сигнал с низким уровнем пульсаций, за счет чего существенно повышаетс быстродействие и увеличиваетс точность систем стабилизации длины вылета электрода.

ормула изобретений

1. Способ определени иыпета электрода , при котором измер ют параметр сварочного процесса и по его значению суд т о величине вылета электроа , отличающийс тем, то, с целью повышени быстродействи и точности, подают положительый потенциал от сварочного источника на электрод, а в качестве измер

емого параметра берут максимальное положительное значение производной от напр жени на мундштуке сварочной горелки во врем короткого замыкани дугового промежутка.

2. Устройство дл определени вылета электрода, содержащее мундштук сварочной горелки и блок задани , соединенный с входом устройства сравнени , отличающеес

тем, что, с целью повышени быстродействи и точности, в него введены конпаратор, источник заданного напр жени , дифференциатор, диод,ключ, три инвертора, четыре формировател импульсов, элемент ИЛИ, элемент И, пиковый детектор и устройство выборки-хранени , при этом первый вход компаратора соединен с мундштуком сварочной горелки и через последовательно соединенные дифференциатор и диод - с сигнальным входом ключа, второй его вход соединен с. источником заданного напр жени , а выход через последовательно соеди- ненные первый инвертор и первый формирователь импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, а также через последовательно включенные втоCpue .f

рой формирователь импульсов и второй инвертор соединен с первым входом элемента И, второй вход которого с выходом компаратора соединен непосредственно , выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом ключа и через третий инвертор и третий формирователь импульсов - с управл ющим входом устройства выборки-хранени , который через четвертый формирователь импульсов соединен с входом гашени

пикового детектора, информационный вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с сигнальным входом устройства выборки-хранени , выход которого подключен к второму входу устройства сравнени .

м

фиг. 2

Фиг.З

Claims

Формула изобретений

1. Способ определения выпета электрода, при котором измеряют параметр сварочного процесса и по его значению судят о величине выпета электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, подают положительный потенциал от сварочного источника на электрод, а в качестве измеряемого параметра берут максимальное положительное значение производной от напряжения на мундштуке сварочной горелки во время короткого замыкания дугового промежутка.
2. Устройство для определения вылета электрода, содержащее мундштук сварочной горелки и блок задания, соединенный с входом устройства сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены компаратор» источник заданного напряжения, дифференциатор, диод,ключ, три инвертора» четыре формирователя импульсов» элемент ИЛИ, элемент И, пиковый детектор и устройство выборки-хранения, при этом первый вход компаратора соединен с мундштуком сварочной горелки и через последовательно соединенные дифференциатор и диод - с сигнальным входом ключа, второй его вход соединен с. источником заданного напряжения, а выход через последовательно соединенные первый инвертор и первый формирователь импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, а также через последовательно включенные вто1496945 8 рой формирователь импульсов и второй инвертор соединен с первым входом элемента И, второй вход которого
5 с выходом компаратора соединен непосредственно, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа и через третий ин1Q вертор и третий формирователь импульсов - с управляющим входом устройства выборки-хранения, который через четвертый формирователь импульсов соединен с входом гашения 15 пикового детектора, информационный вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с сигнальным входом устройства выборки-хранения, выход которого подключен к второму входу устройства сравнения.

фие.7 и*