Комбинированный датчик Советский патент 1986 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к автоматизированному сварочному производству и может быть использовано в работах для дуговой сварки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения высоты шва.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 - расположение возбудителей магнитного поля; на фиг. 3 - графики .изменения напряжения синхронизатора(а),генераторов пилообразного напряжения (б) и (в); нафиг.4 -положение дугипри отклонении ее вправо и влево от стыка (а) и назад (б) .

Датчик содержит генератор 1 импульсов, соединенный через переключатель 2 с первым 3 и вторым 4 генераторами пилообразного тока, выходы которых соединены с блоком 5 колебания дуги поперек стыка, создающим магнитное поле в зоне горения дуги 6. Выходная клемма нагрузки (дуговой промежуток) соединена с первьп-i входом первого нелинейного элемента 7, второй вход которого соединен с источником первого заданного напряже- ния дуги Ue . Выход элемента 7 через

10

ванны. Выход переключателя 2 также с третьим генератором образного тока, выход которо динен с вторым возбудителем 5 нитного поля, отклоняющим ду по ходу сварки. Выводная кле рузки связана также с первым третьего нелинейного элемент второй вход которого соедине точником третьего заданного жения дуги Uo. Выход элемен через третий формирователь 2 пульсов соединен с первым вх третьего ключа 24, второй вход соединен с входом третьего г тора 20, а выход с управляющ входом третьего запоминающег ройства 25, информационный в которого связан с выходом тр генератора 20, выход устройс через третий нормирующий уси соединен с первым входом тре устройства 27 сравнения, вто которого через четвертый нор усилитель 28 соединен с выхо устройства 18, а третий вход ходом источника 29 напряжени щения .

Комбинированный датчик дл

15

20

25

:первый формирователь 8 импульсов сое- 30 работает следующим образом.

динен с первым входом первого ключа второй вход которого соединен с входом первого генератора 3, а выход - с управляющим входом первого запоми- накнцего устройства 10, информацион- ньй вход которого связан с выходом первого генератора 3. Выводная клемма нагрузки связана также с первым входом второго нелинейного элемента 1I, второй вход которого соединен с источником второго эталонного напряжения дуги UQ. Выход элемента 11 через второй формирователь 12 импульсов соединен с первым входом второго ключа 13, второй вход которого соединен с входом второго генератора 4, а выход - с управляющим входом второго запоминающего устройства 14. Выходы устройств 10 и 14 через первый 15 и второй 16 норм- мирующие усилители соединены с входами первого устройства 17 сравнения и устройств , 18 суммирования. Выход устройства 18 соединен с первьм входом второго устройства 19 сравнения, второй вход которого связан с источником напряжения Vy, пропорционального заданной ширине сварочной

10

217602

ванны. Выход переключателя 2 связан также с третьим генератором 20 пилообразного тока, выход которого соединен с вторым возбудителем 21 маг- 5 нитного поля, отклоняющим дугу назад по ходу сварки. Выводная клемма нагрузки связана также с первым входом третьего нелинейного элемента 22, второй вход которого соединен с источником третьего заданного напряжения дуги Uo. Выход элемента 22 через третий формирователь 23 импульсов соединен с первым входом третьего ключа 24, второй вход которого соединен с входом третьего генератора 20, а выход с управляющим входом третьего запоминающего устройства 25, информационный вход которого связан с выходом третьего генератора 20, выход устройства 25 через третий нормирующий усилитель 26 соединен с первым входом третьего устройства 27 сравнения, второй вход которого через четвертый нормирующий усилитель 28 соединен с выходом - устройства 18, а третий вход - с выходом источника 29 напряжения смещения .

Комбинированный датчик для сварки

15

20

25

Генератор 1 импульсов вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов заданной частоты и , амплитуды, сдвинутые относительно друг друга на время I (фиг. За)..

Первый и второй импульсы через переключатель 2 поступают на входы первого 3 и второго 4 генераторов пилообразного тока различной полярности

(фиг. 36), протекающего через обмотку возбуждения блока 5 колебания дуги поперек стыка. Эти токи создают поперечное магнитное поле в зоне горения дуги 6, под действием которого дуга отклоняется в одну и другую сторону от стыка. Направление отклонения определяется знаком тока в обмотке возбуткдения блока 5. Характер изменения напряжения дуги определяется шириной сварочной ванны, положением дуги относительно стыка и ормой щва. При отклонении дуги и достижении напряжением заданных значений Ugi и Ua, установленных на нелинейных элементах 7 и 11 соответственно, формирователи 8 и 12 импульсов формируют сигналы, поступающие на первые входы соответствен

3

но ключей 9 и 13. На выходе ключа 9, при наличии импульсов на первом и втором входах, формируется сигнал управления, поступающий на управляющий вход первого запоминающего устройства 10, на информационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный току генератора 3. Таким образом, на выходе устройства 10 будет напряжение, пропорционально току i 1 генератора 3 в момент достижения напряжением дуги значения Un .

При отклонении дуги в: другую сторону (аналогично описанному вьше) с помощью второго формирователя 12 импульсов и второго ключа 13 на выходе второго запоминающего устройства 14 получается напряжение, пропорциональное току ij генератора 4 в момент достижения напряжением дуги значения Uoj. С выхода устройства 10 напряжение поступает на первый нормирующий усилитель 15, с выхода устройства 14 - на второй нормирующий усилитель 16, коэффициенты передачи которых К и Kj устанавливаются таки образом, чтобы были равны сигналы на их выходах при расположении горелки над стыком.

С выходов устройств 15 и 16 напряжения поступают на входы первого устройства 17 сравнения и суммирующего устройства 18. При расположении оси электрода стыком на выходе первого устройства 1 У сравнения сигнал 6.у K,i -Kji будет равен нулю. При смещении оси электрода со стыка происходит изменение величин токов i и ijj и 0.

Если ширина ванны соответствует заданной, то напряжение на выходе устройства 18 U|, , + . будет равно заданному напряжению U,, и сигнал на выходе второго устройства 19 сравнения {, UQ - U(, будет равен нулю. При отклонении ширины ванны будут меняться точки i , i/

и ь 0.

В момент времени tj (фиг. 3) с .выхода устройства 1 через переклю17602 .

чатель 2 на вход третьего генератора 10 поступает управляющий импульс. Нарастающий ток генератора 20 протекает через обмотку второго воз5 будителя 21 магнитного поля, создающего магнитное поле, ориентированное поперек стыка (фиг. Зб). Под действием этого поля дуга 6 начинает отклоняться назад. Характер

0 изменения напряжения дуги определяется формой хвостовой части ванны и, в первую очередь, высотой шва h (фиг. 4б). Напряжение дуги поступает на первый вход третьего нелинейного

5 элемента 22. При достижении напряжения дуги заданного значения Ug на выходе ключа 24 при наличии импульсов на первом и втором входах . формируется сигнал управления, пос0 тупающий на управляющий вход третьего запоминающего устройства 25, на информационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный току генератора 20. Таким образом, на :

5 выходе устройства 25 будет напряжение , пропорциональное току i генератора 20 в момент достижения напряжением дуги значения выхода устройства 25 через нормирующий

0 усилитель 26 сигнал поступает на первый вход третьего устройства 27 сравнения, на второй вход которого через четвертый нормирующий усилитель 28 поступает сигнал, пропорци-

ональный ширине ванны с выхода ройства 18. При этом сигналы с устройств 20 и 28 вычитаются и при Uj. О на выходе устройства будет сигнал, пропорциональный высоте

Q сварного шва. Подачей на третий вход напряжения с источника 29 смещения обеспечивается на выходе 27 формирование сигнала - vi пропорцио нального ошибке в высоте сварного шва.:

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять более полное измерение конфигурации сварного шва, за счет чего расширяются его функциональные возможности.

5

fae.f

О 9

i.&

.f

«;

г i

О

/re

h n

/f

b

П

-«.

.-Y

oj

1 /a

ipue S

S)

(fcB