Устройство для автоматического направления электрода при сварке Советский патент 1987 года по МПК B23K9/10 

11301606

Изоб1 етение относится к автоматизации сварки, используется для автоматического направления электрода по свариваемому стыку и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1094690.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет использования его при авКроме того, устройство содержит диоды: первый 22, второй 23, третий

24и четвертый 25.

Опорное напряжение через диоды 2 и 23 подается соответственно на пер вые входы компараторов 14 и 19. Дио

25включен между вторым входом комп ратора 14 и первым компар атора 19,

а диод 24 включея между вторым вхотоматической сварке нахлесточных сое- 0 дом компаратора 19 и первым входом

динений и слежения за краем листа.

Указанная цель достигается путем использования в устройстве для питания электромагнитного датчика импульсного генератора регулируемой частоты и введения в устройство четырех дирдов.

На фиг. 1 приведена структурйая схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства.

Устройство состоит из генератора 1 с устройством для регулирования частоты, счетного триггера 2, усилителей 3 и 4, электромагнитного датчика 5, первого 6 и второго 7 каналов обработки сигналов.

Электромагнитный датчик 5 конст- руктивно выполнен с двумя взаимно перпендикулярными катушками, причем питающая катушка 8 расположена внутри по центру измерительной катушки 9 Параллельно измерительной катушке 9 подключен конденсатор 10. Формирователь 11 соединен с выходом измерительной катушки 9.

Первый канал обработки сигналов 6 содержит первьш элемент И 12, инте-, грирующее звено 13, компаратор 14, второй элемент И 15, усилитель 16. Первый вход первого элемента И 12 соединен с выходом формирователя 11, а выход через интегрирующий элемент 13 - с вторым входом компаратора 14. Выход компаратора 14 соединен с первым входом второго элемента И 15, выход которого соединен с входом усилителя 16. Второй вход компаратора 14 является прямым, а первьм - инверсным.

Второй канал обработки сигнала 7 содержит первьш элемент И 17, интегрирующий элемент 18, компаратор 19, второй элемент И 20, усилитель 21. Соединения между элементами второго канала аналогичны соединениям первог канала.

Кроме того, устройство содержит диоды: первый 22, второй 23, третий

24и четвертый 25.

Опорное напряжение через диоды 22 и 23 подается соответственно на первые входы компараторов 14 и 19. Диод

25включен между вторым входом компаратора 14 и первым компар атора 19,

а диод 24 включея между вторым вхо

компаратора- 14. Прямой и инверсные выходы счетного триггера 2 соединены соответственно с вторыми входами элементов И 12 и 17.

Кроме того, устройство содержит элемент И-НЕ 26 и привод 27 корректора.

Входы элемента И-НЕ 26 соединены

с выходами компараторов 14 и 19, а ыход - с вторыми входами элементов И 15 и 20. о

Устройство работает следующим об- азом.

Включают источник питания (не поазан) , и генератор 1 начинает вырабатывать импульсы (фиг. 2а-и), котоые подаются на вход счетного триггера 2. На прямом и инверсном выходах

триггера 2 формируются импульсы,

(фиг. 2б,Ь). Импульсы с выходов триггера 2 подаются на входы логических усилителей 3 и 4 и на вторые входы первых элементов 12 и 17 и обоих

каналов. Усилители 3 и 4 включают поочередно первую и вторую половины катушки 8, включенные встречно. В катушке 8 возбуждается знакопеременное электромагнитное поле. Плоскости измерительной катушки 9 и возбуждающей- катугжи 8 взаимно перпендикулярны. При отсутствии металла под датчиком ЭДС в измерительной катушке 9 равна нулю.

При установке датчика над листом из ферромагнитного материала так, чтобы ось питающей катушки 8 совпадала с краем листа, в измерительной катушке 9 наводится ЭДС Ej, за счет искажения электромагнитного поля питающей катушки 8 и ЭДС Eg, которая наводится электромагнитньм полем вихревых токов, возбуждаемых в поверхности листа питающей катушкой. Векторные диаграммы ЭДС кaтyшkи 9 показаны на фиг. . Сдвиг фаз между векторами Eg и Е обусловлен комплексным сопротивлением поверхности

листа для вихревых токов. Результирующая ЭДС Ер в катушке имеет фазуц ,

Регулируя частоту генератора 1 в области резонанса колебательного контура, состоящего из индуктивной ка- тушки 9 датчика и емкости 10, добиваются, чтобы импульсы (фиг. 22) с выхода усилителя-формирователя 11 перекрывали опорные сигналы (фиг.28, Ь) на одинаковую величину. При этом на выходах интеграторов 13 и 18 устанавливаются сигналы одного уровня (фиг. 29, е ) .

С выходов интеграторов сигналы подаются на прямые входы компарато- ров 14 и 19 своего канала и через диоды 24 и 25 - на инверсные входы компаратора противоположного канала. При равенстве уровней сигналов на выходах интеграторов 13 и 18 оба компар атора 14 и 19 заперты, так как на их входах прямых и инверсных одинаковые уровни. Кроме того, на инверсные входы обоих каналов подается опорное напряжение положительной полярности через диоды 22 и 23, которое предотвращает срабатывание компараторов 14 и 19 от флуктуации напряжений на выходах интеграторов 13 и 18.

При уходе края листа из-под датчика амплитуда вектора Е уменьшается (уменьшается поверхность металла под датчиком ) ,а вектора Е, увеличивается, что приводит к сдвигу фазы ре- зультирующёго вектора Ер на угол Ц , равный q)j - qi, (фиг. 2). Поэтому импульсы йа выходе усилителя формирователя 11 (на фиг. 22 показаны пунктиром) перекрывают импульсы опорных сигналов в каналах на разную величину (на фиг. 28,Ь заштрихованные участки) и на выходах интеграторов 13 и 18 сигналы устанавливаются разных уровней (на фиг. 23,е показаны пунктирной линией).

Поскольку на входах компаратора 14 прямой сигнал превьпиает инверсный.

на выходе компаратора 14 появляется сигнал логической единицы, который через второй элемент И 15 и усилитель 16 включает привод 27 корректора, перемещающий сварочную головку с датчиком до установки оси датчика на край листа. При смещении листа в противоположную сторону вектор F,,(, меняет фазу на угол 180 (фиг.21|

Аналогично описанному срабатывает второй канал, и привод 27 перемещает головку и датчик на край листа. Временные диаграммы аналогичны первому каналу 6.

Элемент И-НЕ 26 служит для предотвращения одновременного прохождения сигналов на включение привода от первого и второго каналов.

Таким образом, устройство обеспечивает направление сварочного электрода по стыку.

Формула изобретения

Устройство для-автоматического направления электрода при сварке по авт. св. № 1094690, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет использования его при сварке на хлесточных соединений и слежении за краем листа, оно дополнительно снао- жено четырьмя диодами, генератор выполнен с возможностью плавной регулировки частоты, при этом аноды первого и второго диодов соединены с источником опорного напряжения, катоды первого и третьего диодов соединены с первым входом второго компаратора, катоды второго и четвертого диодов соединены с первым входом первого компаратора, а аноды третьего и четвертого диодов подключены соответственно к вторым входам первого и второго компараторов.

Изобретение относится к автоматизации сварки и используется для автоматического направления электрода по свариваемому стыку. Устройство для автоматического направления электрода при сварке позволяет повысить функциональные возможности, а именно использовать ercs при сварке нахлес- точных соединений и при слежении за краем листа за счет использования в устройстве для питания электромагнитного датчика импульсного генератора регулируемой частоты и введения в устройство четырех диодов, два из которых включены между источником .опорного напряжения и первыми входами компараторов и два других - между противоположными входами этих компараторов. Для формирования сигнала отклонения используются фазовое -рассогласование напряжения, питающего электромагнитньш датчик, и напряжения на выходе этого датчика. Управляющий сигнал формируется на двух компараторах. 2 шт. Q S (Л с а о О) 14)