Комбинированный датчик

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1094692 (21) 3750580/25-27 (22) 05.06.84 (46) 15.03.86. Бюл. У 10 (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.А.А.Жданова (72) В.Ф.Трефилов и Г.И.Коробко (53) 621.791 ° 75.039(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1094692, кл. В 23 К 9/10, 1984. (54)(57) КОМБИНИРОВАННЫЙ ДАТЧИК для сварки по авт.св. N 1094692, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй возбудитель магнитного поля, обеспечивающий отклонение дуги назад по ходу сварки, третий генератор пилообразного тока, третий нелинейный элемент, третий формирователь импульсов, третий ключ, третье запоминающее устройство, третье устройство сравнения, третий и четвертый нормирующие усилители, источник третьего заданного напряжения дуги

„.SU„„1217602 A (51) 4 В 23 К 9 10 и источник напряжения смещения, при этом третий выход переключателя через третий генератор пилообразного напряжения соединен с входом второго возбудителя магнитного поля и с сигнальным входом третьего запоминающего устройства, выводная клемма нагрузки соединена с первым входом третьего нелинейного элемента, второй вход которого соединен с источником третьего заданного напряжения дуги, а выход через третий формирователь импульсов соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого связан с входом третьего генератора пилообразного тока, а выход соединен с управляющим входом третьего запоминающего устройства, выход которого через третий нормирующий усилитель связан с первым входом третьего устройства сравнения, второй вход которого через четвертый нормирующий усилитель связан с выходбм устройства суммирования, а третий вход — с источником напряжения смещения.

1217602

Изобретение относится к автоматизированному сварочному производству и может быть использовано в работах для дуговой сварки.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения высоты шва.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 — расположение возбудителей магнитного поля; на фиг. 3 - графики .изменения напряжения синхронизатора(а),генераторов пилообразного напряжения (б) и (в); на фиг. 4 — положение дуги при отклонении ее вправо и влево от стыка (а) и назад (б) .

Датчик содержит генератор 1 импульсов, соединенный через переключатель 2 с первым 3 и вторым 4 генераторами пилообразного тока, выходы которых соединены с блоком 5 колебания дуги поперек стыка, создающим магнитное поле в зоне горения дуги 6.

Выходная клемма нагрузки (дуговой промежуток) соединена с первым входом первого нелинейного элемента 7, второй вход которого соединен с источником первого заданного напряжения дуги Ug . Выход элемента 7 через

:первый формирователь 8 импульсов соединен с первым входом первого ключа 9 второй вход которого соединен с входом первого генератора 3, а выход— с управляющим входом первого запоминающего устройства 10, информационный вход которого связан с выходом первого генератора 3. Выводная клемма нагрузки связана также с первым входом второго нелинейного элемента

11, второй вход которого соединен с источником второго эталонного напряжения дуги У . Выход элемента 11 через второй формирователь 12 импульсов соединен с первым входом второго ключа 13, второй вход которого соединен с входом второго генератора 4, а выход — с управляющим входом второго запоминающего устройства 14. Выходы устройств 10 и

14 через первый 15 и второй 16 норммирующие усилители соединены с входами первого устройства 17 сравнения и устройств. .: 18 суммирования. Выход устройства 18 соединен с первым входом второго устройства 19 сравнения, второй вход которого связан с источником напряжения U< пропорционального заданнойширине сварочной

20 генератора 20, выход устройства 25 .) 25

55 ванны. Выход переключателя 2 связан также с третьим генератором 20 пилообразного тока, выход которого соединен с вторым возбудителем 21 магнитного поля, отклоняющим дугу назад по ходу сварки. Выводная клемма нагрузки связана также с первым входом третьего нелинейного элемента 22, второй вход которого соединен с источником третьего заданного напряжения дуги Ug>. Выход элемента 22 через третий формирователь 23 импульсов соединен с первым входом третьего ключа 24, второй вход которого соединен с входом третьего генератора 20, а выход с управляющим входом .третьего запоминающего устройства 25, информационный вход которого связан с выходом третьего через третий нормирующий усилитель 26 соединен с первым входом третьего устройства 27 сравнения, второй вход которого через четвертый нормирующий усилитель 28 соединен с выходом ° устройства 18, а третий вход — с выходом источника 29 напряжения смещения.

Комбинированный датчик для сварки работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов заданной частоты и амплитуды сдвинутые относительно

Э друг друга на время (фиг, За) ..

Первый и второй импульсы через переключатель 2 поступают на входы первого 3 и второго 4 генераторов пилообразного тока различной полярности (фиг. Зб), протекающего через обмотку возбуждения блока 5 колебания дуги поперек стыка. Эти токи создают поперечное магнитное поле в зоне горения дуги 6, под действием которого дуга отклоняется в одну и другую сторону от стыка. Направление отклонения определяется знаком тока в обмотке возбуждения блока 5. Характер изменения напряжения дуги определяется шириной сварочной ванны, положением дуги относительно стыка и формой шва. При отклонении дуги и достижении напряжением заданных значений Бр и U установленных на нелинейных элементах 7 и 11 соответственно, формирователи 8 и 12 импульсов формируют сигналы, поступающие на первые входы соответствен1217602 но ключей 9 и 13. На выходе ключа 9, при наличии импульсов на первом и втором входах, формируется сигнал управления, поступающий на управляющий вход первого запоминающего устройства 10, на информационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный току генератора 3.

Таким образом, на выходе устройства

10 будет напряжение, пропорциональное току i >. генератора 3 в момент достижения напряжением дуги значения U „ .

При отклонении дуги в: другую сторону (аналогично описанному выше) с помощью второго формирователя 12 импульсов и второго ключа 13 на выходе второго запоминающего устройства 14 получается напряжение, пропорциональное току i генератора 4 в момент достижения напряжением дуги значения Ugg. С выхода устройства 10 напряжение поступает на первый нормирующий усилитель 15, с выхода устройства 14 — на второй нормирующий усилитель 16, коэффициенты передачи которых К и К устанавливаются таким образом, чтобы были равны сигналы на их выходах при расположении горелки над стыком.

С выходов устройств 15 и 16 напряжения поступают на входы первого устройства 17 сравнения и суммирую щего устройства 18. При расположении оси электрода над стыком на выходе первого устройства 1/ сравнения сигнал

C =pi, -К 1 будет равен нулю. При смещении оси электрода со стыка происходит изменение величин токов иi< и Е,, О.

Если ширина ванны соответствует заданной, то напряжение на выходе устройства 18 U b = К,i, + К 1 будет равно заданному напряжению U u сигнал на выходе второго устройства

19 сравнения сb = U — U1, будет равен нулю. При отклонении ширины ванны будут меняться точки и Fb9f О.

В момент времени t (фиг. 3) с . выхода устройства 1 через переключерез четвертый нормирующий усилитель 28 поступает сигнал, пропорциональный ширине ванны с выхода уст ройства 18. При этом сигналы с устройств 20 и 28 вычитаются и при

Н,„ = 0 на выходе устройства будет сигнал, пропорциональный высоте сварного шва. Подачей на третий вход напряжения с источника 29 смещения

40 обеспечивается на выходе 27 формирование сигнала —, пропорционального ошибке в высоте сварного

45 шва

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять более полное измерение конфигурации сварного шва, за счет чего расширяются его функциональные возможности. чатель 2 на вход третьего генератора

10 поступает управляющий импульс.

Нарастающий ток генератора 20 протекает через обмотку второго воз5 будителя 21 магнитного поля, создающего магнитное поле, ориентированное поперек стыка (фиг. Зб). Под действием этого поля дуга 6 начинает отклоняться назад. Характер

10 изменения напряжения дуги.определяется формой хвостовой части ванны и, в первую очередь, высотой шва h (фиг. 4б). Напряжение дуги поступает на первый вход третьего нелинейного

15 элемента 22. При достижении напряжения дуги заданного значения Ug на выходе ключа 24 при наличии импульсов на первом и втором входах формируется сигнал управления, пос20 тупающий на управляющий вход третьего запоминающего устройства 25, на информационный вход которого поступает сигнал, пропорциональный току генератора 20. Таким образом, на

25 выходе устройства 25 будет напряжение, пропорциональное току i3 генератора 20 в момент достижения напряжением дуги значения U 3.Ñ выхода устройства 25 через нормирукщий

3р усилитель 26 сигнал поступает на первый вход третьего устройства 27 сравнения, на второй вход которого

1217602

ZION (21)

ВНИИПИ Заказ 1039/-17 Тираж 1000 Подписное

Филиал ППП "Патент" r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4