Устройство контроля положения оси привариваемого ребра к листу из немагнитных материалов Советский патент 1986 года по МПК B23K9/10 

1

Изобретение относится к области контроля сварочных работ и может быть исполь зовано при роботизации сварочных работ, в частности в процессе электронно-лучевой сварки лент, полос из немагнитных материалов.

Целью изобретения является повышение точности контроля положения оси закрытого стыка при сварке немагнитных материалов.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема входной части устройства; на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователь 1, питаемый от генератора 2 синусоидального напряжения, балансный диодный мост 3, накопительные конденсаторы А и 5, дифференциальный усилитель 6 с парафазным выходом, основ- ную 7 и дополнительную 8 схемы сравнения, интегратор 9, источник 10 опорного напряжения, элемент ИЛИ 11 на два входа, триггер 12 с раздель- ,ными входами, схему 13 совпадения на два входа, генератор 14 опорной частоты, счегЧкк 15 импульсов, блок 16 цифрового отсчета, ключ 17, знаковый триггер 18 с раздельными входами и генератор 19 тактовых импульсов. Выход преобразователя I подключен к питающей диагонали балансного диодного моста 3, измерительная диагональ которого, нагруженная на накопительные конденсаторы 4 и 5, подключе- на к входам дифференциального усилителя 6 с парафазным выходом (фиг. 1) Выходы усилителя 6 (фиг. 2) связаны с первьми входами основной 7 и дополнительной 8 схем сравнения, вторые входы которых подсоединены через интегратор 9 к источнику 10 опорного напряжения, а их выходы - к входам элемента ИЛИ 11 на два входа, выход которого подключен к сбросовому входу триггера 12 с раздельными входами, а выход последнего связан с одним из входов схемы 13 совпадения на два входа, второй вход которой подсоединен к выходу генератора I4 опорной частоты, а выход ее связан с входом счетчика 15 импульсов, подключенного к блоку 16 цифрового отсчета, напряжение питания на который подается через ключ 17, управляющий вход кото- рого связан с инверсным выходом триггера 12 с раздельными входами, выходы основной 7 и дополнительной 8 схем

5

2А

5 0 5 50 55

102

сравнения подключены к входам знакового триггера 18 с раздельными входа- , выход которого связан со знаковым разрядом блока 16 цифрового отсчета. Выход генератора 19 тактовых импульсов подсоединен к установочному входу триггера 12 с раздельными входами и к сбросовому входу счетчика 15 импульсов. При ручной разметке преобразователь 1 (фиг, 1) располагают в зоне предполагаемого места нахождения ребра на листе (полке) и перемещают его влево или вправо. Преобразователь 1 представляет собой Ш-об- разный сердечник, на крайних стержнях которого располагаются две идентичные обмотки. Ширина среднего стержня, который обеспечивает прохождение магнитных потоков через ребро, примерно равна толщине этого ребра.

Устройство работает следующим образом.

При несовпадении оси преобразователя 1 с осью привариваемого ребра индуктивность одной из обмоток.преобразователя 1 уменьшается, а другой - увеличивается, и напряжения, пропорциональные разности токов в этих обмотках, вьщеляемые балансньм диодным мостом 3 на накопительных конденсаторах 4 и 5, равны, а полярность - противоположна. Эта полярность изменяется на обратную при противоположном смещении оси преобразователя I по отношению к оси привариваемого ребра. Напряжения с накопительных конденсаторов 4 и 5 поступают на входы дифференциального усилителя 6, который задает пороги срабатывания основной 7 и дополнительной 8 схем сравнения, на вторые входы которых подается линейно возрастающее напря- жение положительной полярности,получаемое за счет интегрирования постоянного напряжения с выхода источника 10 опорного напряжения интегратором 9 ..При достижении линейно возрастающим напряжением пороговой величины срабатывает та схема сравнения, на которую подается положительный пороговый уровень, а это зависит от Направления смещения оси преобразователя 1 относительно оси привариваемого ребра, В зависимости от того, какая схема сравнения срабатывает, знакрвый триггер 18 с раздельными входами устанавливается в соответствующее состояние, что регистрируется

3

в знаковом разряде блока 16 цифрового отсчета, и независимо от того, какая схема сравнения срабатывает, элемент ИЛИ 11 сбрасывает триггер 12, который предварительно взведен сигналом с выхода генератора 19 тактовых импульсов. Пока триггер 12 с раздельными входами находится в единичном состоянии, происходит интегри рование опорного напряжения, после чего интегратор 9 обнуляется. Число импульсов генератора 14 опорной частоты, прошедших на счетчик 15 импуль сов с выхода схемы 13 совпадения, пропорционально разности напряжений на выходе дифференциального усилителя 6 с парафазш 1м выходом.

Таким образом, код в счетчике 15 импульсов, пропорционален величине смещения оси преобразователя 1 относительно оси привариваемого ребра. Генератор 19 тактовых импульсов выполняет функцию блока управления и нырабатьгоает импульсы с большой скважностью и большим периодом. Длительность его импульсов должна быть меньше периода колебаний генератора 14 опорной частоты, чтобы не вносить погрешность в результаты измерения. Во время этого импульса обнуляется

324104

счетчик 1Ь импульсов и взводится триггер 12 с раздельными входами, В паузе между импульсами генератора 19 тактовых импульсов происходят две 5 операции: измерение и регистрация результатов измерения. Измерение соответствует единичному состоянию, триггера 12, а регистрация - его нулевому состоянию. На время регистра 0 ции результатов измерения ключ 17 открывается сигналом с инверсивного выхода триггера 12 и подает напряжение питания на блок 16 цифрового отсчета, который регистрирует величину

t5 и знак смещения оси преобразователя 1 относительно оси привариваемого ребра.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить точность опреде20 ления положения оси привариваемого ребра к листу из немагнитных материалов при приварке через полку до места их контакта без сканирования преобразователя поперек оси привариваемр5 го ребра.

Кроме того, устройство может быть использовано для управления положением головки сварочного автомата, что упрощает процесс автоматизации свар0 ки.

Лист (полна)

Ось редра - ( занрьгтого стыка)

Фиг.

Фиг.2