Устройство автоматического управления положением сварочной головки Советский патент 1990 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, более точно к автоматизации злектродуговой сварки разделанных и угловых швов в среде защитных газов и под флюсом и может найти применение в машиностроении и приборостроении.

Цель изобретения повышение качества сварного соединения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства автоматического управления положением сварочной головки; на фиг. 2 - графики переходных процессов (сплошная линия - в прототипе - и пунктирная - в предлагаемом устройстве) при: а - нормальной разделке кромок, б - узкой разделке кромок, в - широкой разделке кромок; графики- гармонической составляющей -при:

г - нормальной разделке кромок, д - узкой разделке кромок, е - широксй разделке кромок.

Устройство автоматического упраэ- ,леьи.я положением сварочной головки содержит датчик 1 величины сварочнот тока, подключенный к шунту 2, ВКГ.ПЧРН-. ному в цепь тока сварочной выход датчика 1 величины сварочного тока подключен к входу первого пологр- вого фильтра 3) настроенного на частоту колебаний электрода, синхронный детектор k, один из зхсдов которого соединен с выходом первого полосового фильтра 3, а другой - с выходом датчика Фазы сканирования 5, выход синхронного детектора Ц соединен через первый фильтр 6 нижних частот с усилителем 7 привода 8 перемещения сварочной головки 9 поперек стыка, коле- батель 10, второй полосовой фильтр 11, настроенный на удвоенную частоту колебаний электрода, подключенный к выходу датчика 1 величины сварочного тока, выход второго полосового фильтра 11 подключен через выпрямитель 12 и второй фильтр 13 низкой частоты к регулирующему входу первого полосово- го фильтра 3«

Устройство автоматического управления положением сварочной головки работает следующим образом,,

При нормальной разделке кромок сва ривазмых изделий (фиг. 2а), коэффициент передачи первого полосового фильтра 3 настроен таким образом, чтобы устройство обеспечивало переходный процесс с заданным быстродействием и точностью. При отклонении сварочной головки 9 от стыка в сварочном токе появляется гармоническая составляющая на частоте колебаний электрода (фиг. 2;г). Эта гармоническая состав- ляющая выделяется первым полосовым фильтром 3 выпрямляется синхронным детектором Ц с учетом сигнала, поступающего с датчика 5 фазы сканирования В результате на выходе синхронного де тектора k формируетсявыпрямленный сигнал определенной полярности, зависящий от направления отклонения головки 9 от стыка. Этот сигнал сглаживается первым фильтром низкой частоты 6, усиливается усилител«;м 7 и отраба- тывается приводом 8 перемещения сва- рочной головки поперек стыка. 13 результате сварочная головка 9 совмещается с линией стыка по траектории, приведенной на фиг. 2 а.

В случае сварки стыка с узкой разделкой свариваемых кромок гармоническая составляющая сварочного тока на частоте колебаний электрода имеет 1 большее амплитудное значение (фиг„2д) Это приводит к повышению урочня сигнала на выходе синхронного детектора ht в результате в прототипе нзблюда

ются автоколебания. Одновременно возрастает амплитуда гармонической составляющей удвоенной частоты, которая выделяется вторым полосовым фильтром ,11, выпрямляется выпрямителем 12, . сглаживается вторым фильтром низкой частоты 13 и уменьшает коэффициент передачи первого полосового фильтра 3 на соответствующую величину, в ре

5 0 5

0

0

45

50

55

зультате чего траектория движения головки 9 при отработке отклонения в предлагаемом устройстве становится как при нормальной разделке кромок.

В случае сварки стыка с широкой разделкой свариваемых кромок гармоническая составляющая сварочного тока на частоте колебаний электрода имеет меньшее амплитудное значение (фиг. 2 е). Это, приводит к снижению уровня сигнала на выходе синхронного детектора 4, в результате в прототипе выход головки 9 на стык при отработке отклонения затягивается и имеет место ошибка слежения. Одновременно уменьшается амплитуда гармонической составляющей удвоенной частоты, которая выделяется вторым полосовы фильтром 11, выпрямляется выпрямителем 12, сглаживается вторым фильтром низкой частоты 13 и увеличивает коэффициент передачи первого полосового фильтра 3 на соответствующую эели« чину, в результате чего траектория , движения головки 9 при отработке отклонения в предлагаемом устройстве становится как и при нормальной разделке кромок.

Таким образом, устройство обеспег чивает независимость траектории вывода головки на стык и точность слежения по стыку от параметров разделки кромок, чем достигается повышение качества сварного соединения.

Формула изобретения Устройство автоматического управ- ления положением сварочной головки, содержащее подключенный к шунту датчик сварочного тока, выход которого через последовательно соединенные первый полосовой фильтр, синхронный детектор, первый фильтр низкой частоты и усилитель подключен к приводу попе- речной коррекции сварочной головки, второй вход которого подключен к датчику фазы сканирования, и колебатель, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, в него введены последовательно соединенные второй полосовой фильтр, выпрямитель и второй фильтр низкой частоты/ выход которого подключен к управляющему входу первого полосового фильтра, а вход второго полосового фильтра соединен с датчиком сварочного тока.

Ш

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, в частности к автоматизации электродуговой сварки разделенных и угловых швов в среде защитного газа. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения. Устройство содержит датчик величины сварочного тока, колебатель дуги, датчик фазы сканирования, полосовой фильтр, синхронный детектор, фильтр низкой частоты, усилитель и привод поперечного перемещения сварочной головки. В устройство введены последовательно соединенные второй полосовой фильтр, выпрямитель и второй фильтр низкой частоты. Вход второго полосового фильтра соединен с выходом датчика величины сварочного тока, а выход через выпрямитель и второй фильтр низкой частоты соединен с регулирующим входом полосового фильтра. Устройство обеспечивает точность слежения по стыку независимо от параметров разделки кромок. 2 ил.

i

.Л

т1

с