Устройство для автоматической сварки криволинейных стыков Советский патент 1976 года по МПК B23K9/10 

1

Изобретение относится к области автоматизации сварочного производства, в частности к устройствам для автоматической сварки криволинейных стыков, преимущественно изделий из алюминиевых, нержавеющих, нсаропрочных и титановых сплавов.

Известно устройство для автоматической сварки криволинейных стыков, содержащее сварочную головку с узлом подачи присадочной проволоки, систему предварительной записи траектории стыка с датчиком стыка, систему воспроизведения записи и снабженные регуляторами, выполненными из измерительных элементов, усилителей и двигателей, механизмы продольных и ноперечных перемещений датчика стыка и сварочной головки с узлом подачи присадочной проволоки 1.

Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность входящего в него датчика стыка из-за отсутствия возможности ориентации оси сканирования датчика по нормали к линии стыка.

С целью улучшения качества сварного соединения иутем разрешающей способности датчика стыка в предлагаемое устройство введен механизм вращения датчика стыка и сварочной головки с узлом подачи присадочной проволоки вокруг соответственной вертикальной оси, снабженной замкнутой системой автоматического регулирования, выполненной из

задатчика, узла сравнения, усилителей, иснолиительиого двигателя и измерительиого синусно-косинусного вращающегося трансформатора, при этом сииусоидальная обмотка

вращающегося трансформатора подключена к одному из входов узла сравнения упомянутой системы автоматического регулироваиия, косинусоидальная обмотка трансформатора соединена со входом усилителя, входящего в регулятор мехаиизма продольных перемещений датчик стыка и сварочной головки, а задатчик вращения датчика стыка и сварочной головки, выиолнепный в виде тахогенератора, соединенного с валом двигателя поперечных перемещений датчика стыка и сварочной головки, подключен ко второму входу узла сравнения.

На чертеже показана функциональная схема системы иредварительной записи линии

стыка иа ирограмму, входящей в предлагаемое устройство.

Система предварительной заниси линии стыка на программу состоит из датчика стыка 1, измерительного устройства 2, предварительного усилителя 3, усилителя мощиостн 4, исполнительного двигателя иоперечиого перемещения 5, редуктора 6 совместно с механизмом поперечного перемещения, вращающегося трансформатора 7, тахогенератора поперечного перемещения 8, узла сравнения 9, иредварительного усилителя 10, усилителя мощности 11, двигателя 12 поворота датчика, редуктора 13 совместно с механизмом поворота датчика, вращающегося трансформатора 14, синуснокосинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) 15, предварительного усилителя 16, усилителя мощности 17, двигателя нродольного перемещения 18, редуктора 19 совместно с механизмом продольного перемещения, вра цающегося трансформатора 20, выравнивающих усилителей 21, 22, 23, делителя напряжения 24, магнитной головки 25 совместно с лентопротяжным механизмом, генератора опорной частоты 26.

В режиме записи на обмотке возбуждения СКВТ 15 устанавливается выбранная скорость сварки УСВ, которая обеспечивается за счет движения по двум координатам: продольной и поперечной. При наличии отклонения линии стыка на изделии от направления продольного перемещения датчик стыка 1 дает сигнал на измерительное устройство 2, которое подает сигнал через усилители 3, 4 на двигатель 5, перемещающий при помощи редуктора 6 датчик на линию стыка. При этом, чем больще величина отклонения, тем больше возникающая при этом скорость поперечного перемещения, которая пропорциональна синусу угла наклона касательной к линии стыка относительно направления продольного перемещения, т. е. VcB-sin а. Эта скорость измеряется тахогенератором 8, сравнивается с синусом угла поворота синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) 15, синусоидальная обмотка которого подключается к узлу сравнения 9. Сигнал рассогласования усиливается усилителями 10, 11 и отрабатывается двигателем 12, который при помощи редуктора 13 поворачивает ротор СКВТ 15 таким образом, чтобы сигнал рассогласования был равен нулю, т. е. на угол а. Одновременно на этот же угол разворачивается и датчик стыка 1, сохраняя при этом свою ось сканирования перпендикулярно касательной к линии стыка. С косннусоидальной обмотки СКВТ 15 при этом снимается сигнал, пропорциональный косинусу угла наклона касательной к линии стыка относительно направления продольного перемещения. Этот сигиал при помощи усилителей 16, 17, исполнительного двигателя 18 и редуктора 19 совместно с механизмом иродольного неремещения сообщает датчику продольную скорость Vx 1 св-соз а Таким образом, модуль вектора скорости сварки все время остается постоянным, так как

v,,Yvl+vl.

,,cosar + (V sinar 1/св,

а ось сканирования датчика стыка направлена перпендикулярно к вектору скорости сварки, чем повыщается разрешающая способность датчика стыка.

Все указанные перемещения, выраженные б оборотах фазы напряжений выхода вращающихся трансформаторов (ВТМ), записываются на магнитную ленту при помощи лентопротяжного механизма и магнитной головки 25. На поперечном перемещении используется ВТМ 7 совместно с выравнивающим усилителем 23, на механизме поворота датчика - ВТМ 14 совместно с выравнивающим усилителем 22, на продольном перемещении - ВТМ 20 совместно с выравнивающим усилителем 21. Сигнал опорной частоты ( Гц) снимается с генератора 26 и записывается на магнитную ленту посредством делителя 24 и

магнитной головки 25.

Указанная система позволяет поддерживать ось сканирования датчика стыка по нормали к линии стыка иезависимо от ее кривизны, чем повыщается разрешающая способность

датчика стыка и качество сварки.

Формула изобретения

Устройство для автоматической сварки криволинейных стыков, содержащее сварочную головку с узлом подачи присадочной проволоки, систему предварительной записи траекторин стыка с датчиком стыка, систему воспроизведения записи и снабженные регуляторами, выполненными из измерительных элементов, усилителей и двигателей, механизмы продольных и поперечных перемещений датчика стыка и сварочной головки с узлом подачи присадочной проволоки, отличающеес я тем, что, с целью улучщения качества сварного соединения, путем повышения разрешающей способности датчика стыка, в устройство введен механизм вращения датчика стыка и сварочной голов.ки с узлом подачи присадочной проволоки вокруг соответственной вертикальной оси, снабженной замкнутой системой автоматического регулирования, выполненной из задатчика, узла сравнения, усилителей, исполнительного двигателя и измерительного синусно-косинусного вращающегося трансформатора, нри этом синусоидальная обмотка вращающего трансформатора подключена к одному из входов узла сравнения упомяиутой системы автоматического регулирования, косинусоидальная обмотка трансформатора соединена со входом усилителя, входящего в регулятор механизма продольных

перемещений датчика стыка н сварочной головки, а задатчик вращения датчика стыка и сварочной головки, выполненной в виде тахогенератора, соединенного с валом двигателя поперечных перемещений датчика стыка и

сварочной головки, подключен ко второму входу узла сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. Н. Шадрин «Фазовое управления от

магнитной ленты. Энергия, 1964, стр. 19-24.

&-

IJ

о

о