Устройство контроля превышения кромок

 

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРЕВЬШЕНИЯ КРОМОК свариваемого стыкового соединения, содержащее генератор опорного напряжения-, выход которого соединен с входом фазовращателя и входом электромагнитного датчика смещения, выход которого соединен с входом схемы измерения смещения, выход которой соединен с входом корректирующего привода , и фазовый дискриминатор, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика смещения, о тличающее .ся тем, что, с целью повышенияТОЧНОСТИ измерения величины и знака превышения кромок, в него дополнительно введены первый ансшоговый ключ, пороговое устройство, причем к выходу фазового дискриминатора подключен информационный вход аналогового ключа , управляющий вход фазового дискриминатора подключен к генератору опорного напряжения через фазовращатель , выход cxei4J измерения сме (О щения через пороговое устройство сое;динеи с управляющим входом аналогоJ вого ключа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5И В 23 К 9 10

OllH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3569250/25-27 (22) 31. 03 . 83 (46) 23. 06. 84. Вюп. В 23 (72) Л. Г. Чацки с, B. М. Недорез ов, В.A.TMì÷åíêî и Е.Ф.Иаличенко (71) Ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени институт электро . сварки им. Е.О.Патона (53) 621.791. 75. 037 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР М 230349, кл. В 23 К 9/10, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 198476, кл. В 23 К 9/10, 1966 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЗИ

ПРЕВЬЖ1ЕНИЯ КРОИОК свариваемого сты кового соединения, содержащее генератор опорного напряжения; выход которого соединен с входом фазовращателя и входом электромагнитного датчика смещения, выход кото„.SU„„A рого соединен с входом схемы измерения смещения, выход которой соединен с входом корректирующего привода, и фазовый дискриминатор, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика смещения, о тл и ч а ю щ е е,с я тем, что, с целью повышения точности измерения величины и знака превьзаения кромок, в него дополнительно введены первый аналоговый ключ, пороговое устройство, причем к выходу фазового дискриминатора подключен информационный вход аналогового ключа, управлякщий вход фазового дискриминатора подключен к генератору опорного напряжения через фазовра- ф щатель, выход схема измерения смещения через пороговое устройство соединен с управляющим входом аналогоi вого ключа.

1098704

2. Устройство -по и. 1, о т л и — ключены последовательно амплитудч а ю щ е е с я тем, что, с ный детектор и второй аналоговый целью измерения величины превыше- ключ, управляющий вход которого соения кромок, к электромагнитному динен с выходом порогового устройдатчику смещения дополнительно под- ства.

Изобретение относится к оборудо ванию для автоматизации сварки металлов, а именно к устройствам измерения превышения кромок стыкового соединения, и может быть использовано при сварке прямошовных и спиральношовных труб, полотнищ, карт и других аналогичных изделий.

Превышение стыкуеьих кромок влияет на прочность сварного соединения, а именно: превышение кромок оказывает отрицательное действие на прочность сварного соединения и конструкции в целом, поскольку приводит к уменьшению его полезного сечения и появлению концентраций напряжений .

Известно устройство для автоматического направления электрода по ,стыку, в котором в схему управления введены фазочунСтвительный выпрямитель и управляющий им фазовращатель, обеспечивающий исключение сигнала от превышения кромок на выходе фазочувствительного выпрямителя 513. 25

Недостатком этого устройства является невозможность его применения для измерения смещения и превышения кромок свариваемого стыкового соединения . 30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования положения электрода относительно свариваемого шва, содержащее генератор, уси- 35 литель, фазовый дискриминатор, фазовращатель, модулятор и исполнительный двигатель. В известном устройстве компенсация величиныпрерывания кромок одна над другой осуществляются двумя 40 способами. По первому способу компенсация осуществляется механически, одновременно с появлением превыаения кромок, перемещением якорей, расположенных над сердечниками и прижатых через наконечники пружинами к поверхносТи свариваемых де талей. По второму способу остаточный сигнал, вызванный превышением кромок., представляющий собой напряжение, сдвинутое на 90 по фазе 50 относительно фазы полезного сигнала, подается на фазовый детектор через фаз овращат ель f 2 3.

Недостатками из вестйого устройства, в котором возможно применение бесконтактного датчика и имеется дополнительный фазовый дискриминатор для выделения сигнала превышения кромок, являются необходимость подбора и поддержания частоты питания датчика такой, чтобы векторы его сигналов, полученные при смещении датчика с линии стыка, были ортогональные векторам сигналов датчика, получаемых при превышениях кромок стыка.

Цель изобретения — повышение точности измерения величины и знака превышения кромок без усложнения конструкции датчика и генератора опорного напряжения.

Поставленная цель достигается тем,что в устройство контроля превышения кромок свариваемого стыкового соединения, содержащее генератор опорного напряжения, выход которого соединен с входом фазовращателя и входом электромагнитного датчика смещения, выход которого соединен с входом схем измерения смещения, выход которой соединен с входом корректирующего привода, и фазовый дискриминатор, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика смещения, дополнительно введены первый аналоговый ключ, пороговое устройство, причем к выходу фазового дискриминатора подключен информационный вход аналогового ключа, управляющий вход фазового дискриминатора подключен к

Генератору опорного напряжения через фазовращатель, выход схемы измерения смещения через пороговое устройство соединен с управляющим входом аналогового ключа.

Кроме того, с целью измерения величины превышения кромок к электромагнитному датчику смещения дополнительно подключены последовательно амплитудный детектор и второй аналоговый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом порогового устройства.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.. 1098704

Следящая система с устройством контроля превышения кромок состоит из последовательно включенных генераторов 1 опорного напряжения, электромагнитного датчика 2, схемы 3 измерения смещения, обеспечиваю5 щей исключение влияния превышения кромок на результат измерения, корректирующего привода 4. Кроме того, к электромагнитному датчи ку 2 подключены последовательно фазовый дискриминатор 5 и аналоговый ключ б, а к выходу схема 3 измерения смещения — пороговое устройст во 7, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа б . Управ- 15 ляющий вход фазового дискриминатора 5 подключается к генератору 1 опорного напряжения через фазовращатель 8 .

Для измерения только величины 20 превышения кромок к датчику 2 подключены последовательно амплитудный детектор 9 и аналоговый ключ 10.

Управляющий вход аналогового ключа 10 соединяется с выходом порогового устройства 7. Выход аналоговых ключей 6 и/или 10, а также выход . порогового устройства 7, подключаются к устройству контроля превышения кромок.

При этом фазу опорного сигнала фазового дискриминатора 5 лри помощи фазовращателя 8 устанавливают так, чтобы она отличалась на 90 от фазы сиги ала, вызванного относительным смещением датчика и стыка. В этом случае фазовый дискриминатор не реагирует на смещение датчика и стыка, а вырабатывает сигнал, полярность которого определяет какая из кромок выше, а какая ниже, т. е. 40 определяет знак превышения кромок, а амплитуда определяет величину превышения кромок.

Устройство работает следующим образом. 45

Генератор 1 питает электромагнитный датчик 2 синусоидальным напряжением. На выходе датчика 2 вырабатыв ает ся н апряжение, з ави сящее от смещения датчика 2 относительно стыкового соединения и превышения кромок в этом стыковом соединении.

Это суммарное напряжение поступает на схему 3 измерения смещения, на выходе которой вырабатывается управляющий сигнал для корректирующего привода, зависящий только от смещения датчика 2 и стыка и не зависящий от превышения кромок. При этом корреКтиру!ЙФ" привод 4 совмещает электрод и жест- 60 ко прикрепленный к нему датчик 2 со стыком. Следовательно, в процессе слежения датчик 2 непрерывно совмещается с осью стыкового соединения с точностью, определяемой техничес- 65 кими характеристиками всего устрояства. Когда отсутствует превышение кромок, выходной сигнал датчика 2 определяется текущими значениями смещения датчика, а когда есть превыаение кромок, выходной сигнал датчика зависит от текущих смещений датчика и стыка и от превышения кромок. Этот сигнал в виде синусоидального напряжения с частотой, равной частоте опорного напряжения генератора 1, поступает на фазовый дискриминатор 5, где происходит фаэовая отстройка от сигнала смещения и амплитуда выходного напряжения определяет величину превышения кромок, а полярно ть определяет какая из кромок выше, а какая ниже, и через аналоговый ключ 6 это напряжение поступает на устройство контроля превышения кромок.

Когда необходимо измерять только величи ну превышения кромок, этот же сигнал датчика поступает на амплитудный детектор 9, где он выпрямляется и через аналоговый ключ 10 подается на устройство контроля превышения кромок. В этом случае амплитуда выпрямленнЬго сигнала определяет величину превышения кромок независимоот того, какая из кромок выше, а какая ниже.

При поиске стыка до сварки, когда датчик 2 смещен относительно стыка на значительную величину, а также в процессе сварки, если по какимлибо причинам происходит значительное смещение датчика 2 со стыка, амплитуда сигнала на выходе датчика 2 определяется в основном смещением, поэтому она не может служить информацией о превышении кромок. Для исключения такой ошибки в измерении превышения кромок с выхода схемы 3 измерения смещения соответствующее большое по величине управляющее напряжение поступает на пороговое устройство 7. Пороговое устройство 7 вырабатывает запирающий сигнал на аналоговые ключи 6 и 10, а также сигнал передается на устройство контроля превышения кромок. При этом на выход аналоговых ключей никакое напряжение не поступает.

Отсутствие сигналов на выходе аналоговых ключей б и 10 могло бы также свидетельствовать и об отсутствии превышения кромок, однако сигнал с выхода порогового устройства 7, говорящий о большом смещении датчика со стыка, устраняет такую возможную неоднозначность.

Тем саьым исключаются ошибки в контроле превышения кромок, вы-. званные значительным смещением дат— чика со стыка. Когда корректирую- щий привод 4, а вместе с ним и датчик 2, отрабатывают это рассогласо1098704

Составитель Е. Каратеев

Редактор И.Шулла Техред Ж.Кастелевич

Корректор С. UleKMap

Эакаэ 4308/9 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР.по,делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ФИлиал ППП "Патент", r .Óæãîðoä, ул.Проектная, 4,ванке и датчик совмещается со сты ком, сигнал рассогласования снижается ниже уровня срабатывания порогового устройства 7, которое снимает запиракв ий сигнал с аналоговых клю.чей б и 10 и с устройства контроля превышения кромок, и на выходы аналоговых ключей передается сигнал превышения кромок.

Предлагаемое устройство позволяет в процессе регулирования положе- 10 ния электрода относительно стыка повысить точность измерения величины и знака превышения кромок путем исключейия ошибочных изМерений, вы- полняеьнх при больших смещениях датчика со стыка, упростить отстройку фазового дискриминатора от сигналов, вызванных смещением датчика со стыка. Кроме того, устройство позволяет измерять величину превышения кромок без. усложнения конструк ции датчика и схемы генератора опорного напряжения, что, в свою оче редь, способствует повышению качества сварного соединения.