Устройство управления положением электросварочной горелки Советский патент 1992 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к автоматизации электродуговой сварки разделанных и угловых соединений в среде защитного газа или под флюсом и может найти применение в машиностроительной, судостроительной и других областях промышленности.

Наиболее близкими является устройство, содержащее шунт, подключенный к электросварочной горелке, последовательно соединенные датчик величины сварочного тока, вход которого подключен к сварочному шунту, полосовой фильтр, синхронный детектор, фильтр низкой частоты и привод перемещения электросварочной горелки относительно стыка, причем синхронизирующий вход синхронного детектора сканирования дуги связан с выходом датчика знака отклонения дуги.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не позволяет производить сварку криволинейных плоских стыков, что сужает функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

. Поставленная цель достигается тем, что D устройство управления положением электросварочной горелки, содержащее последовательно соединенные датчик сварочного

VI

ГО

о

00

к

4

тока, выполненный на усилителе, входом подключенном к сварочному шунту, полосовой фильтр;синхронный детектор и фильтр низкой частоты, а также датчик знака отклонения дуги, выходом поддключенный ко второму входу синхронного детектора, и привод перемещения горелки, дополнительно введены привод разворота горелки, программный за датчик угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразователи, четыре перемножителя сигналов, два сумматора, инвертор, привод перемещения горелки выполнен из двух приводов перемещения по координатам X и Y, причем привод раз- ворота горелки, подключенный к программному задатчику угла разворота, через синусный и косинусный преобразователи соединены соответственно с первыми входами первого и второго перемножителей сигналов, вторые входы которых соединены с выходом программного задатчика скорости перемещения горелки, выходы первого и второго перемножителей сигналов через соответствующие сумматоры связаны с приводами перемещения горелки по координатам Y и X, выходы косинусного и синус- ного преобразователей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого перемножителей сигналов, вторые входы которых связаны соответственно с фильтром низкой частоты непосредственно и через инвертор, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены со вторыми входами соответствующих сумма- торов.

На чертеже, представлена структурная схема устройства управления положением электросварочной горелки.

Устройство управления положением электросварочной горелки содержит последовательно соединенные датчик 1 сварочного тока, входом подключенным к сварочному шунту 2 в цепи сварочного тока, полосовой фильтр 3, синхронный детектор 4, датчик 5 знака отклонения дуги, входом подключенный к колебателю горелки б, фильтр 7 низкой частоты, выход которого соединен с инвертором 8 и с вторым входом перемножителя сигналов 9, выход инверто- ра 8 соединен с вторым входом перемножителя 10 сигналов, первый вход перемножителя 10 сигналов соединен с выходом синусного преобразователя 11, а пер- вый вход перемножителя 9 сигналов соединен с выходом косинусного преобразователя 12, выход перемножителя 9 сигналов подсоединен к второму входу сумматора 13 сигналов, а выход перемножителя 10 сигналов подсоединен к второму

входу сумматора 14 сигналов, первый вход сумматора 13 сигналов подключен к выходу перемножителя 15 сигналов, первый вход сумматора 14 сигналов подключен к выходу перемножителя 16 сигналов, вторые входы перемножителей 15 и 16 сигналов соединены с выходом программного задатчика 17 скорости перемещения и разворота горелки, первыйвход перемножителя 15 сигналов подсоединен к выходу синусного преобразователя 11, первый вход перемножителя 16 сигналов подсоединен к выходу косинусного преобразователя 12, входы синусного 11, косинусного 12 преобразователей сигналов, вход привода 18 разворота электросварочной горелки относительно осей приводов соединены с программным задат- чиком 17, выход сумматора 13 сигналов соединен с входом привода 19 перемещения электросварочной горелки по оси V, выход сумматора 14 сигналов соединен с входом привода 20 перемещения электросварочной горелки по оси X.

Устройство работает следующим образом.

Колебатель горелки 6 работает непры- рывно в процессе сварки и обеспечивает необходимую амплитуду колебаний горелки. Полная величина сварочного тока проходит через шунт 2, преобразуется датчиком 1 тока в сигнал, поступающий на вход полосового фильтра 3, который выделяет гармоническую составляющую сварочного тока на частоте колебаний дуги. После полосового .фильтра 3 сигнал поступает на сигнальный вход синхронного детектора 4, которыми он детектируется и поступает на вход фильтра 7 низкой частоты. Затем сигнал поступает на входы перемножителей 9 и 10 сигналов, причем на один из входов перемножителя 9 сигналов он поступает непосредственно, а на другой перемножитель 10-через инвертор 8, необходимый для изменения полярности сигнала. На другие входы перемножителей 9 и 10 сигналов подаются сигналы соответственно с косинусного 12 и синусного 11 преобразователей сигнала разворота горелки относительно осей приводов.

Этот сигнал разворота горелки поступает на входы косинусного 12 и синусного 11 преобразователей сигнала с первого выхода программного задатчика 17. На втором выходе программного задатчика 17 формируется опорный сигнал, пропорциональный скорости сварки. Этот сигнал перемножается с выходными сигналами синусного 11 и косинусного 12 преобразователей сигналов соответственно в перемножителях 15 и 16 сигналов. Сигналы с перемножителей 15 и

16 соединенные соответственно с приводами 19 и 20 перемещения электросварочной горелки через сумматоры 13 и 14, обеспечивают заданные направления и скорость перемещения горелки. Одновременно на другие входы сумматоров 13 и 14 подаются сигналы, соответствующие величине отклонения горелки от стыка соответственно с перемножителей 9 и 10 сигналов. Эти сигналы, суммируясь в сумматорах 13 и 14 с сиг- налами, соответствующими заданному направлению и скорости перемещения горелки, обеспечивают ее перемещение по стыку при сварке криволинейных плоских швов в результате одновременной работы приводов 19 и 20 перемещения по осям Y и X соответственно.

Таким образом, перемещение электросварочной горелки осуществляется со следующими скоростями по осям X и Y:

Vx - VCB -cos «+ VKOp sin a ;

VY VCB a - VKOP cosa , где Vx - составляющая скорости перемещения горелки по оси X;

Vy- составляющая скорости перемеще- ния горелки по оси Y;;

V CD - скорость перемещения горелки вдоль стыка (скорость сварки);

VKOP - скорость поперечной коррекции горелки при сварке прямолинейного пло- ского стыка в случае его отклонения от заданной программной траектории движения;

а угол, соответствующий повороту электросварочной горелки от исходного по- ложения, согласованного с осью X. В случае совпадения оси стыка с осью X а 0°.

Устройство управления положением электросварочной горелки по сравнению с прототипом позволяет расширить функцио- нальные возможности прототипа путем слежения за криволинейными плоским стыком, а также автоматизировать процесс сварки угловых и разделанных криволинейных плоских стыков.

Устройство может быть использовано в робототехническом комплексе РТКД-1. Формула изо бретен и я Устройство управления положением электросварочной горелки, содержащее последовательно соединенные датчик сварочного тока, выполненный на усилителе, входом подключенном к сварочному шунту, полосовой фильтр, синхронный детектор и фильтр низкой частоты, а также датчик знака отклонения дуги, выходом подключенный к второму входу синхронного детектора, и привод перемещения горелки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей использования для перемещения по плоскому криволинейному стыку, в него введены привод разворота горелки, программные задатчики угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразователи, четыре перемножителя сигналов, два сумматора, инвертор, привод перемещения горелки выполнен из двух приводов перемещения по координатам X и Y, причем привод разворота горелки, входом подключенный к программному задатчику угла разворота, через синусный и косинусный преобразователи соединен соответственно с первыми входами первого и второго перемножителей сигналов, вторые входы которых соединены с выходом программного задатчика скорости перемещения горелки, выходы первого и второго перемножителей сигналов через соответствующие сумматоры связаны с приводами перемещения горелки по координатам , Yи X, выходы косинусного и синусного преобразователей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого перемножителей сигналов, вторые входы которых связаны соответственно с фильтром низкой частоты непосредственно и через инвертор, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров.

ft

г

f

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, а именно к автоматизации электродуговой сварки разделенных и угловых швов в среде защитного газа и под флюсом. Оно может найти применение в машиностроительной, судостроительной и других областях промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Изобретение заключается в том, что производят сканирование-дуги поперек стыка, измеряют сварочный ток, выделяют его гармоническую составляющую на частоте сканирования, по фазе которой определяют знак, а по амплитуде - величину отклонения электросварочной горелки от стыка. При движении горелки по криволинейному плоскому стыку с заданным углом разворота и скорости перемещения горелки формируется сигнал по каждой координате перемещения с учетом сигнала отклонения горелки по стыку. Устройство содержит программные задатчики угла разворота и скорости перемещения горелки, синусный и косинусный преобразователи, перемножители сигналов,, сумматоры, датчика сварочного тока, знака отклонения дуги, приводы перемещения горелки по координатам X и Y, привод разворота горелки, полосовой фильтр, синхронный детектор и фильтр низкой частоты. 1 ил.