Устройство для сварки Советский патент 1989 года по МПК B23K9/10 

1

Изобретение относится к автоматизации сварочного производства, в частности к устройствам слежения за стыком, и может быть использовано при сварке стыков с {Зазделенной кромкой.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем нормирования амплитуды колебаний электрода в верхней части разделки кромок.,

На чертеже представлена функциональная схема устройства для сварки.

Устройство содержит привод 1 вертикального перемещения электрода,привод 2 горизонтального (поперечного) перемещения электрода, датчик 3 напряжения дуги, подключенный к источнику сварочного тока, задатчик

напряжения дуги, задатчик 5 высоты подъема электрода по разделке, первый компаратор 6, первый вход которого связан с выходом задатчика 5 высоты подъема электрода по разделке, второй компаратор 7, подключенный входами к датчику 3 напряжения дуги и задатчику 4 напряжения дуги, трехвходовый элемент И 8, коммутатор 9 с двумя управляющими и двумя информационными входами, интегратор 10, вход которого подключен к выходу коммутатора 9, а выход - к второму входу первого компаратора 6, последовательно соединенные элемент 11 задержки и триггер 12, выход которого подключен к приводу 2 горизонтального перемещения электрода, источники положительного 13 и отрицательно4:

сл

со

00

го 14 напряжений, подключенные к формационным входам коммутатора 9, первый 15 и второй 16 элементы НЕ, двухвходбвый элемент И 17 и нуль-орган 18.

Выход первого компаратора 6 связан с входом элемента 11 задержки и с входом,первого элемента НЕ 15, выход которого соединен с первыми входами двухвходового элемента И 17 и трех- входового элемента И 8. Выход второго компаратора 7 соединен с входом привода 1 вертикального перемещения, с вторым входом трехвходового элемента И 8 и с входом второго элемента НЕ 16. Вход нуль-органа 18 соединен с выходом интегратора 10, а выход - с третьим входом трехвходового элемента ИВ. Выход второго элемента НЕ 16 подключен к второму входу двухвходового элемента И 17, выход которого подключен к первому управляющему входу коммутатора 9, второй управляю1ций вход которого соединен с выходом трехвходового элемента И 8.

привод 1 вертикального перемещения электрода осуществляет отслеживание контура разделки стыка по верг тикали и выполнен в виде привода постоянного тока. Привод 2 горизонтального перемещения электрода выполняет функцию поперечного перемещения электрода относительно разделки и выполнен также в виде привода постоянного тока. Датчик 3 и задатчик 4 напряжения дуги аналоговые.

Задатчик 5 высоты подъема электрода по разделке выполнен в виде аналогового задатчика напряжения. Компа1459841ин15

20

Перед сваркой задают посредство эадатчиков 4 и 5 номинальное напря жение дуги и высоту поднятия элект да из глубины разделки при попере

ных колебаниях электрода и устанав вают посредством элемента 11 задер ки необходимое время задержки, опр деляющее амплитуду поперечных коле

Q баний Электрода.Далее устанавливаю триггер 12 в состояние, при которо электрод начинает свое движение по направлению к разделке стыка (к пр тивоположной крх)мке стыка), а инте гратор 10 - в нулевое состояние на выходе. В процессе движения электр да к противоположной кромке электр опускается в разделку посредством привода 1 вертикального перемещени направление вращения которого опре деляется компаратором 7 по разнос сигналов на выходах задатчика 4 напряжения дуги и датчика 3 напряж ния дуги. При превышении напряжени

25 дуги эталонного значения на выходе компаратора 7 появляется единичный сигнал, что приводит к перемещению электрода вниз приводом 1 вертикал ного перемещения. При этом через элемент НЕ 16 на второй вход двух- входового элемента И 17 подается н левой сигнал, и, соответственно, на первом управляющем входе коммутатора 9 также формируется нулевой сигнаЛ , закрывающий транзисторный ключ коммутатора 9, отключающий ис точник 1-3 положительного напряжени от входа интегратора 10,

Так как выходное напряжение интегратора 10 в исходном состоянии

30

35

раторы 6 и 7 выполняют функцию Боль- ноль и меньше напряжения задатчи

5

0

Перед сваркой задают посредством эадатчиков 4 и 5 номинальное напряжение дуги и высоту поднятия электрода из глубины разделки при поперечных колебаниях электрода и устанавливают посредством элемента 11 задержки необходимое время задержки, определяющее амплитуду поперечных колеQ баний Электрода.Далее устанавливают триггер 12 в состояние, при котором электрод начинает свое движение по направлению к разделке стыка (к противоположной крх)мке стыка), а интегратор 10 - в нулевое состояние на выходе. В процессе движения электрода к противоположной кромке электрод опускается в разделку посредством привода 1 вертикального перемещения, направление вращения которого определяется компаратором 7 по разности сигналов на выходах задатчика 4 напряжения дуги и датчика 3 напряжения дуги. При превышении напряжением

5 дуги эталонного значения на выходе компаратора 7 появляется единичный сигнал, что приводит к перемещению электрода вниз приводом 1 вертикального перемещения. При этом через элемент НЕ 16 на второй вход двух- входового элемента И 17 подается нулевой сигнал, и, соответственно, на первом управляющем входе коммутатора 9 также формируется нулевой сигнаЛ , закрывающий транзисторный ключ коммутатора 9, отключающий источник 1-3 положительного напряжения от входа интегратора 10,

Так как выходное напряжение интегратора 10 в исходном состоянии 0

5

Изобретение касается автоматизации сварочного производства, в частности устройств слежения за стыком,и может быть использовано при сварке стыков с разделанной кромкой. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем нормирования амплитуды колеба- НИИ электрода в верхней части разделки кромок. Устройство содержит приводы вертикального и горизонтального перемещений электрода, датчик и задатчик напряжения дуги, задатчик высоты подъема электрода по разделке, два разнополярных источника напряжения, коммутатор, .два элемента И, два элемента НЕ, интегратор, элемент задержки, триггер, два компаратора и нуль-орган. Задатчики и элемент задержки обеспечивают регулирование дпины дуги, величину подъема электрода в разделке и амплитуду колебаний электрода. Т.к. отсутствует датчик вертикального перемещения электрода, то последнее не ограничено. 1 ил. - vo (Л

ще , т.е. при превьшении измеряемым напряжением заданного на выходах компараторов формируются сигналы логической единицы в противном случае на выходах компараторов 6 и 7 присутствуют сигналы логического нуля. Коммутатор 9 вьтолнен в виде двух транзисторных ключей. Элемент 11 задержки осуществляет задержку переднего фронта импульса на заданное время. Триггер 12 счетный. Источники 13 и 14 положительного и отрицательного напряжений выполняют функции задатчи- ков скорости интегрирования.

Интегратор 10 аналоговый и имеет сбросовый вход, подключенный к выходу элемента 11 задержки.

Устройство работает следующим образом.

5

ка Ь, то на выходе компаратора 6 присутствует нулевой сигнал и, соответственно, на первых входах элементов И В и 17 присутствуют единичные сигналы. В процессе опускания электрода происходят периодические изменения выходного сигнала компаратора (вследствие скользящего режима работы релейной системы автоматиче-

0 ского регулирования, причем больщуто ,часть времени компаратор находится в единичном состоянии на выходе),При нулевом сигнале на выходе компаратора 7 на втором входе трехвходовбго

5 элемента И 8 присутствует нулевой . сигнал, соответственно, источник 14 отрицательного напряжения отключен от входа интегратора 10 посредстврм второго транзисторного ключа коммутатора 9. На втором входе двухвходово- го элемента И 17 присутствует единичный сигнал, и, соответственно, на его выходе формируется также единич- ньй сигнал, посредством которого источник 13 положительного напряжения подключается к входу интегратора 10. На выходе интегратора 10 появляется напряжение, в результате чего на выходе нуль-органа 18 появляется единичный сигнал, который поступает на третий вход трехвходрвого элемента И 8. Таким образом, при наличии некоторого напряжения на выходе интегратора- 10 элемент И 8 подготовлен для последующего подключения посредством коммутатора 9 к интегратору 10 источника 14 отрицательного напряжения, при этом в процессе опускания электрода происходит перио- дическое увеличение и уменьшение до нуля выходного сигнала интегратора 10,

После перехода самой глубокой тон ки разделки электрод начинает подниматься по разделке , при этом происходит увеличение выходного сиг

нала интегратора 10,, так как большу часть времени в процессе подъема электрода к интегратору 10 подключен источник положительного напряжения. После достижения выходным сигналом интегратора 10 заданного уровня (.минимальный уровень которого определяется уровнем помех и возмущений, а максимальный - глубиной разделки) на выходе компаратора 6 формируется единичный сигнал, который через первый элемент НЕ 15 поступает на пер- вые входы элементов И 8 и 17, отключая посредством коммутатора 9 оба источника 13 и 14 напряжения от входа интегратора 10, При этом через время задержки, определяемое элементом 11 задержки, на сбросовом входе интегратора 10 появляется единичный сигнал, устанавливающий интегратор 10 в нулевое состояние и подготавливающий его к новому циклу работы при движении электрода в противоположном

направлении.

(. . .. По переднему фронту импульса с элемента 11 задержки триггер 12 изменяет свое состояние, что приводит к реверсу движения .электрода поперек стыка приводом 2 горизонтального перемещения электрода. Далее 1щклы движения электрода повторяются, Посредством элемента 11 задержки воз- можно регулирование поперечных колебаний электрода с амплитудой, превышающей ширину разделки. Кроме того ввиду отсутствия датчика вертикаль- .ного перемещения электрода, измеряющего абсолютную величину перемещения электрода, вертикальное перемещение электрода неограничено, что расширяет технологические возможности устройства при сварке изделий с переменным радиусом кривизны.

ю

25

15

20

30

35

0

0

5

Формула

и 3 о б

р е т е и и я

- Устройство для сварки, содержащее приводы вертикального и горизонтального перемещений электрода, за- датчик высоты подъема электрода по разделке, связанный с первым входом первого компаратора, датчик напряжения дуги и задатчик напряжения дуги, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем нормирования амплитуды колебаний электрода в верхней части разделки кромок, оно дополнительно снабжено вторым компаратором, двухвходовым и трехвходовым элементами И, коммутатором, интегратором, элементом задержки, триггером, источниками положительного и отрицательного напряжений, двумя элементами НЕ и нуль-органом, при этом выход первого компаратора через элемент задержки связан с обнуляющим входом интегратора и счетным входом триггера и через первый элемент НЕ связан с первыми входами обоих элементов И, датчик напряжения дуги и задатчик напряжения дуги связаны с входами второго компаратора, выход которого подключен к входу привода верти- 5 кального перемещения электрода,

второму входу трехвходового элемента И и через второй элемент НЕ к второму входу ДВУХВХОД.ОВОГО элемента И, выход которого связан с первым управляющим входом коммутатора, выход коммутатора через интегратор связан с вторым входом первого компаратора и входом нуль-органа, выход нуль-органа подключен к третьему входу трехвходового элемента И, выход которого связан с вторым управляющим входом коммутатора, первый и второй информационные входы коммутатора связаны соот.7- 1459841

ветственно с источниками положитель- . ду интегратора, а выход триггера него и отрицательного напряжений,, выход Коммутатора подключен к вхок управляющему входу привода горизонтального перемещения электрода.