Датчик ширины ванны Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

СД

00

ДАТЧИК ШИРИНЫ ВАННЫ для дуговой сварки, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, последовательно соединенные генератор импульсов и переключатель, выход запоминающего блока соединен с перп ilS вым входом блока сравнения, о .т л и чающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности работы, в него введены генератор пилообразного тока, измеритель тока возбуждения, регулятор ширины ванны и последовательно соединенные дифференциатор, нелинейный элемент и формирователь импульсов, при этом выход последнего соединен через переключатель игенератор пилообразного тока с.входом блока колебания дуги поперек стыка, вькод которого через измеритель тока возбуждения соединен с первым входом запоминающего , второй вход последнего соединен с выходом нелинейного элемента, второй (П вход блока сравнения соединен с входом опорного напряжения датчика, выход блока сравнения соединен с входом регулятора ширины ванны, а вход дифференциатора соединен с измерительным входом датчика.

фиеА Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при создании роботов для дуго вой сварки. Известен способ, реализуемый с по мощью устройства для контроле длины дуги, где о длине дуги судят по ее .напряжению в момент наложения на дуг поперечного магнитного поля, под действием которого дуга смещается поперек стыка на нерасплавленную поверхность l J . Недостатками известного технического решения являются низкая чувствительность и нестабильность получае мой информации при изменении технологического режима сварки. Известно устрбйство, содержащее блок .для колебания дуги поперек стыка, первое и второе устройство для запоминания значений напряжения дуги в крайних положениях, блок сравнения напряжений запоминающих устройств, переключатель.. В этом устройстве при сварке швов с разделкой измерение и сравнение значений напряжения дуги при отклонении ее впра во и влево от стационарного положения позволяет оценить величину смещения электрода относительно разделки и скорректировать его 2 . Недостатками этого устройства являются узкий диапазон конфигураций свариваемого стыка - только стыки с разделкой на деталях больших толщин возможность сбоев цри амплитуде колебаний дуги не соответствующей величине смещения электрода относитель но стыка, низкая чувствительность и нестабильность получаемой информации. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее блок для колебания дуги поперек стыка, соединенный через переключатель с ге нератором импульсов, первое и второе запоминакяцее устройства для запоминания напряжения дуги при отклонении ее вправо и влево от стационарного положения, блок сравнения для сравнения этих напряжений, сигнал на выходе которого позволяет судить о положении сварочной ванны з. Недостатками данного устройства являются низкая чувствительность и низкая точность получаемой информации при воздействии на дугу возмущаю щих воздействий (например, изменение параметров технологического процесса). Цель изобретения - повьщ1ение чувствительности и точности работы. Поставленная цель достигается тем, что в датчик ширины ванны для дуговой сварки, содержащий блок колебания дуги поперек стыка, последовательно соединенные генератор импульсов и переключатель, выход запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, введены генератор пилообразного тока, измеритель тока возбуждения, регулятор ширины ванны и последовательно соединенные дифференциатор, нелинейный элемент и формирователь импульсов, при этом выход последнего соединен через переключатель и генератор пилообразного тока с входом блока колебания дуги поперек стыка, выход которого через измеритель тока возбуждения соединен с первым входом запоминающего блока, второй вход последнего соединен с выходом нелинейного , второй вход блока сравнения соединен с входом опорного напряжения датчика, выход блока сравнения соединен с входом регулятора ширины ванны, а вход дифференциатора соединен с измерительным входом датчика. На . 1 изображена блок-схема датчика ширины ванны; на фиг. 2 временная диаграмма работы элементов датчика. Датчик содержит генератор импульсов 1, которые через переключатель 2 поступают на вход генератора пнлооб- . разного тока 3, выход которого связан с входом блока колебаний дуги поперек стыка 4, измерение тока возбуждения осуществляется измерителем 5, дифференциатор 6, подключенный к дуговому промежутку, выход которого соединен с входом нелинейного элемента 7, а выход последнего соединен с управляющим входом запоминающего блока 8, сигнальный вход которого связан с измерителем тока 5, формирователь импульсов 9, вход которого соединен с выходом нелинейного элемента 7, а выход с управлякицим входом переключателя 2, блок сравне НИН 10, первый вход которого подключен к выходу запоминающего блока 8, второй вход которого связан с источником опорного напряжения (не показан), а выход соединен с регулятором ширины ванны 11.

. Работа датчика ширины ванны осуществляется следующим образом.

Генератор импульсов 1 вырабатывает прямоугольные импульсы заданной частоты и длительности (фиг. 2 ). Длительность импульса по отношению к периоду Т составляет 0,1-0,05. Управляющие импульсы через переключатель 2 поступают на вход генератора пилообразного тока 3, который .вырабатывает синхронизированный импульсами генератора 1 пилообразньй ток (фиг. 2 ), протекающий через обмотку возбуждения блока колебания дуги поперек стыка 4,и создает по-. перечное магнитное поле в зоне горения дуги. Измерения тока возбуждения блока производится измерителем 5. Под действием лннейнонарастающего магнитного поля дуга начинает от клонят| ся в плоскости, перпендикулярной линии стыка, что приводит к увеличению напряжения дуги вследствие ее удлинения. При выходе дуги за границу ванны происходит резкое увеличение напряжения дуги (фиг. 2 , Комент времени t) за счет увеличения приэлектродного падения напряжения на нерасплавленном металле.

Напряжение дуги через диференциатор 6 поступает на вход нелинейного элемента 7, представляющего, например, зону нечувствительности. Нелинейный элемент отсекает пульсации напряжения на выходе дифференциатора При выходе столба дуги за границу ванны и резком увеличении напряжения дуги на выходе блока 6 формируется импульс, амплитуда которого превьш1ает зону чувствительности нелинейного элемента 7 (фиг. 2 ); Импульс с выхода элемента 1, поступает на управляющий вход запоминающего блока 8, сигнальный вход которого соединен с измерителем тока 5. В блоке 8 запоминается сигнал, пропорциональньй току возбуждения в момент выхода столба дуги за границу ванны. Одновременно этот же импульс (с выхода элемента 7) поступает на вход формирователя импульсов 9, и последний формирует импульс для управления переключателем 2. Длительность импульса (фиг,2 ) определяет время, на которое переключатель 2 отключает вход генератора пилообразного тока 3 от выхода генератора импульсов 1 и, тем самым, снижает с дуги магнитное поле (до прихода следующего управляющего импульса) .

При изменении ширины ванны, например при ее увеличении, для выхода столба дуги за границу ванны необходимо отклонить дугу на большее рас- стояние. Следовательно, по обмотке возбуждения протекает больший ток. Таким образом, ток возбуждения в обмотке 4 в момент выхода столба дуги за границу ванны позволяет судить о

ее ширине.

Для регулирования ширины ванны выход запоминающего блока 8 соединен с одним входом блока сравнения 10, на .второй вход которого подано опорное напряжение, а выход соединен с регулятором ширины ванны 11.

Предлагаемое техническое решение, по сравнению с прототипом, позволяет при прочих равных условиях в 2-3 раза повысить чувствительность устройства и полностью исключить неточность работы при изменении технологического режима сварки.

cpuff. 2