Устройство для копирования линии стыка

 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в сварочных установках для автоматического копирования линии соединения свариваемых деталей в транспортном, химическом и нефтяном машиностроении. Изобретение позволяет повысить качество сварного соединения за счет повышения точности копирования в случаях, когда между точкой копирования и точкой сварки находится несколько точек излома линии стыка. Для этого привод перемешения сварочной головки отрабатывает с учетом запаздывания относительно точки копирования сигнал коррекции , учитываюш,ий изменение направления головки в точках излома. Устройство содержит вычислительные блоки, датчик угла поворота, сумматоры, блок определения скорости перемеш,ения, блок запаздывания , генератор импульсов, элементы И, инвертор, элемент задержки, соединенные между собой определенным образом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. сл со to оо

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)4 В 23 К 910

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984139/25-27 (22) 02. 12.85 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (72) А. Н. Шангин, Г. И. Сергацкий, В. И. Блинов и Д. A. Россошинский (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 816715, кл. В 23 К 9/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 916173, кл. В 23 К 9/10, 1981. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОПИРОВАНИЯ ЛИНИИ СТЫКА (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в сварочных установках для автоматического копирования линии соединения свариваемых деталей в транспортном, химическом

„„SU„„1328105 А 1 и нефтяном машиностроении. Изобретение позволяет повысить качество сварного соединения за счет повышения точности копирования в случаях, когда между точкой копирования и точкой сварки находится несколько точек излома линии стыка. Для этого привод перемещения сварочной головки отрабатывает с учетом запаздывания относительно точки копирования сигнал коррекции, учитывающий изменение направления головки в точках излома. Устройство содержит вычислительные блоки, датчик угла поворота, сумматоры, блок определения скорости перемещения, блок запаздывания, генератор импульсов, элементы И. инвертор, элемент задержки, соединенные между собой определенным образом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1328105

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для копирования линии свариваемых деталей, и может быть использовано в сварочных установках для автоматического копирования линии соединения свариваемых деталей в транспортном, химическом и нефтяном м а ш иностроении.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения за счет повышения точности копирования.

На чертеже представлена структурная схема устройства для копирования линии стыка свариваемых деталей.

Устройство содержит сварочный орган 1 с приводом 2 его перемещения, поворотный рычаг 3 с копирующим элементом 4, шарнирно связанный со сварочным органом 1, датчик 5 угла поворота рычага 3, последовательно соединенные блок 6 определения скорости перемещения сварочного органа 1, вычислительный блок 7, первый сумматор 8, второй сумматор 9 и блок 10 запаздывания, а также первый и второй буферные регистры 11 и 12, счетчик 13 импульсов, блок 14 выделения нуля, инвертор 15, первый и второй элементы И 16 и 17, элемент 18 задержки, генератор 19 импульсов и дополнительный вычислительный блок 20, первый вход последнего соединен с выходом элемента 18 задержки и вторым входом второго элемента И 17, а второй и третий входы подключены соответственно к первому и второму входам первого сумматора 8, а выход связан с первым входом счетчика 3 импульсов, выход которого соединен с входом блока 14 выделения нуля, выход последнего подключен к входам инвертора 15 и элемента 18 задержки, второму входу первого буферного регистра 11 и третьему входу второго буферного регистра 12, второй вход второго буферного регистра 12 и третий вход первого буферного регистра 11 связаны с выходом инвертора 15, первый вход первого буферного регистра 11 соединей с выходом второго сумматора и является первым входом блока 10 запаздывания, выход первого буферного регистра 11 подключен к первому входу второго буферного регистра 12, выход которого служит выходом блока 10 запаздывания и связан с вторым входом второго сумматора 9 и первым входом второго элемента И 17, выход которого соединен с входом привода 2 перемещения сварочной головки 1, второй вход первого элемента И 16 подключен к выходу генератора 19 импульсов, вход которого связан с выходом блока 6 определения скорости перемещения сварочной головки, вход последнего соединен с приводом 2 перемещения сварочной головки 1, вторые входы вычислительного блока 7 и первого сумматора 8 подключены к выходу датчика 5 угла поворота рычага 3.

2

Устройство для копирования линии стыка свариваемых деталей работает следующим образом.

При перемещении сварочной головки 1 вдоль линии стыка копирующий элемент 4 также перемещается вдоль указанной линии.

При переходе копирующим элементом 4 точки А излома линии стыка поворотный рычаг 3 повернется на угол с„вокруг геометрической оси сварочной головки 1. С выхода датчика 5 угла поворота рычага 3 значение угла поступает на вторые входы вычислительного блока 7 и первого сумматора 8. На первый вход вычислительного блока 7 заведен выход блока 6 определения скорости перемещения сварочной головки 1, на котором присутствует значение фактической скорости ее перемещения. Вычислительный блок 7 по известным алгоритмам определяет значение угла ф, (направление линии стыка в точке копирования), которое поступает на первый вход первого сумматора 8. Сумма сигналов, соответствующих текущим значением углов 4 и Ф, т. е, новому направлению линии стыка в точке излома А (угол )), с выхода первого сумматора 8 поступает на первый вход второго сумматора 9 и далее через блок 10 запаздывания и второй элемент И 17 на привод 2 перемещения сварочной головки 1. Привод 2 перемещения будет отрабатывать с учетом запаздывания сварочной головки 1 относительно точки копирования поступивший сигнал коррекции. Обратная связь с выхода блока 10 запаздывания, заведенная на второй вход второго сумматора 9, устраняет влияние коррекции направления движения сварочной головки 1 на угол поворота рычага 3, т. е. на вход блока 10 запаздывания будут поступать лишь сигналы фактического отклонения копируемой линии от текущего положения сварочной головки 1. В результате сварочная головка 1 будет воспроизводить траекторию перемещения копирующего элемента 4.

В случае, если между точками копирования и сварки лежит несколько точек излома линии стыка, то текугцее значение нового направления линии стыка в блок 10 запаздывания записывается только после того, как произойдет отработка предыдущей коррекции. При этом запись результата текущей коррекции в блок 10 запаздывания произойдет с определенным сдвигом относительно его начала.

Это достигается в устройстве следующим образом. Блок 10 запаздывания выполнен в виде двух последовательно соединенных буферных регистров 11 и 12, управление режимом работы которых осуществляется с помощью счетчика !3 импульсов и блока

14 выделения нуля. Счетчик 13 импульсов выполнен в виде вычитающего, а предварительная запись информации в него произ!

328105 водится IIo первому входу от дополнительного вычислительного блока 20. Каждый из буферных регистров 11 и 12 имеет три входа: вход для записи данных — их первый вход, вход стробирования записи — их второй вход, вход разрешения считывания— их третий вход.

Разрядность счетчика 13 импульсов выбирается из условия максимального запаздывания точки сварки относительно точки копировайия, которое определяется длиной рычага 3 и скоростью перемещения сварочной головки 1 вдоль линии стыка. В исходном состоянии счетчик 13 импульсов находится в нулевом состоянии, которое фиксируется блоком 14 выделения нуля и приводит к формированию на его выходе сигнала с уровнем логического нуля, запрещающего прохождение на второй вход счетчика 13 импульсов сигналов от генератора 19 импульсов через первый элемент И 16, на выходе которого формируются импульсы с частотой следования, пропорциональной скорости перемещения сварочной головки l.

Одновременно этот сигнал по второму входу первого буферного регистра 11 переводит его в режим записи, а второй буферный регистр 12 по третьему входу через инвертор 15 в режим считывания. Информация, хранящаяся во втором буферном регистре 12, через второй элемент И 17 проходит на привод 2 перемещения сварочной головки 1, и производится коррекция направления перемещения последней. По истечении некоторого времени, определяемого элементом 18 задержки, нулевой уровень сигнала с выхода блока 14 выделения нуля закроет второй элемент И 17 по его второму входу, одновременно по первому входу разрешит работу дополнительного вычислительного блока 20, при этом, если значение угла М, поступающее на его третий входр отлично от нулевого (или от заданной допусковой величины), то на выходе дополнительного вычислительного блока 20 формируется кодовая величина, которая поступит на первый вход счетчика 13 импульсов и запишется в него. Это вызовет изменение уровня сигнала на выходе блока 14 выделения нуля, что переведет первый буферный регистр 11 в режим считывания, а второй буферный регистр 12 в режим записи.

Сформированная величина коррекции зафиксируется во втором буферном регистре

12 и, поскольку он остается в режиме записи, его выход (выходные вентили) закрыт. Как только импульсы, поступающие на второй (вычитающий) вход счетчика 13 импульсов, установят его в нулевое состояние, описанный процесс повторяется. Элемент 18 задержки и второй элемент И 17 необходимы в том случае, когда при отработке очередной коррекции, тандем сварочная головка 1 — копирующий элемент 4

55 продолжают движение в том же наврав.гении (т. е. « = О), а при этом второй оуферный p(.ÃII T(I " оста(. Гся в реж!(х(е считывания. что могло бы привести к погрешности копирования.

Таким образом, в положении тандема, обозначенного пунктирными линиями на фиг. 1, ложная величина коррекции не запишется в блок !О запаздывания.

При выходе сварочной (оловки 1 н точку излома А значение угла, т. е. нового направления линии стыка, рассчитывается и фиксируется как было описано. А неизвестная величина запаздывания, определяемая расстоянием АВ на линии стыка, рассчиты в ается дополнительным вы чи сл и тел ьным блоком 20 из треугольника АВС по новым значениям углов В и и расстоянию между точками копирования и сварки по известному соотношеничо —.

АС АВ

so1gr. з1р(ф

Кодовая величина отрезка АВ заноси.гся в счетчик 13 импульсов. Т. е. введение дополнительного вычислительного блока 20 позволяет организовать блок 10 с переменной величиной запаздывания.

Дополнительный вычислительный блок

20 содержит, кроме того, выхоz»o(i буферный регистр, выход которого HBxoäèò(.ÿ в открытом состоянии при наличии (I;гнала низкого уровня на его первом входе. По третьему входу дополнительного вычислительного блока 20 установлена схема сравнения, анализирующая величину угла !!Io отношению к нулевому значению либо заданному допуску. Алгоритм работы вычислительного блока 7 по определении текущих значений углов Р может быть основан на известном выражении 4 = агс1 (— -о — -- -), 5t а .

1М сорс гедеона — время; К = - - (V — скорость иереV мешен ия сварочной головки вдоль линии стыка, (— расстояние между точкой копирования и точкой сварки. Величина задержки элемента 18 выбирается из времени отработки коррекции перемещения сварочной головки 1 приводом 2. Генератор 19 импулb сов представляет собой генератор с управляемой частотой следования импульсов. В качестве первого и второго буферных регистров 11 и 12 используются регистры с вентильными каскадами и логикой управления, например многорежимный буферный регистр

К589ИР12. Остальные блоки, входящие в состав устройства, могут быть выполнены на базе известных дискретных элементов.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение точности копирования в случаях, когда между точкой копирования и точкой сварки находится несколько точек излома линии стыка путем определения нового направления линии стыка только после выхода сварочной головки в предыдущую точку коррекции ее перемещения и их оп1328105

Формула изобретения

Составитель В. Грибова

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 3432/15 Тираж 974 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ределением в этом случае величины запаздывания сварочной головки не от точки копирования, а от текущей точки излома линии стыка.

Устройство может найти применение в сварочных установках для автоматическОго копирования линии соединения.

1. Устройство для копирования линии стыка, содержащее сварочную головку с приводом ее перемещения, поворотный рычаг с копирующим элементом, шарнирно. связанным со сварочной головкой, датчик угла поворота рычага, соединенный с первыми входами вычислительного блока и первого сумматора, последовательно соединенные привод перемещения сварочной головки, блок определения скорости перемещения сварочной головки, вычислительный блок, первый и второй сумматоры и блок запаздыва- 2О ния, первый выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет повышения точности копирования, в него введены последовательно соединенные генератор импульсов и первый элемент И, инвертор, дополнительный вычислительный блок и последовательно соединенные элемент задержки и второй элемент И,. выход которого соединен с приводом перемещения сварочной головки, вто- 3О рой вход второго элемента И соединен с первым выходом блока запаздывания, второй вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, входом элемента задержки и вторым выходом блока запаздывания, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом первого элемента И и выходом дополнительного вычислительного блока, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора и выходом элемента задержки, вход генератора импульсов соединен с вторым входом вычислительного блока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок запаздывания выполнен в виде последовательно соединенных первого и второго буферных регистров, а также последовательно соединенных счетчика импульсов и блока выделения нуля, первый вход блока запаздывания соединен с первым входом первого буферного регистра, второй и третий входы которого соединены с вторым и третьим входами второго буферного регистра и соответственно соединены с вторым входом и вторым выходом блока запаздывания, которь!й также соединен с выходом блока выделения нуля, третий и четвертый входы блока запаздывания соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика импульсов.