Устройство контроля превышения кромок Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

:о эо о

2. Устройство -по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цел1 измерения величины превышения кромок, к электромагнитному датчику смещения дополнительно подключены последовательно амплитудный детектор и второй аналоговый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом порогового устройства.

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРЕВЬШЕНИЯ КРОМОК свариваемого стыкового соединения, содержащее генератор опорного напряжения-, выход которого соединен с входом фазовращателя и входом электромагнитного датчика смещения, выход которого соединен с входом схемы измерения смещения, выход которой соединен с входом корректирующего привода, и фазовый дискриминатор, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика смещения, о тличающее.ся тем, что, с целью повышенияТОЧНОСТИ измерения величины и знака превышения кромок, в него дополнительно введены первый ансшоговый ключ, пороговое устройство, причем к выходу фазового дискриминатора подключен информационный вход аналогового ключа, управляющий вход фазового дискриминатора подключен к генератору опорного напряжения через фазовращатель, выход cxei4J измерения сме(О щения через пороговое устройство сое;динеи с управляющим входом аналогоJ вого ключа.

Изобретение относится к оборудованию для автоматизации сварки металлов, а именно к устройствам измерения прерытпения кромок стыкового соединения, и может быть использовано при сварке прямошовных и спи ральнсшовных труб, полотнищ, карт и других аналогичных изделий. Превышение стыкуемых кромок влияет на прочность сварного соединения, а именно: превышение кромок оказывает отрицательное действие на прочность сварного соединения и конструкции в делом, поскольку приводит к уменыяению его полезного сечения и появлению концентраций йапряжений. Известно устройство для автоматического направления электрода по , стыку, в котором в схему управления введены фазочувСтвительный выпрямитель и управляющий им фазовращатель, обеспечивающий исключение сигнала от превышения кромок на выходе фазочувствительного выпр мителя 1. Недостатком этого устройства яв ляется невозможность его применения для измерения смещения и превы шения кромок свариваемого стыкового соединения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования полож ния электрода относительно сварива мого шва, содержащее генератор, ус литель, фазовый дискриминатор, фа вращатель, модулятор и исполнитель ный двигатель. В известном устройств компенсация величины прерывания кром одна над другой осуществляются двумя способами. По первому способу комп сация осуществляется механически, одновременно с появлением превышения кромок, перемещением якорей, расположенных над сердечниками и прижатых через наконечники пружинами к поверхнос±и свариваемых деталей. По второму способу остаточный сигнал, вызванный превышением кромок представляющий собой напря жение, сдвинутое на 90° по фазе относительно фазы полезного сигнала, подается на фазовый детектор через фазовращатель С2. Недостатками известгного устройства, в котором возможно применение бесконтактного датчика и имеется дополнительный фазовый дискриминатор для выделения сигнала превышения кромок, являются необходимость подбора и поддержания частоты питания датчика такой, чтобы векторы его сигналов, полученные при смещении датчика с линии стыка, были ортогональные векторам сигналов датчика, получаемых при превышениях кромок стыка. Цель изобретения - повышение точности измерения величины и знака превышения кромок без усложнения конструкции датчика и генератора опорного напряжения. Поставленная цель Достигается тем,что в устройство контроля превышения кромок свариваемого стыкового соединения, содержащее генератор опорного напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя и входом электромагнитного датчика смещения, выход которого соединен с входом измерения смещения, выход которой соединен с входом корректирующего привода, и фазовый дискриминатор, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика смещения, дополнительно введены первый аналоговый ключ,пороговое устройство, причем к выходу фазового дискриминатора подключен информационный вход аналогового ключа, управляющий вход фазового дискриминатора подключен к Генератору опорного напряжения через фазовращатель, выход измерения смещения через пороговое устройство соединен с управляющим входом аналогового ключа. Кроме того, с целью измерения величины превьЕления кромок к электромагнитному датчику смещения дополнительно подключены последовательно амплитудный детектор и второй аналоговый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом порогового устройства. На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Следящая система с устройством . контроля превышения кромок состоит из последовательно включенных генервторов 1 опорного напряжения, электромагнитного датчика 2, схемл измерения смещения, обеспечивающей исключение влияния превышения кромок на результат измерения, корректирующего привода 4. Кроме того, к электромагнитному датчику 2 подключены последовательно фазовый дискриминатор 5 и аналоговый ключ б а к выходу схемы 3 измерения смещения - пороговое устройство 7, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа 6. Управляющий вход фазового дискриминатора 5 подключается к генератору 1 опорного напряжения через фазовращатель 8.

Для измерения только величины превышения кромок к датчику 2 подключены последовательно амплитудный детектор 9 и аналоговый ключ 10 Управляющий вход аналогового ключа 10 соединяется с выходом порогового устройства 7. Выход аналоговых ключей 6 и/или 10, а также выход порогового устройства 7, подключаются к устройству контроля превышения кромок.

При этом фазу опорного сигнала фазового дискриминатора 5 при помощи фазовращателя 8 устанавливают так, чтобы она отличалась на 90 от фазы сигнала, вызванного относительным смещением датчика и стыка. В этом случае фазовый дискриминатор не реагирует на смещение датчика и стыка, а вырабатывает сигнал, полярность которого определяет какая из кромок выше, а какая ниже, т.е. определяет знак превышения кромок, а амплитуда определяет величину превышения кромок.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 питает электромагнитный датчик 2 синусоидальным напряжением. На выходе датчика 2 вырабатывается напряжение, зависящее от смещения датчика 2 относительно стыкового соединения и превышения кромок в этом стыковом соединении. Это суммарное напряжение поступает на схему 3 измерения смещения, на выходе которой вырабатывается управляющий сигнал для корректирующего привода, зависящий только от смещения датчика 2 и стыка и не зависящий от превьпиения кромок. При этом корректирующий привод 4 совмещает электрод и жестко прикрепленный к нему датчик 2 со стыком. Следовательно, в процессе слежения датчик 2 непрерывно совмещается с осью стыкового соединения с точностью, определяемой техническими характеристиками всего устройства. Когда отсутствует превышение кромок, выходной сигнал датчика 2 определяется -текущими значениями смещения датчика, а когда есть пре вьниение кромок, выходной сигнаш датчика зависит от текущих смещений датчика и стыка и от превышения кромок. Этот сигнал в виде синусоидального напряжения с частотой, равной

0 частоте опорного напряжения генератора 1, поступает на фазовый дискриминатор 5, где происходит фазовая отстройка от сигнала смещения и амплитуда выходного напряжения опре5 делнет величину превышения кромок, а полярность определяет какая из кромок выше, а какая ниже, и через аналоговый ключ б это напряжение поступает на устройство контроля превы0 шения кромок.

Когда необходимо измерять только величину превышения кромок, этот же сигнал датчика поступает на амплитудный детектор 9, где он выпрям5 ляется и через аналоговый ключ 10 подается на устройство контроля превышения кромок. В этом случае амплитуда выпрямленнЬго сигнала определяет величину превьпления кромок независимбот того, какая из кромок выше,

0 а какая ниже.

При поиске стыка до сварки, когда датчик 2 смещен относительно стыка на значительную величину, а также в процессе сварки, если по каким5 либо причинам происходит значительное смещение датчика 2 со стыка, амплитуда сигнала на выходе датчика 2 определяется в основном смещением, поэтому она не может служить информа0 цией о превышении кромок. Для исключения такой ошибки в измерении превышения кромок с выхода схемы 3 измерения смещения соответствующее большое по величине управляющее

5 напряжение поступает на пороговое устройство 7. Пороговое устройство 7 вырабатывает запирающий сигнал на аналоговые ключи 6 и 10, а также сигнал передается на устройство контQ роля превышения кромок. При этом на выход аналоговых ключей никакое напряжение не поступает.

Отсутствие сигналов на выходе аналоговых ключей б и 10 могло бы

с также свидетельствовать и об отсутствии превышения кромок, однако сигнал с выхода порогового устройства 7, говорящий о большом смещении датчика со стыка, устраняет такую возможную неоднозначность.

0 Тем самым исключаются ошибки в контроле превышения кромок, вызванные значительным смещением датчика со стыка. Когда корректирующий привод 4, а вместе .с ним и дат5 чик 2, отрабатывают это рассогласо,амйё и датчик совмещается со стыком, сигнал рассогласования снижается ниже уровня срабатывания порогового устройства 7, которое снимает запираюдий сигнал с аналоговых клю.чей б и 10, и с устройства контроля превышения кромок, и на выходы аналоговых ключей передается сигнгш превышения кромок.

Предлагаемое устройство позволяет в процессе регулирования папожения Электрода относительно стыка повысить точность измерения величины и знака превышения кромок путем исклгоченй я ошибочных измерений, йыполняемлх при больших смещениях датчика со стыка, упростить отстройку фазового дискриминатора от сигналов, вызванных смещением датчика со стыка. Кроме того, устройство позволяет измерять величину превышения кромок без. усложнения конструк ции датчика и схекы генератора опорного напряжения, что, в свою очередь, способствует повышению качества сйарного соединения.