SU1593821A1 - Электромагнитный дифференциальный датчик положени свариваемого стыка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению, в частности к автоматизации сварочных процессов при лазерной сварке изделий с плотными стыковыми соединени ми. Цель изобретени  - повышение точности слежени  за стыком. Датчик содержит открытый магнитопровод броневого типа с одной внутренней обмоткой возбуждени  и четырьм  наружными индикаторными обмотками. Датчики выполнены в виде двух параллельных обмоток, равные половины которых проход т через центральное отверстие магнитопровода, по обе стороны магнитного экрана. Две другие индикаторные обмотки охватывают наружную поверхность магнитопровода, взаимно перпендикул рны и расположены под углом 45° к плоскости, проход щей через ось датчика. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к области автоматизации сварочных процессов и может быть использовано, в частности, при лазерной сварке изделий с плотными стыковыми соединени ми, дл  управлени  .движением привода поперечного перемещени  издели  или горелки.

Целью изобретени   вл етс  повышение , точности слежени  за плотными стыковыми соединени ми.

На фиг. 1-3 помещены проекции датчика; на фиг. 4 - электрическа  схема соединени  обмоток; на фиг. 5 - дифференциальна  характеристика датчика; на фиг. 6 - измерительна  схема с датчиком .

Датчик содержит (на фиг. 1 показан в разрезе по диаметру) магнитопровод 1с помещенной внутри него обмоткой 2 .возбуждени , симметрично охватываемой первыми индикаторными обмотками 3, располагаемыми по разные стороны плоского млгнитного экрана .

На фиг. 3 показано расположение пары вторых индикаторных обмоток 5, располагаемых совместно с первыми индикаторными обмотками 3 по разные стороны разделительного экрана симметрично относительно стыка 6 свариваемого издели . На фиг. 4 приведена схема включени  обмоток датчика. При этом обмотка 2 (А- А) располагаетс  внутри броневого магнитопровода 1 (фиг. t). Первые индикаторные дифференциальные обмотки 3 (катушки) попарно включены между собой последовательно-встречно , причем катушки, расположенные по разные стороны магнитного экрана - последовательно и согласно. На фиг. 5 приведена результирующа 

taoA.

сл со со

СХ)

ю

31593821

дифференциальна  характеристика (крива  III), получаема  от каждой из первых индикаторных обмоток 3 (кривые I .и II). Там же приведены кривые IV от обмоток 5, используемых дл  компенсации значительных выступов кромок стыка.

На фиг. 6 приведена функциональна  схема, в которой обмотка 2 св зана с Q выходом генератора 7 гармонических колебаний частоты f, первые индикаторные 3 подключены к преобразователю 8, а вторые 5 через RC-элемеикромок стыка 6 издели . Применение плоского магнитного экрана k позвол ет устранить взаимосв зь между катушками 3 и локализовать вли ние выступов при слежении за кромками стыка издели  6. Катушки 5 подключаютс  к преобразователю 9 посредством RC-цепи, совместно образующей измерительный мост переменного тока. На выходе преобразователей 8 и 9 включены переменные резисторы, позвол ющие выбирать глубину компенсации выходного сигнала по вылету датчика. Если ось стыка 6

ты - к преобразователю 9. Выходы пре- t5 окажетс  смещенной вправо или влево

20

25

35

образователей 8 и 9, включающих, например , усилители посто нного тока, св заны с преобразователем 10.

Электромагнитный дифференциальный датчик положени  свариваемого стыка работает следующим образом.

В нормальном положении продольна  ось магнитного плоского экрана 4 со- осна оси стыка 6 издели , при этом индикаторные обмотки 3 и 5 наход тс  по обе стороны стыка, симметрично ему. От внешнего генератора-7 в обмотке 2 протекает электрический ток, формирующий переменный -магнитный поток, ограничиваемый магнитопроводом 1. При 30 этом основна  часть магнитного потока замыкаетс  через воздушный зазор по металлу, издели , охватываемому проекцией нижней плоскости кольца броневого сердечника (магнитопровода). В зоне стыка 6 издели  навод тс  вихревые токи, разрываемые стыком на токи противоположных направлений, которые сами формируют встречные маг- -нитные потоки, навод щие токи в соответствующих обмотках (катушках) 3 и 5

Причем расположение этих обмоток и их взаимосв зь такозы, что реакци  вихревых токов будет большей, чем от основного пол  возбуждени . Симметричное расположение обмоток 3 относительно оси стыка создает услови  дл  формировани  в них сигналов от кромок стыка, а также от изменени  . рассто ни  между плоскост ми датчика 1 и изделием со стыком 6, а дл  обмоток 5 - только от изменени  рассто - .ни  между ними. Поскольку обмотки 3 и 5 подключены соответственно к преобразовател м 8 и 9, выполн ющим роль усилени  и детектировани , то в пре- образователе 10 (например, операционном усилителе) можно проводить компенсацию вылета, датчика 1 относительно

Claims (1)

1. ©тносительно катушек 3, то согласно характеристике (фиг. 5) на выходе обмоток 3 (или блока 10 на фиг. 6) по витс  информативный сигнал, пол р ность и величина которого укажут на степень отклонени . Таким образом, предложенное техническое решение уст ран ет недостатки известного устройства . Предлагаемое устройство выполн лось -на бронев ых маг итопроводах и феррита или альсифера с наружным диа метром 9 и 12 мм. Обмотка 2 содержал (00 и 650 витков, провод 00,08 и 0,1 мм, обмотки 3 2 X 25 витков, провод 0,1, толщина магнитного экрана 0,12 мм, число витков обмоток 5-2 X Во, провод 0,12 мм. Испытани проводились на материалах из Си, А1, Fe. Рабоча  частота генерации 120 кГ Вли ние кра  издели  на томность кон рол  на рассто ни х, составл ющих 1,5 диаметра датчика, не превышала + 0,18 мм от оси стыка. Формула изобретени  Электромагнитный дифференциальный датчик положени  свариваемого стыка, содержащий магнитопровод, обмотку возбуждени  и четыре индикаторные обмотки, закрепленные на магнитопров 45 де, отлича ющийс  тем,

   что, с целью повышени  точности слеж ни  за плотным стыковым соединением, магнитопровод выполнен в виде броневого сердечника, открытого с измерительной стороны, и оснащен расположенным по его продольной оси плоским магнитным экраном, обмотка возбуждени  размещена внутри броневого серде ника, две индикаторные обмотки выпол

   распо40

   50

   55

   нены из двух равных половин, ложенных в одной плоскости, параллельно друг другу и оси магнитопровода , причем кажда  из половин этих обмоток размещена на внешней поверх0

   5

   5

   0 ©тносительно катушек 3, то согласно характеристике (фиг. 5) на выходе обмоток 3 (или блока 10 на фиг. 6) по витс  информативный сигнал, пол рность и величина которого укажут на степень отклонени . Таким образом, предложенное техническое решение устран ет недостатки известного устройства . Предлагаемое устройство выполн лось -на бронев ых маг итопроводах из феррита или альсифера с наружным диаметром 9 и 12 мм. Обмотка 2 содержала (00 и 650 витков, провод 00,08 и 0,1 мм, обмотки 3 2 X 25 витков, провод 0,1, толщина магнитного экрана 0,12 мм, число витков обмоток 5-2 X Во, провод 0,12 мм. Испытани  проводились на материалах из Си, А1, Fe. Рабоча  частота генерации 120 кГц. Вли ние кра  издели  на томность контрол  на рассто ни х, составл ющих 1,5 диаметра датчика, не превышала + 0,18 мм от оси стыка. Формула изобретени  Электромагнитный дифференциальный датчик положени  свариваемого стыка, содержащий магнитопровод, обмотку возбуждени  и четыре индикаторные обмотки, закрепленные на магнитопрово- 45 де, отлича ющийс  тем,

   что, с целью повышени  точности слежени  за плотным стыковым соединением, магнитопровод выполнен в виде броневого сердечника, открытого с измерительной стороны, и оснащен расположенным по его продольной оси плоским магнитным экраном, обмотка возбуждени  размещена внутри броневого сердечника , две индикаторные обмотки выполраспо40

   50

   5

   нены из двух равных половин, ложенных в одной плоскости, параллельно друг другу и оси магнитопровода , причем кажда  из половин этих обмоток размещена на внешней поверхНг 3

   i ч х хУХУХ -ХЧУЧЧм ГУхХ X ХХХХХч ч ч ч ч Г

   (риг.7

   .-- Ч -ч.

   54

   7

   9иг.2

   J

   ///

   Фиг 5

   ч

   16