SU994174A1 - Система автоматического копировани линии сварного соединени - Google Patents

Система автоматического копировани линии сварного соединени Download PDF

Info

Publication number
SU994174A1
SU994174A1 SU813280044A SU3280044A SU994174A1 SU 994174 A1 SU994174 A1 SU 994174A1 SU 813280044 A SU813280044 A SU 813280044A SU 3280044 A SU3280044 A SU 3280044A SU 994174 A1 SU994174 A1 SU 994174A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
outputs
welding torch
welding
line
Prior art date
Application number
SU813280044A
Other languages
English (en)
Inventor
Глеб Александрович Спыну
Георгий Иванович Сергацкий
Юрий Михайлович Коротун
Владимир Тимофеевич Антоненко
Дмитрий Васильевич Коваленко
Сергей Николаевич Родичев
Original Assignee
Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
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 Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона filed Critical Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority to SU813280044A priority Critical patent/SU994174A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU994174A1 publication Critical patent/SU994174A1/ru

Links

Description

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОПИГОВАНИЯ ЛИНИИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Изо егение относигс  к обласги авгомагиэации в машиносгроении и может быть использовано в сварочном оборудовании дл  автоматического ведени  рабо ,чего органа вдоль линии сварного соединени , на:пример, при дуговой или электрон- но-лучевой сварке. Известна система автоматического копировани  линии сварного соединени , основанна  на использовании дуги в качестве датчика взаимного положени  элек трода и линии соединени , содержаща  сварочную горелку с приводами перем е ни  в горизонтальной и вертикальной плоскост х, последовательно соединенные блок намерени  параметров дуги и преобразователь параметров дуги в сигналы отклонени  положени  электрода от задан ного в горизонтальной плоскости поперек направлени  сварки и по вертикали, причем . выходы преобразовател  соединены с приводами перемещени  сварочной горел ки соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскост х 1 . Принцип работы данной системы автоматического копировани  основан на определении взаимного положени  электрода и линии соединени  непосредственно в точке сварки по результатам измерени  параметров дуги (напр жени  на дуге, сварочного тока, частоты коротких замыканий дугового промежутка) С2Т. Недостатками системы с использованием дуги в качестве датчика  вл ютс  возможность срыва слежени  при сварке прерывистых швов или обрыве дуги, невозможность поиска начальной точки сварки , трудность выделени  сигнала коррекции дл  р да профилей разделки, невозможность управлени  ориентацией сварочной головки при сварке швов сложной конфигурации. В целом такие системы имеют ограниченные функциональные и технологические возможности. Наиболее близкой к изобрет«1ию по технической сущности и достигаемому положительному эффекту  вл етс  система автоматического копировани  линии сварноГО соедщениЯ) содержаща  сввроч|{ую горелку с приводом ее перемещени , по ,воротный рычаг с копирующим элеменгом шарнирно св занный со сварочной горелкой ,, датчик угла поворота рычага, вычис ли тельное устройство, к первому входу которого подключен датчик поворота рычага , а выход - к первому входу первого сумматора, второй вход которого соедине с датчиком угла поворота рьиага, блок определени  скорости перемещени  свароч ной горелки вдоль линии стыка, вход которого подключен к приводу перемещени  сварочной горелки, а выход св зан с вто . рым входом вычислительного блока, второй сумматор, выход которого св зан с входом блока запаздывани , первый вход с выходом первого сумматора, а второй с выходом блока запаздывани  соединен с входом привода перемещени  сварочной горелки и вторым входом второго сумматора . Данна  система автоматического копировани  позвол ет с помощью вьгаесенного вперед от места сварки копирующего элемента автоматически отсленонвать линию сварного соединени , расположенную на плоскости. Недостатком такой систв«1ы  вл етс  невысока  точность копировани , что обусловлено удалением измерительного органа {копирующего элемента) от свароч ной горегаси. Погрещности копировани  возникают при этом из-за возможных потерь информации о положении копируемой линии в процессе преобразовани  и отработки, а также из-оа тепловых де- . формаций свариваемой детали. Вли ние последнего источника погрешности копиро вани  увеличиваетс  с удалением копирующего элемента от сварочной головки. Целью изобретени   вл етс  повыщени качества сварки за счет увеличени  точности копировани  линии сварного соединени . Цель достигаетс  тем, что система автома гаческого копировани  линии сварн го соединени , содержаща  сварочную горелку с приводами ее перемещени  вдоль и поперек линии сварного соединени , поворотный рычаг с копирующим элементом , шарнирно св занный со сварочной горелкой, датчики угла поворота рычага в горизонтальной и вертикальной плоскост х два вычислительных устройства, к первым входам которых подключен блок задани  ск рости перемещени  сварочной горелки вдол линии сварного соединени , а к вторым выходы датчиков угла поворота рычага, дополнительно содержит привод вертикального перемещени  сварочной горелки, интерпол тор , блок измерени  параметров дуги, преобразователь параметров дуги в сигналы отклонени  электрода от заданного положени , два умножител  и три сумматора , при этом первый и второй входы интерпол тора соединены с вьгкодами вычислнтещ,ных устройств соответственно, первые входы сумматоров соедшгены с выходами интерпол тора, первые входы умножителей подключены к первому выходу преобразовател , вторые входы - к первому и второму выходам интерпол тора , вьпсоды первого и второго умножителей соединены с вторыми входами соответТЕ енно второго и первого сумматоров, выходы последних подключены к приводам перемещени  сварочной горелки вдоль и поперек линии сварного соединени , второй вход третьего сумматора соединены с BTopbJM выходом преобразовател , а выход третьего сумматора св зан с приводом вертикального, перемещени  сварочной горелки. На фиг. I представлен пример компановки измерительных органов на манипул торе сварочной горелки; на фиг. 2 структурна  схема системы автоматического копировани ; на фиг. 3 - блок-схема вычислительного устройства. Сварочна  горелка I с электродом 2 установлена над пинией сварного соединени  3. Копирующий элемент 4 укреплен на поворотном рычаге, 5 на рассто нии L от сварочной горелки 1. Перемещение рычага 5 относительно горелки 1 вокруг оси горелки I производитс  приводом 6 и измер етс  датчиком 7 угла поворота ot, а в плоскости оси вращени  горелки приводом 8 и датчиком 9 угла поворота Ч . Сварочна  горелка 1 снабжена координатными 10, 11 и 12 по ос м X, 4,2, при этом ось X соответствует направлению перемещени  сварочной горелки вдоль линии сварного соединени , ось V - поперек линии сварного соединени  и ось Z соответствует приводу вертикального перетлещени  горелки , причем ось Z совпадает с осью вращени  горепки. Положение сварочной горелки по указанным ос м измер етс  да.тчиками 13, 14 и 15 соответственно. Параметры дуги измер ютс  блоком 16 из мерени , выход которого соединен с входом преобразовател  17, с первого выхода которого снимаетс  сигнал J(Y о смещении електрода 2 относительно линии сварного соединени  3 в плоскости, перпендикул рной оси Z , а с второго выхода - сигнал о смешении элекгрода по оси 2 - 7 . . Выходы датчиков 7 и 9 (значени  углов поворота oi- и f) подключены к выходам первого и второго вычислиге ьных устройств 18 и 19 соответственно, вторые входы которых соединены с блоко 2О задани  скорости сварки VCB Выходы вычислительных устройств 18 и 19 соединены соответственно с первым и вго входом интерпол тора 21, три выхода которого соответственно через сумматоры 22, 23 и 24 подключены к входам приводов 10, II и 12 перемещени  сварочной горелки I по координатам X Ч t Z . Кроме того, первый и второй выходы интерпол тора 21 соединены с входами первого и второго умножителей 25 и 26, вторые входы которых соедине ны с первым выходом преобразовател  ,17, выдел ющего сигнал Е/У отклонени горелки I от линии сварного соединени  в гоюскости перпендикул рной оси. Выходы умножителей 2.5 и 26 подключены к вторым входам сумматоров 23и 22 соот ветственно, второй Bxof сумматора 24 сое динен со вторым выходом преобразовател  17, на котором формируетс  сигнал 2 сметцени  электрода 2 по оси Z .. Интерпол тор 21 содержит два синуснокосинусных преобразовател  27 и 28, выходы которых соединены с входами третьего-шестогоумножителей 29, ЗО, 31 и 32, и регул тч)р 33 рассто ни  между сварочной горелкой и копирующим элемен том. Вычислительные устройства 18 и 19 идентичны по всей структуре. На фиг. 3 представлена блок-схетла вычислительного устройства 18. Оно содержит первый и второй сумматор 34 и 35, блок 36 запаздывани  и вычислительный блок 37. Система автоматического копировани  работает следующим образом. По сигналам копирующего элемента 4автономна  система слежени  (не пока зана) по каждой степени свободы копиру щего элемента 4 поддерживает с помощь приводов 6 и 8 заданное положение копи рующего элемента 4 относительно линии сварного соединени  3. Углы поворота рычага 5 измер ютс  датчиками 7 и 9, и их значени  поступают на входы вычис лительных устройств 18 и 19, которые по текущим значени м углов oL и Ч и заданной величине скорости сварки Vp,, определ ют нагфавление линии сварного соединени  в точке копировани  относи тепьно пр мой, проход ш@й через точку копировани  и точку сварки (углы   0 ). По истеч сии времени за азды вани  между точкой копировани  0 точкой сварки вычислительные устройства 8 и 19 с учетом запаздывани  выдают результаты вьтчислетнй на входы интерпол тора 21. Интерпол тор 21 осущесгвл ет преобразование сигналов наЬраваенг  линии стыка (углы v и в ) из сферической системы координат (с полюсом в точке пересечени  осей поворота рычага 5; в пр моугольную систему кооровнаг приводов Ю, 11 и 12 перемезпетш сва-, рочной горелки I. Преобразование системы координат производитс  согласно соотношени м X Lcosys n9 ,sin -jpsin 9 2 -L cos 6 путем умножени  в умножител х 29 32 сигналаj пропорционального рассто нию U между ос ми копирующего элемента 4 и сварочной горелки I, на тригоно- метрические функшш углов -у и в , J получаемые на выходах синусно-«осйнусных преобразователе 27 и 28. Сигналы на выходах интерпол тора 21 представл ют собой щ)оекнии текущетч направлени  вектора скорости на оси координатных приводов и через сумматоры 22, 23 и 24 поступают на приводы Ю, 11 и 12 перемещйси  сварочной горелки в пространстве , Однако удаление друг от друга точки копировани  и точки сварки гфиводит к по влению погрешности копировани , источники которой указаны выше. С целью ее устранени  в точке сварки измер ют параметрв дуги блоком 16 измерени  и преобразуют результаты измерогий в сигналы отклонени  электрода 2 от требуемого положени . Эту функцию выполн ет преобразователь 17. Преобразователь 17 по параметрам дуги выдает сигнал о величине и направлении смещени  электрода поперек направлени  сварки в плоскости, перпендикул рной оси 2 , и плоскости, перпендикул рной оси Y, что обусловливает необходимость разложени  сигналов коррекции пожэжени  электрода на составл ющие по ос м системы координат приводов коррекции положени  сварочной горелки. Сигнал g 2 вертикального отклонени  электрода 2 непосрепсгвенно складываетс  с сигналом скорости перемещени  сварочной горелки по ко ординате t суммагора 24, Сигнал смещени  электрода 2 в плоскосгн, перпендикул рной оси 2 « необходимо раэло сить по ocsMf координат X и V в аавксимосги от направлени  проекции век тора скорости сварки на эту плоскость ошрситепьно указанных осей координат . Разложение сигнала j(Y осуществл етс  его умножений в умножитал х 25 и 26 на сигналы, пропорционал ные проекц  м вектора скорости сварки на оси координат X и Y и снимаемые с первого и второго выходов интерпол то ра 21. Перекрестное суммирование сигналов коррекции положени  электрода учитывает то обсто тельство, что направ ление измерени  смещени  электрода (и, соответственно, направление самого смещени  СХУ перпендикул рно направ лению движени  сварочной горелки (направлению скорости сварки). , Таким образом, в результате разложе ни  сигналов системы копировани  с использованием дуги в качестве датчика на оси координат приводов с учетом ком поновки относительно этих осей измери тельной части системы, а также в результате последующего алгебраического суммировани  сигналов коррекции обеих систем обеспечиваетс  автоматическое копирование линии сварного соединени  с высокой точностью. Такую систему целесообразно приме- н ть. при сварке конструкций различного назначени  при требовании повышенной точности копировани  линии сварного сое динени . Техническа  эффектавность изобретени по сравнению с прототипом заключаетс  в повышении точности совмещени  электрода с линией свариваемого соединени , в том числе при наличии значительных сва рочных деформаций. .Ф .о р м. у л а изобретени  Системч1 автоматического копировани  линии сварного соединени , содержаща  сварочную горелку с приводами ее перемещени  вдоль и поперек линии соединени , поворотный рычаг с копирующим элементом шарнирно св занный Со сварочной горелкой, датчики угла поворота рычага в горизонтальной и вертикальной плоскост х, два вычислительных усгройст- ва, к первым входам которых подключен блок задани  скорости перемещени  сварочной горелки вдоль линии сварного соединени , а к вторым - выходы датчиков угла поворота рычага, о т ли ч а ю- щ а   с   тем, что, с целью повышени  качества сварки за счет увеличени  точности копировани  линии сварного соединени , она дополнительно содержит привод вертикального перемещени  сварочной горешси, интерпол тор, блок измерени  параметров дуги, преобразователь параметров дуги в сигналы отклонени  электрода от заданного положени , два умножител  и три сумматора, при этом первый и второй входы интерпол тора соединены с выходами вычислительных устройств соответственно, первые входы сумматоров соединены с выходами интерпол тора , первые входы умножителей подключены к первому выходу преобразовател , вторые входы - к первому и второму выходам интерпол тора, выходы первого и второго ултеожителей соединены с вторыми ах одами соответственно второго и первого сумматоров, выходы последних подключены к приводам перемещени  сварочной горелки вдоль и поперек линии сварного соединени , второй вход третьего сумматора соединен с вторым выходом преобразовател , а выход третьего сумматора св зан с приводом вертикального перемещени  сварочной горелки. Источники информации,« прин тые во внимание при экспертизе 1.За вка ФРГ № 2645788, кл. В 23 К 9/12, 13.04.78. 2.Авторское свидетельство по за в- ке № 2975531/25-27, кл. В 23 К 9/1О, 20.02.81 (прототип).

Claims (1)

  1. .Формула изобретения : 45
    Системе автоматического копирования линии сварного соединения, содержащая сварочную горелку с приводами ее перемещения вдоль и поперек линии соединения, поворотный рычаг с копирующим элементом» шарнирно связанный Со сварочной горелкой, датчики угла поворота рычага в горизонтальной и вертикальной плоскостях, два вычислительных устройства, к первым входам которых подключен блок задания скорости перемещения сварочной горелки вдоль линии сварного соединения, а к вторым - выходы датчиков угла поворота рычага, отличаю-»* щ а я с я тем, что, с целью повышения качества сварки за счет увеличения точности копирования линии сварного соединения, она дополнительно содержит привод вертикального перемещения сварочной горелки, интерполятор, блок измерения параметров дуги, преобразователь параметров дуги в сигналы отклонения электрода от заданного положения, два умножителя и три сумматора, при этом первый и второй входы интерполятора соединены с выходами вычислительных устройств соответственно, первые входы сумматоров соединены с выходами интерполятора, первые входы умножителей подключены к первому выходу преобразователя, вторые входы - к первому и второму выходам интерполятора, выходы первого и второго умножителей соединены с вторыми входами соответственно второго и первого сумматоров, выходы последних подключены к приводам перемещения сварочной горелки вдоль и поперек линии сварного соединения, второй вход третьего сумматора соединен с вторым выходом преобразователя, а выход третьего сумматора связан с приводом вертикального перемещения сварочной горелки.
SU813280044A 1981-04-28 1981-04-28 Система автоматического копировани линии сварного соединени SU994174A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813280044A SU994174A1 (ru) 1981-04-28 1981-04-28 Система автоматического копировани линии сварного соединени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813280044A SU994174A1 (ru) 1981-04-28 1981-04-28 Система автоматического копировани линии сварного соединени

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU994174A1 true SU994174A1 (ru) 1983-02-07

Family

ID=20954952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813280044A SU994174A1 (ru) 1981-04-28 1981-04-28 Система автоматического копировани линии сварного соединени

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU994174A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108247189A (zh) * 2018-04-12 2018-07-06 吉林大学 电阻点焊电极位置跟踪装置及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108247189A (zh) * 2018-04-12 2018-07-06 吉林大学 电阻点焊电极位置跟踪装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1281396C (en) Real time tracking control for taught path robots
US4590356A (en) Robot navigation method for joint following
US4568816A (en) Method and apparatus for manipulator welding apparatus with improved weld path definition
JP3904605B2 (ja) 複合センサーロボットシステム
US4258425A (en) Self-programmed mechanical working apparatus
US4525619A (en) Automatic weld line following method
US4761596A (en) Method of detecting and controlling work start point of robot
EP0076498B1 (en) A method controlling an arc welding torch of a welding robot
JPH08166813A (ja) ウィービング動作を伴うロボットのトラッキング制御方法
Oomen et al. A real-time optical profile sensor for robot arc welding
Khosla et al. An algorithm for seam tracking applications
US4972347A (en) Method and apparatus for determining the correct tool dimensions for a three dimensional tool mounted on a manipulator
US5495090A (en) Welding robot
Estochen et al. Application of acoustic sensors to robotic seam tracking
SU994174A1 (ru) Система автоматического копировани линии сварного соединени
JPH07266272A (ja) マニピュレータ用追従方法及び装置
US5345687A (en) Noncontact tracing control device
JPH09183087A (ja) 作業ロボット装置
Umeagukwu et al. Robotic acoustic seam tracking: System development and application
Garašić et al. Sensors and their classification in the fusion welding technology
JP2597368B2 (ja) 自動溶接装置
JPH1094874A (ja) 管継手の自動溶接方法
JP3078884B2 (ja) 倣い制御装置
de Keijzer et al. Laser· based arc welding sensor monitors weld preparation profile
Karastojanov et al. Adaptive control of industrial robots for arc welding