Установка для сварки изделий с переменным радиусом кривизны Советский патент 1986 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к автоматизации процессов сварки, в частности к установкам для сварки изделий с переменным радиусом кривизны, предназначенным для обеспечения постоянства длины дуги, скорости сварки и наклона электрода к поверхности изделия и является дополнительным к основному авт. св. № 432990.

Цель изобретения - повышение качества сварки при наличии в зоне сварки прихваток.

Поставленная цель достигается тем, что при невозможности работы в зоне сварки датчика измерения горизонтальности сигнал управления приводом вращения формируется посредством умножения сигналов величины скорости сварки и кривизны шва в зоне сварки.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема установки; на фиг. 2 - структурная схема системы управления установкой.

Установка для сварки состоит из сварочной головки 1, расположенной над поверхностью свариваемого изделия 2, механизмов 3 и 4 перемещения сварочной головки соответственно в вертикальном и горизонтальном направлениях и механизма 5 вращения изделия . Сварочная головка связана с механизмами 3 и 4 ее перемещения при помощи ходовых винтов 6 и 7.

Для измерения вертикальных перемещений головки 1 используется элемент 8 измерения, выполненный в виде потенциометра, а для измерения скорости перемещения головки в горизонтальном направлении и скорости вращения изделия - соответственно элементы 9 и 10 измерения, выполненные в виде тахогенераторов.

Для определения длины сварочной дуги в системе управления установкой используется элемент 11 измерения.

Система управления также содержит элемент I2 измерения горизонтальност поверхности изделия 2 в зоне сварки в блок 13 измерения кривизны поверхности.

На структурной схеме системы управления установкой показаны входящи в систему каналы 14 и 15 управления механизмами 3 и 4 перемещений сварочной головки 1 в вертикальном и горизонтальном направлениях, а также входные цепи 16 и 17, предназначен44 . г

ныв для подачи на узлы 18 н 19 сравнения, опорных напряжени, пропорциональных соответственно требуемым значениям напряжения дуги и скорости сварки.

Кроме того, структурная схема содержит канал 20 управления механизмом 5 вращения изделия 2, задатчики 21 н 22 напряжения дуги и скорости сварки и блок 23 умножения.

Блок 13 измерения кривизны поверхности включает в себя датчик 24 расстояния до поверхности и подключенный к его выходу нелинейный функцио- нальный преобразователь 25.

В качестве датчика расстояния может быть использован подпружиненный щуп с преобразователем вертикального перемещения.

Установка работает следующим образом.

Перед началом сварки в задатчиках 21 и 22 устанавливают значения оптимального напряжения дуги и скорости сварки соответственно. Посредством установочного перемещения механизмом 5 вращения изделия добиваются нулевого показания элемента 12 измерения горизонтальности поверхности, при

30

этом угол наклона электрода к поверхности составляет 90 .

В процессе сварки элемент 12 измерения горизонтальности .может работать непрерывно или периодически отключаться.

При сварке изделия 2 с элемента измерения 12 в канал 20 управления механизмом 5 вращения изделия подается .сигнал, пропорциональный негоризонтальности поверхности изделия в окрестности точки сварки. На канал 14 управления механизмом 3 вертикального перемещения сварочной головки I при этом подается сигнал, равный алгебраической сумме опорного сигнала, пропорционального требуемому значению напряжения дуги U,. , и сигнала, пропорционального действительному значению напряжения дуги Ua, снимаемого с элемента i измерения длины дуги. Сравнение обоих сигналов происходит в узле 18 сравнения.

.Требуемая скорость сварки поддеривается с помощью канала 15 управле- ия горизонтальным перемещением сваочной головки.

Сигнал управления каналом 15 сос- тав.аен из cyMMi i трех сигр1алов: сиг-.

с элемента 9 изме- (1 , пропорциональный

нал опорного напряжения UVCB пропорциональный требуемому значению скорости сварки; сигнал, пропорциональный скорости горизонтального перемещения и сварочной головки 1, который снимается рения; сигнал U

произведению сигналов Цц и U, снимаемых соответственно с элементов 8 и 10 измерения. Сигнал снимается с движка потенциометра, ось которого связана с механизмом вертикального перемещения сварочной головки и на крайние выводы которого подводится напряжение с тахогенератора, связанного с механизмом вращения изделия. Канал 15 осуществляет управление горизонтальным перемещением свароччто сумма сигна- 18 сравне ной головки 1 так, лов, поступаю1 шх на узел ния, стремится к нулю.

При наличии прихваток или других помех в зоне сварки элемент 12 измерения горизонтальности поверхности выводится из зоны сварки.

Датчик 24 расстояния измеряет расстояние и у, далее функциональный преобразователь 25 определяет сривиз- ну поверхности по формуле -i Ч

Значение радиуса кривизны определяется по двум точкам поверхности при условии горизонтальности поверхности в точке сварки.

В блоке 23 умножения формируется сигнал требуемой скорости вращения (w) изделия . Полученный си1- нал поступает в канал 20 управления приводом вращения.

Установка обеспечивает хорошее качество стабилизации длины дуги, скорости сварки и угла наклона сва- риваемой поверхности во всем диапазоне измерения координат перемещений головки при наличии прихваток и других помех в зоне сварки.

Редактор В. Ковтун

Составитель В. Покровский

Техред Г.Гербер Корректор Г. Решетник

Заказ 3230/13 Тираж 1001Подписное

ВПИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4