Устройство для направления электрода по стыку свариваемых деталей Советский патент 1981 года по МПК B23K9/10 

1

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов, в частности к устройствам для автоматического направления электрода по стыку.

Известно фотоэлектрическое следящее устройство с использованием отраженного от поверхности свариваемого материала луча, содержащее излучатель, фотоприе.мник и усилительно-измерительную схему, воздействующуюнаисполнительный механизм 1

Недостатком такого устройства является низкая точность слежения за стыком с изменяющейся щириной зазора и недостаточно надежное выделение управляющего сигнала из-за наличия дефектов на поверхности свариваемых материалов в зоне стыка, которые значительно влияют на коэффициент отражения.

Известно устройство для управления электродом при сварке стыков, содержащее оптический датчик температуры, преобразователь, дифференциальную схему совпадения (узел определения осевой линии), датчик стыка и узел сравнения, выход которого поступает на узел управления приводом поперечного перемещения сварочной головки 2.

Недостатком известного устройства является низкая точность слежения за стыком при изменении его ширины, так как размер сварочной ванны в этом случае изменяется. Следовательно, длительность сигнала температуры переменная, и использование узла постоянной задержки приводит к тому, что электрод смещается относительно средней линии стыка.

Цель изобретения - повышение точности направления электрода посередине стыка.

Поставленная цель достигается тем,что

10 в устройство введены генератор тактовых импульсов, стробгенератор, два триггера, двухвходовый и трехвходовый элементы И, элемент ИЛИ, делитель на два, буферный регистр и регистр сдвига, подключенный ts к элементу сравнения, причем выход формирователя импульсов подключен ко входам триггеров и одному из входов двухвходового элемента И, выход стробгенератора подключен ко входу первого триггера и к регистру сдвига, выход первого тригге20ра подключен ко входу второго триггера, а выход второго триггера и другой выход первого триггера подр лючены ко входам трехвходового элемента И, третий вход которого и второй вход двухвходового элемента И подключены к генератору тактовых импульсов, при этом выход двухвходового элеме1гга И через делитель на два и выход трехвходового элемента И подключены ко входам элемента ИЛИ, выход поеледнего через регистр сдвига и элемент сравнения подключен к схеме управления приводом перемещения, а выход буферного регистра подключен к другому входу элемента сравнения. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 диагра.ммь напряжений на выходах отдельных узлов устройства. Устройство состоит из излучателя 1, фотодатчика 2 положения сварного стыка, формирователя 3 импульса стыка, стробгенератора 4, первого 5 и второго 6 триггеров, трехвходового 7 и двухвходового 8 эле.ментов И, генератора 9 тактовых импульсов, делителя 10 на 2, элемент ИЛИ И, регистра 12 сдвига, буферного регистра 13 и схемы 14 сравнения, подсоединенной к схеме 15 управления приводом . 16 перемещения сварочной головки 17. Устройство работает следующим образом. Световой поток, созданный излучателем 1, попадает на сканирующий поперек стыка фотодатчик 2, на выходе которого вырабатывается сигнал, пропорциональный коэффициенту отражения свариваемого материала. В формирователе 3 импульса стыка этот сигнал усиливается и преобразуется в примоугольный импульс (Us на фиг. 2), длительность которого пропорциональна ширине зазора между свариваемыми кромками. Импульсом to стробгенератора 4 (LU) первый триггер 5 устанавливается в единичное состояние (Uj), и сигналы с генератора 9 тактовых импульсов через трехвходовый элемент И 7 (U) и элемент ИЛИ-11 проходят в регистр 12 сдвига. При появлении импульса стыка в момент времени ti (Us) второй триггер 6 устанавливается в единичное состояние (Ue),иего выход закрывает элемент И 7. Сигналы с генератора тактовых импульсов проходят в этом случае через двухвходов(|й элемент И 8 (Ug), делитель 10 на два (Uto) и элемент ИЛИ 11 на вход регистра 12 сдвига, причем количество их пропорционально половине длительности импульса стыка. В момент времени ti окончания стыка (Us) триггеры устанавливаются в tа нулевое состояние, и сигналы с генератора 9 тактовых импульсов не проходят в регистр 12 сдвига. Таким образом, в регистре 12 сдвига записывается информация о положении осевой линии стыка. В бу;ферно.м регистре 13 (U-j) записывается информация о положении центра сканирования. В схеме 14 сравнения определяется сигнал рассогласования (Ut4), иропорциональный величине отклонения оси стыка от положения центра сканирования, котор-ый подается на схему 15 управления шаговым приводом 16 перемещения сварочной головки 17, устанавливая последнюю точно посередине стыка свариваемых кромок. Сигналом стробгенератора 4 регистр 12 сдвига устанавливается в нулевое состояние для записи информации в следующем полупериоде сканирования и т. д. Таким образом, предлагаемое устройство для направления электрода по стыку позволяет вести сварочную горелку точно посередине зазора свариваемых кромок, значительно повышая качество сварных соединений. При этом изменение ширины зазора в стыке свариваемых деталей и наличие превышения кромок не влияет на установку сварочной головки точно посередине стыка. Формула изобретения I Устройство для направления электрода по стыку свариваемых деталей, содержащее привод перемещения сварочной головки, датчик стыка, формирователь импульсов, элемент сравнения и схему управления приводом перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности направления электрода посередине стыка, в устройство введены генератор тактовых импульсов, стробгенератор, два триггера, дву.хвходовый и трехвходовый элементы И, элемент ИЛИ, делитель на два, буферный регистр и регистр сдвига, подключенный к элементу сравнения, причем выход формирователя и.мпульсов подключен ко входам триггеров и одному из входов двухвходового элемента И, выход стробгенератора подключен ко входу первого триггера и к регистру сдвига, выход первого триггера подключен ко входу второго триггера, а выход второго триггера и другой выход первого триггера подключены ко входам трехвходового элемента И, третий вход которого и второй вход двухвходового элемента И подключены к генератору тактовых импульсов, при этом выход двухвходового элемента И через делитель на два и выход трехвходового элемента И подключены ко входам элемента ИЛИ, выход последнего через регистр сдвига и элемент сравнения подключен к схеме управления приводом перемещения, а выход буферного регистра Точен к другому входу элемента ера внеИсточники информации, принятые во вни.мание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 421450, кл. В 23 К 9/10, 02.12.71. 2.Авторское свидетельство СССР № 387797, кл. В 23 К 9/10, 08.06.7 оо//э/, кл. о ZA j y/iu, U.Ub./I (прототип).