SU1712091A1 - Устройство дл контрол параметров процесса при дуговой сварке - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению, а именно к устройствам контрол  процессов дуговой сварки, и может быть использовано дл  контрол  качества прлу- автоматической и ручной сварки. Целью  вл етс  расширение технологическихвозможностей устройства за счет автоматического выбора порогового значени  контролируемого параметра сварки, соответствующего оптимальному сварочному процессу при одновременном повышении помехоустойчивости. Устройство содержит узел индикации, источник сварочного тока, элек- трододержатель, измерительный преобразователь, компаратор, генератор импульсов, счетчики, триггеры, элемент задержки, датчики угла наклона электрода. Структура устройства обеспечивает непрерывное отслеживание текущего значени  контролируемого параметра сварки и фиксацию достигнутого в процессе ведени  сварки оптимального значени  параметра в качества эталонного, а также сравнение текущего и эталонного значений параметра. 2 ил.СОс

Description

Изобретение относитс  к контролю процесса дуговой сварки и может быть использовано дл  контрол  качества процесса сварки, в частности при дуговой автоматической , полуавтоматической и ручной сварке .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональнь1х возможностей устройства за счет автоматического выбора порогового значени  контролируемого параметра сварки, соответствующего оптимальному сварочному процессу при одновременном повышении помехоустойчивости .

На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  контрол  параметров процесса при дуговой сварке; на фиг.2 - функциональна  схема двухканального усилител .

Устройство дл  контрол  параметров процесса при дуговой сварке содержит двухканальный усилитель 1, узел 2 индикации , последовательно соединенные источник 3 сварочного тока, электрододержатель 4, измерительный преобразователь 5 контролируемого параметра, многоуровневый компаратор 6, генератор 7 импульсов, кольцевой счетчик 8, первый и второй триггеры 9, 10, элемент 11 задержки, реверсивный счетчик 12, преобразователь 13 код-напр жение , переключатель 14 и датчик 15 угла наклона электрода, выход которого соединен через первый разомкнутый контакт 141 переключател  14 с входом записи преобразовател  13 код-напр жение, поразр дно соединенного своими входами с соответствующими разр дными выходами

реверсивного счетчика 12, выходы переполнени  и обнулени  которого соединены соответственно с входами индикации отклонений параметра узла 2 индикации. Первый и второй входы задани  многоуровневого компаратора 6 соединены с соответствующими выходами каналов двухканального усилител  1, выход генератора 7 импульСов соединен с входами элемента 11 задержки, кольцевым счетчиком 8 и входами записи первого и второго триггеров 9, 10, выходы которых соединены соответственно с входами суммировани  и вычитани  реверсивного счетчика 12, вход записи которого соединен через второй нормально замкнутый контакт 14-2 переключател  14 с выходом распределител  8 импульсов. Информационные входы первого и второго триггеров 9,10 соединены соответственно с первым и вторым выходами многоуровневого компаратора 6, входы сброса первого и второго триггеров 9, 10 соединены с выходом элемента 11 задержки, а выход преобразовател  13 код-напр жение соединен с входом двухканального усилител  1 и входом индикации порогового значени  узла 2 индикации, вход индикации ошибки наклона электрода которого соединен с первым нормально замкнутым контактом 14-1 переключател  14.

Двухканальный усилитель 1 состоит из двух операционных усилителей 16, 17, двух потенциометров 18, 19 обратной св зи и двух входных резисторов 20, 21.

Устройство работает следующим образом .

При необходимости автоматического выбора порогового значени  контролируемого параметра сварки, соответствующего оптимальному сварочному процессу, оператор переключает переключатель14 в положение , противоположное указанному на фиг.1. При этом его контакт 14-1 замыкаетс , а контакт 14-2 размыкаетс , блокиру  вход записи реверсивного счетчика 12. Поеле возбуждени  устойчивой дуги оператор осуществл ет контрольный провар на конкретном изделии дл  данных условий сварки и сварочных материалов, добива сь оптимального ведени  сварочного процесса в соответствии с уровнем его квалификации. При этом телесный угол наклона электрода, контролируемый датчиком 15 угла наклона, должен находитьс  в заданных пределах, обеспечива  сигнал 1 на выходе датчика 15 угла наклона электрода и входе записи преобразовател  13 код-напр жение. По этому сигналу преобразовател  13 код-напр жение непрерывно принимает информацию с реверсивного счетчика 12 и

преобразует ее в напр жение, пропорциональное пороговому значению контролируемого параметра сварки, подаваемое на вход двухканального усилител  1.

Фактическое значение контролируемого параметра (например, ток сварки) преобразуетс  измерительным преобразователем 5 контролируемого параметра в электрический сигнал напр жени , подаваемый на информационный вход многоуровневого компаратора 6, на первый и второй входы задани  которого подаютс  сигналы соответственно с выходов двухканального усилител  1, равные верхнему и нижнему порогам сравнени  контролируемого параметра , причем

Пв изо Kie; Пн изо Ki7,

где Ki6 и - коэффициенты усилени  операционных усилителей 16, 17, выставл емые потенциометрами 18, 19 соответственно .

Если фактическое значение контролируемого параметра в виде напр жени  Us больше, чем верхний порог Пв, то на первом выходе многоуровневого компаратора 6 устойчиво формируетс  сигнал 1, поступающий на информационный вход первого триггера 9. Подвоздействием импульсов генератора 7 импульсов, воздействующих не .посредственно на вход записи первого триггера 9 и через элемент задержки 11 на вход сброса первого триггера 9, на выходе последнего формируетс  устойчива  импульсна  последовательность с периодом, равным периоду следовани  импульсов генератора 7 импульсов, и длительностью, равной временной задержке элемента 11 задержки.

Если длительность сигнала 1 на выходе многоуровневого компаратора 6 будет существенно меньше периода следовани  импульсов генератора 7 импульсов, то первый триггер 9 не будет переключатьс  из-за отсутстви  моментов совпадени  сигналов на его входах записи и информационном. Следовательно, соответствующим выбором частоты генератора 7 импульсов добиваютс  повышени  помехоустойчивости к случайным кратковременным изменени м контролируемого параметра, не св занным с конкретными действи ми оператора.

По мере суммировани  по входу реверсивным счетчиком 12 импульсов с выхода первого триггера 9 его содержимое будет

увеличиватьс , увеличива  напр жение на выходе, преобразовател  13 код-напр жение до тех пор, пока не станет выполн ть условие Пн Us Пв, т.е. на выходах многоуровневого компаратора будут сигналы О. Реверсивный счетчик 12 остановитс , зафиксировав на входе двухканального усилител  1 предварительное пороговое значение контролируемого параметра. В Jlaльнейшем , вследствие незначительной величины допуска на контролируемый параметр АП, устанавливаемой двухканальным усилителем 1, фактическое значение контролируемого параметра может снизитьс  ниже нижнего порога, т.е. Us Пн U24. При этом на втором выходе многоуровневого компаратора 6 по витс  сигнал 1 vкоторый при его длительности, превышающей период следовани  импульсов генератора 7 импульсов, вызывает устойчивую импульсную последовательность на выходе второго триггера 10, поступающую на вычитающий вход реверсивного счетчика 12. Последний уменьшает свое содержимое и, следовательно , напр жение на выходе преобрёзовател  13 код-напр жение. При этом уменьшаетс  и напр жение задани  порогов на входе двухканального усилител  1 таким образом, что многоуровневый компаратор б вновь отключаетс .

. Таким образом, после р да колебаний относительно пол  допуска ДП содержимое реверсивного счетчика 12 установитс  в состо ние , соответствующее среднестатическому значению контролируемого параметра (10), поддерживаемого оператором в течение последнего интервала времени. Если оператор в соответствии с его уровне м квалификации принимает решение о том, что им достигнут оптимальный технологический режим контрольной сварки в течение заданного времени и установившеес  пороговое значение контролируемого параметра должно быть автоматически зафиксировано устройством дл  последующей работы, то он совершает резкое отклонение электрододержател  4 от требуемого положени  и обрывает дугу. При этом срабатывает датчик 15 угла наклона электрода, на его выходе устанавливаетс  сигнал О, блокирующий содержимое преобразователи 13 код-напр жение на все оставшеес  вреМ . Не возвраща  электрододержатель 4 в правильное положение, оператор возвращает переключатель 14 в исходное положение, окончательно сохран   содержимое преобразовател  13 код-напр жение, соот етствующеесреднестатистичес кому

пороговому значению контролируемого параметра сварки. Это значение индицируетс  узлом 2 индикации. Одновременно к входу узла 2 индикации подключаетс  выход датчика 15 угла наклона электрода дл  индикации недопустимых отклонений угла наклона электрода.

В дальнейшем, при контроле непосредственно сварочного процесса по автоматически определенному пороговому значению

параметра, любой выход параметра за границы пол  допуска АП вызывает соответствуюш .ие срабатывани  многоуровневого компаратора 6. Если длительность отклонений параметра превышает период Ти следовани  импульсов генератора 7 импульсов, то на выходе соответствующего триггера или 10 по витс  устойчива  последовательность импульсов с периодом Ти. Эти импульсы будут увеличивать или уменьшать

содержимое реверсивного счетчика 12. Последний в режиме контрол  (при замкнутом контакте 14-2 переключател  14) периодически с периодом Ту устанавливаетс  сигналом с выхода кольцевого счетчика 8 в

состо ние, равное М, где М - число усреднени  элементарных отклонений, соответствующее половине информационной емкости реверсивного счетчика 12, исчисл емой из услови  формировани  сигнала переполнени  (обнулени ) на его выходе в реж ле суммировани  (вычитани ) из нулевого .Иго ) состо ни  при подаче на соответствующий вход реверсивного счетчика 12 последовательности из 2М импульсов. Дл 

удобства технической реализации М выбираетс  из услови  М 2, где п 4. Длительность периода установки выбираетс  из услови  Ti) N Ти, где N М и N - основание счета кольцевого счетчика 8. Тем самым

достигаетс  дополнительное повышение помехоустойчивости работы устройства, поскольку устойчивый сигнал о наличии ошибки ведени  сварочного процесса возникает на выходах переполнени  или обнулени 

реверсивного счетчика 12 при условии, если он насчитает подр д более импульсов и переполнитс  (на входе узла 2 индикации возникнет сигнал ошибки превышени  верхнего порога) или обнулитс  (на выходе узла

2 индикации возникнет сигнал недостижени  нижнего порога).

Наложение услови  непрерывного суммировани  (вычитани ) реверсивным счетчиком 12 более чем М импульсов (каждый из

которых соответствует элементарному отклонению фактического значени  параметра от пол  допуска на врем , превышающее длительность периода Ти генератора 7 импульсов ) в течение периода Ту установки

реверсивного счетчика 12, необходимого дл  формировани  окончательного сигнала отклонени  фактического параметра от пол  допуска, также повышает помехоустойчивость устройства и делает его работу более надежной в услови х сварочного производства , изобилующего широким спектром электропомех.

Таким образом, устройство дл  контрол  параметров процесса при дуговой сварке позвол ет автоматически определ ть пороговое значение контролируемого параметра сварки, соответствующее оптимальному сварочному процессу. В результате повышаетс  точность контрол  качества ведени  сварочного процесса, повышаетс  производительность труда оператора за счет сокращени  непроизводительных затрат времени на определение, подбор и установку требуемых пороговых значений, снижаетс  Непроизводительный расход металла, электродов и защитного газа на подбор режимов сварки.

Кроме того, устройство отличаетс  повышенной помехоустойчивостью, что позвол ет увеличить надежность его функционировани  в услови х сварочного производства с большим уровнем электропомех путем исключени  ложных фиксаций нарушений режима сварки, не св занных с действи ми оператора.

Ф о р м у л а и 3 о б Р ет е н и   Устройство дл  контрол  параметров процесса при дуговой сварке, содержащее узел индикации, последовательно включенные источник сварочного тока, электрододержатель , измерительный преобразователь контролируемого параметра, выход которого подключен к первому входу многоуровневого компаратора, второй и третий

входы которого подключены к выходам двухканального усилител , отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет автоматического выбора порогового значени  контролируемого параметра сварки, соответствующего оптимальному сварочному процессу при одновременном повышении помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено генератором импульсов, кольцевым счетчиком, первым и вторым триггером, элементом задержки, реверсивным счетчиком , преобразователем код-напр жение, переключателем и датчиком угла наклона электрода, при этом выход датчика угла наклона электрода через замкнутую цепь первого контакта переключател  св зан с входом индикации ошибки наклона электрода узла индикации и через разомкнутую цепь этого контакта св зан с входом записи преобразовател  код-напр жение, выходы многоуровневого компаратора св заны с информационными входами первого и второго триггеров, выходу которых св заны соответственно с входами суммировани  и вычитани  реверсивного счетчика, выход генератора импульсов св зан с входом кольцевого счетчика и входами записи первого и второго триггера, а также через элемент задержки с входами сброса этих триггеров, выход кольцевого счетчика через второй контакт переключател  св зан с входом записи реверсивного счетчика, выходы переполнени  и обнулени  которого подключены к входам индикации отклонени  параметра узла индикации, выход реверсивного счетчика поразр дно св зан с входами преобразовател  код-напр жение, выход которого подключен к входу индикации порогового значени  узла индикации и входу двухканального усилител .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для контроля параметров процесса при дуговой сварке, содержащее узел индикации, последовательно включенные источник сварочного тока, электрододержатель, измерительный преобразователь контролируемого параметра, выход которого подключен к первому входу многоуровневого компаратора, второй и третий входы которого подключены к выходам двухканального усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет автоматического выбора порогового значения контролируемого параметра сварки, соответствующего оптимальному сварочному процессу при одновременном повышении помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено генератором импульсов, кольцевым счетчиком, первым и вторым триггером, элементом задержки, реверсивным счетчиком, преобразователем код-напряжение, переключателем и датчиком угла наклона электрода, при этом выход датчика угла наклона электрода через замкнутую цепь первого контакта переключателя связан с входом индикации ошибки наклона электрода узла индикации и через разомкнутую цепь этого контакта связан с входом записи преобразователя код-напряжение, выходы многоуровневого компаратора связаны с информационными входами первого и второго триггеров, выходы которых связаны соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика, выход генератора импульсов связан с входом кольцевого счетчика и входами записи первого и второго триггера, а также через элемент задержки с входами сброса этих триггеров, выход кольцевого счетчика через второй контакт переключателя связан с входом записи реверсивного счетчика, выходы переполнения и обнуления которого подключены к входам индикации отклонения параметра узла индикации, выход реверсивного счетчика поразрядно связан с входами преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к входу индикации порогового значения узла индикации и входу двухканального усилителя.

   фигЛ

   Cpue.Z