Устройство для стабилизации расстояния от резака до поверхности металла Советский патент 1991 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, а именно к устройствам автоматического управления положением инструмента в процессе термической резки и сварки, и может быть использовано для автоматической стабилизации по высоте положения резака над поверхностью металла.

Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия устройства.

На чертеже схематично представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для стабилизации расстояния от резака до поверхности металла содержит балластный резистор 1, емкостной накопитель 2, искровой кольцевой датчик 3, измеряющий расстояние до обрабатываемого металла 4, которые в совокупности образуют генератор импульсов и разрядную цепь

генератора. Параллельно емкостному накопителю 2 включен высоковольтный разрядник 5. Искровой кольцевой датчик 3 жестко соединен с резаком 6. Разрядная цепь генератора импульсов связана с входом преобразователя 7, в состав которого входят пояс 8 Роговского, стабилитрон 9, демпфирующий резистор 10. Выход преобразователя 7 присоединен к входу одновибратора 11, который своим выходом присоединен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ 12. к входу сброса счетчика 13 импульсов, и к входу разрешения записи информации в параллельный регистр 14, который своими выходами присоединен к входам цифроаналогового преобразователя 15. Второй вход элемента ИЛИ- НЕ 12 соединен с выходом задающего генератора 16. Выход элемента ИЛИ-НЕ 12 присоединен к счетному входу счетчика 13 импульсов, выходные шины которого присоедио

о

ГчЭ

00

оо

пены к входам параллельного регистра 14. Выход цифроаналогового преобразователя 15 присоединен к одному из входов блока 17 сравнения, к второму входу которого присоединен выход источника 18 опорного напряжения Выход устройства сравнения соединен с входом усилителя 19 мощности, выходные цепи которого присоединены к приводному двигателю 20.

Устройство работает следующим образом.

При подаче высокого напряжения питания, емкостной накопитель 2 будет заряжаться через балластный резистор 1. Напряжение нарастает до тех пор, пока не произойдет пробой промежутка между искровым кольцевым датчиком 3 и обрабатываемым металлом 4. После разряда емкостного накопителя 2 ток через балластный резистор 1 не в состоянии поддерживать разряд и он гаснет. Емкостной накопитель 2 опять начинает заряжаться через балластный резистор 1 и процесс повторяется. Причем, чем больше расстояние между искровым кольцевым датчиком 3 и обрабатываемым металлом 4, тем больше напряжение, при котором происходит пробой, а, следовательно, тем больше и период заряда емкостного накопителя. Следовательно, чем больше промежуток между кольцевым искровым датчиком 3 и обрабатываемым металлом 4, тем больше период следования разрядов.

При устройства расстоние между искровым ко 1ын, ts.JM датчиком 3 и металлом 4, кик : aBii ;o больше заданного. При )гом nponot б хет происходить в высоко- uo.ibTii i 1 1 руднике 5, будет вырабатывать- с i и ., , i пижение резака, а затем (после - м .. 1Я) начнут происходить разряды меж- л л,х)вым кольцевым датчиком 3 и обра- oai яемым металлом 4, т.е. устройство ав- оматически войдет в нормальный режим работы

Разряды регистрируются, ограничиваются по амплитуде и демпфируются преобразователем 7, затем из них формируется одно- вибратором 11 последовательность прямоугольных импульсов, период следования которых зависит от расстояния между искровым кольцевым датчиком 3 и обрабатываемым металлом 4.

Счетчик 13 импульсов пересчитывает импульсы, подаваемые от задающего генератора 16 в промежутке времени между двумя разрядами, при этом на выходе одновибра- тора 11 присутствует «О и элемент ИЛИ- НЕ 12 пропускает импульсы от задающего генератора 16 на счетчик 13 импульсов.

При разряде одновибратор 11 формирует на своем выходе прямоугольный импульс, по переднему фронту которого результаты счета записываются в параллельный регистр 14, а по заднему фронту происходит сброс счетчика 13 импульсов. При этом после появления на выходе одновибратора 11 сиг

нала «1, элемент ИЛИ-НЕ 12 прекращает подачу импульсов от задающего генератора 16 на счетчик 13 импульсов. Затем опять начинается отсчет импульсов от задающего генератора 16 счетчиком 13 импульсов в промежуток времени между разрядами и процесс повторяется.

Параллельный регистр 14 сохраняет информацию, записанную в него в конце предыдущего периода в течение счета импульсов в следующем периоде, при этом данная и

формация в двоичном коде подается ьа циф- роаналоговый преобразователь 15. Таким образом, наряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 15 пропорционально

количеству импульсов, которое посчитал счетчик в промежутке времени между двумя разрядами.

Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя подается на один вход блока 17 сравнения, на второй вход которого

0 подается напряжение с источника 18 опорного напряжения. Сигнал рассогласования с блока 17 сравнения подается на усилитель 19 мощности, который управляет двигателем привода 20.

с Если между электроискровым кольцевым датчиком 3 и обрабатываемым металлом 4 равно заданному то напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 15 равно напряжению на выходе источника 18 опорного напряжения и сигнал рассогласования

0 равен 0.

Если расстояние увеличилось, то увеличивается период следования разрядов, увеличится количество импульсов, которое насчитает счетчик 13 импульсов, напряжение на цифроаналоговом преобразователе 15 из5 менится и появится сигнал рассогласования. Если расстояние между кольцевым искровым датчиком 3 и обрабатываемым металлом 4 уменьшится, то уменьшается период следования разрядов и появится сигнал рассогласования, причем сигналь рассогласования при увеличении и уменьшении расстояния между электроискровым кольцевым датчиком 3 и обрабатываемым металлом 4 будут иметь противоположные знаки.

Таким образом, предлагаемое устройство

5 имеет повышенную надежность работы и повышенное быстродействие работы за счет применения контроля расстояния между электроискровым кольцевым датчиком и обрабатываемым металлом не по временной плотности разрядов, а по периоду их следо0 вания. Информация о расстоянии между электроискровым кольцевым датчиком и изделием формируется за время, равное периоду следовааия импульсов, что повышает быстродействие.

5 Гальваническая развязка в устройстве препятствует распространению высокого уровня помех по электрическим цепям установки, вызываемых работой генератора высо0

ковольтных импульсов, что повышает надежность работы предлагаемого устройства.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации расстояния от резака до поверхности металла, содержащее искровой кольцевой датчик, жестко связанный с расположенным в его центре резаком и кинематически связанный с исполнительным двигателем вертикального перемещения резака, выход искрового кольцевого датчика через преобразователь связан с генератором импульсов, вторая клемма которого соединена с обрабатываемым металлом, исполнительный двигатель вертикального перемещения резака подключен к выходу усилителя мощности, вход которого через блок сравнения связан с выходом источника опорного напряжения, отличающееся, тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, оно снабжено одновибратором, задаю0

0

щим генератором, элементом ИЛИ-НЕ, счетчиком импульсов, регистром и цифроаналого- вым преобразователем, при этом генератор импульсов выполнен по схеме релаксационного генератора и содержит источник высокого напряжения, подключенный через балластный резистор к емкостному накопителю и через преобразователь к высоковольтному разряднику и искровому кольцевому датчику, преобразователь выполнен в виде пояса Роговского, параллельно выходам которого подключены стабилитрон и демпфирующий резистор, выход преобразователя через одно- вибратор связан с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, обнуляющим входом счетчика импульсов и входом разрешения записи регистра, выход задающего генератора связан с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, выход счетчика импульсов через регистр и цифроаналоговый преобразователь подключен к второму входу блока сравнения.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, в частности к устройствам автоматического управления положением инструмента в процессе термической резки и сварки. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия работы устройства. Устройство содержит искровой кольцевой датчик, жестко связанный с резаком и подключенный к генератору импульсов, собранному по схеме релаксационного генератора, причем разрядная цепь генератора импульсов соединена с преобразователем, включающим пояс Роговского. стабилитрон и демпфирующий резистор. В процессе работы устройства стабилизация расстояния от резака до поверхности металла осуществляется с помощью приводного двигателя, управляемого сигналом рассогласования, который вырабатывается устройством сравнения, причем pei истрацня расстояния между искровым кольцевым датчиком и обрабатываемым металлом происходит по периоду следования разрядов, а обработка полученной информации производится в цифровой форме с последующим преобразованием в аналоговую. 1 ил ю (Л