SU1581504A1 - Устройство дл направлени рабочего органа по стыку при сварке - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области машиностроени  и предназначено дл  автоматизации сварочных процессов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности слежени  за криволинейным стыком и устранение залипани  чувствительного элемента в зазоре стыка. Датчик имеет чувствительную часть, выполненную в виде колеблющегос  консольного вибратора с иглой на конце. Вибратор снабжен контактной группой с подсоединенными к ней посто нными резисторами и интегрирующим конденсатором, св занным с преобразователем электропривода перемещени  рабочего органа. Устройство позвол ет получить высокую точность слежени  за стыком дл  металлических и неметаллических материалов путем регулируемой крутизны преобразовательной характеристики. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и предназначено дл  автоматизации наведени  рабочего органа на стык при сварке.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности слежени  за криволинейным пространственным стыком и устранение залипани  чувствительного элемента в зазоре стыка.

На фиг. 1 представлено устройство ,разрез; на фиг.2 -то же,вид сверху, на фиг. 3 - то же, вид сбоку, на Фиг, 4 - положение иглы относительно стыка: при нормальной соосности осей стыка и вибратора (фиг.4а), при уходе стыка влево (фиг.4б), вправо (фиг.4в) и при выходе иглы из зоны стыка (фиг.4г), а также переключени  интегрирующего конденсатора и временные диаграммы, условно учитывающие направление ухода иглы от нейтрали и уровень посто нного напр жени  на выходе интегрирующего конденсат ора на фиг. 5 - электрическа  схема.

Устройство (фиг.1) соориентирова- но относительно издели  1 со стыком 2, внутои которого помещена игла 3, другой конец которой закреплен в цанге 4 стержневого, преимущественно плоского, вибратора 5, расположенного соосно с магнитопроводом 6 с катушками 7 возбуждени  механических колебаний в вибраторе 5. Относительно вибратора 5 расположена контактна  группа из двух близко расположенных контактов 8 и наход щегос  между ними общего контакта 9, закреппенно- го на вибраторе 5 и изолированного от него. К контактам 8 соответственно подключены посто нные первый 10 и второй 11 резисторы, а к общему 9 сл

эо

У1

315

интегрирующий конденсатор 12 (указанные цепи дл  по снени  вынесены в сторону). Консолъно закрепленный вибратор 5 крепитс  к магнитопроводу 6 с помощью зажима 13, что обеспечивает Формирование в вибраторе иэгибных механических колебаний. Магнитопро- вод 6 возбуждени  прикреплен к узлу 14 уравновешивающего плеча, содержащего сжимающие пружины 15, св занные с верхней крышкой 16 датчика, на которой находитс  винт 17 регулировки нат жени  пружин. Корпус датчика обозначен позицией 18 (фиг.З). Игла 3 (Фиг.З) датчика наклонена к плоскости издели  под некоторым небольшим

УГЛОМ Lf ,

На фиг. 5 приведены св зи между обмотками магнитопровода 7 и блоком 19 Формировани  электрических колебаний , а также между контактами 8 и первым 20 и вторым 21 источниками разнопол рных напр жений, а также св зь между общим контактом 9 и эле- ктрическим преобразователем 22 привода , выход которого подключен к электродвигателю 23, механически св занному , например, с координатным столом и, соответственно, с изделием 1.

Устройство работает следующим образом .

Иглу 3 предварительно помещают внутрь стыка 2 несколько впереди ме,- ста сваривани  по ходу.движени  детали f. Рассто ние выноса иглы 3 выбираетс  с учетом ожидаемой зоны термовли ни , а также с учетом термостойкости материала иглы 3 (обычно несколко миллиметров), затем в вибраторе 5 возбуждаютс  изгибные механические колебани , при этом вибратор 5 и иглы 3 подвергаютс  механическим колебани м , при этом взаимодействуют между собой контакты 8, 9 и игла 3 со стенками стыка 2 (взаимодействи  имеют более сложный характер, обусловленный движущимс  стыком 2, и способствуют ( устранению прилипани  иглы 3 к стыку 2, поскольку сам датчик закреплен на рабочем органе). Возбуждаемые в игле 3 колебани  резко снижают трение иглы 3 о поверхность стыка 2 издели , не создава  при этом принудительных усилий на контактной /группе 8, 9 в случае совпадени  осей

стыка и нейтральной оси вибратора 5. Если же эта соосность нарушаетс , например вследствие ухода линии стыка

0

0

5

,

от нейтрали вибратора 5, то уменьшаетс  врем  замыкани  контактов 8, 9 в ту или иную сторону, что приводит к перезар ду интегрирующей емкости 12, питаемой через посто нные резисторы 10 и И от источников 20 и 21 разнопол рных напр жений. При этом результирующий электрический сигнал с конденсатора 12 поступает на вход электрического преобразовател  22 привода, который воздействует на двигатель 23 так, чтобы, например, переместить изделие 1 со стыком 2 со- осно нейтрали вибратора 5. Точность регулировани  при этом определ етс  соотношени ми зазоров стыка и контактов 8 и 9, последние могут быть выбраны значительно меньшими по отношению к стыку. Причем дл  работы с широкими стыками, например при наличии нестационарных расширений кромок стыка или при наличии отверстий по ходу стыка, в цанговый зажим может быть вставлена игла 3 с большей конусностью или выполненна  в виде стрелки, кра  которой лежат на стыке, не провалива сь в него. При этом игла 3 опираетс  о кромки стыка 2 с небольшими усили ми, подбираемыми с помощью винта 17 регулировки нат жени  пружин. При опоре иглы 3 о стык имеет место прогиб вибратора 5, так как последний не  вл етс  абсолютно жестким стержнем .

При нормальной соосности осей стыка и вибратора результирующее напр жение на интегрирующей емкости равно нулю (фиг.4а). При уходе стыка, например ,влево конденсатор больше зар жаетс  , например,напр жением положительной пол рности (Фиг.46),чем отрицательной , поэтому результирующее напр жение конденсатора оказываетс  положительным , и наоборот, при уходе стыка вправо результирующее напр жение отрицательно (фиг.4в). В случае, когда игла 3 выходит из зоны стыка 2 (фиг.4г) на поверхность шва, размах колебаний иглы (уже колебаний изгиба) несколько увеличиваетс , увеличиваетс  и врем  пробега всей консоли вибратора 5, но выходное напр жение на конденсаторе 12 остаетс  нулевым. При отсутствии реакции плоскостей стыка 2 на иглу 3 и при нулевом сигнале на емкости 12 положение издели  сохран етс , т.е. нет непредусмотренного увода датчика в сторону.

0

15

45

55

515

Таким образом, предложенное устройство позвол ет повысить точность слежени  за положением линии стыково го соединени  (путем значительного уменьшени  методической погрешности вследствие выноса чувствительного элемента вперед по ходу сварки) и может быть применено дл  контрол  широких и узких стыков, в том числе и криволинейныхтпри сварке стыков с неточно подогнанными кромками, а также при наличии дефектов кромок (дырок, сколов и др.). Кроме того, при работе с устройством отпадает необходимость в дополнительных припусках краев изделий.

Claims (1)

1. Датчик характеризуетс  высокой крутизной преобразовательной характеристики , поскольку выбор величин напр жений разнопол рных источников практически не ограничен. Последнее позвол ет получить простое согласование по входному сигналу с любым тири- сторным электроприводом, имеющим управл емый аналоговым сигналом вход. Кроме того, предлагаемое устройство может быть использовано при сварке неметаллических изделий. . Формула изобре.тени 

   Устройство дл  направлени  рабочего органа по стыку при сварке, со5046

   держащее механический датчик перемещени , соединенный с рабочим органом и электрически св занный с электроприводом перемещени  рабочего органа,

   отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности слежени  за криволинейным пространственным стыком и устранени  залипани  чувствительного элемента в зазоре стыка, чувствительный элемент датчика выполнен в виде иглы, закрепленной на оси стержневого вибратора, расположенного между первым и вторым непод5 вижно закрепленными электрическими контактами, и снабжен третьим контактом , размещенным на вибраторе, продольна  ось которого расположена параллельно оси электромагнитной

   0 системы возбуждени , причем механизм креплени  датчика снабжен плечом уравновешивани  узла датчика, а к первому и второму неподвижно закрепленным электрическим контактам под5 ключены первый и второй резисторы, соединенные с первым и вторым источниками разпол рных напр жений, а к третьему контакту подключена интегрирующа  емкость, электрически св о занна  с входом электропривода перемещени  рабочего органа.

   фиг.1

   Фиг 2

   х

   ч

   Фиг.з

   а

   - Ф

   -t--i-i-i-i- -1

   ь

   z

   X

   iЈ2

   -fК

   i-tft ,

   H111 -

   i

   e«

   H11(

   ФигЛ

   W

   V Ч

   /

    

   1

   18

   зис

   Vi

   f////f77l

   Фиг 5