Устройство для сварки

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электродуговой сварке, и предназначено для стабилизации напряжения сварочной дуги. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения сварки как в непрерывном,так и импульсном режимах горения дуги.Устройство содержит датчик напряжения дуги, задатчик напряжения дуги, первый и второй вычитатели, задатчик зоны нечувствительности и привод перемещения электрода. Введение в устройство преобразователь код-частота, элемент И, реверсивный счетчик, сумматор, элемент НЕ и элемент задержки позволяют осуществлять программное перемещение электрода с одновременной коррекцией длины дуги посредством одного привода. Элемент задержки позволяет использовать устройство в пульсирующем режиме горения дуги. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 23 К 9 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4311056/25-27 (22) 28.09.87 (46) 15.05.89. Бюл. № 18 (72) В. А. Анкудинов и В. Я. Беленький (53) 621.791.75 (088.8) (56) Патент США № 4441009, кл. В 23 К 9/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электродуговой сварке, и предназначено для стабилизации напряжения сварочной дуги. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения сварки

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электродуговой сварке, и предназначено для стабилизации напряжения сварочной дуги при сварке непрерывной и пульсирующей дугой в среде защитного газа.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения сварки с программным перемещением электрода как в непрерывном, так и импульсном режимах горения дуги.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема преобразователя код— частота; на фиг. 3 — схема элемента задержки.

Устройство содержит датчик 1 напряжения дуги и задатчик 2 напряжения дуги, подключенные к входам первого вычитателя 3, второй вычитатель 4, выходом связанный с входом преобразователя 5 код — частота, последовательно соединенные элементы И 6, реверсивный счетчик 7, сумматор 8 и привод 9 перемещения электрода, задатчик 10 зоны нечувствительности, последовательно соединенные элемент НЕ 11 и элемент 12 задержки, выход которого подключен к первому входу элемента И 6, второй

ÄÄSUÄÄ 1479225 А 1 как в непрерывном, так и импульсном режимах горения дуги. Устройство содержит датчик напряжения дуги, задатчик напряжения дуги, первый и второй вычитатели, задатчик зоны нечувствительности и привод перемещения электрода. Введенные в устройство преобразователь код — частота, элемент И. реверсивный счетчик, сумматор, элемент !:1:. и элемент задержки позволяют осуп,. ствлять программное перемещение электрода с одновременной коррекцией длины дуги посредством одного привода. Элемент задержки позволяет использовать устройство в пульсирующем режиме горения дуги. 3 ил. вход которого подключен к выходу ilpeo6разователя 5 код — частота, программный задатчик 13. Входы второго вычитателя 4 связаны с выходом первого вычитателя 3 и с выходом задатчика 10 зоны нечувствительности.

Преооразователь 5 код †часто содержит последовательно соединенные генератор 14 импульсов и делатель 15 частоты с программируемым коэффициентом давления задаваемым преобразователем 16 кода, вход которого связан с выходом второго вычитателя 4.

Элемент 12 задержки содержит задатчик 17, последовательно соединенные элемент И 18, счетчик !9, элемент ИЛИ 20, первый вход элемента И 18 связан с выходом преобразователя 5 код — частота, второй вход элемента И 18 соедине1 с выходом элемента ИЛИ 20, вход разрешения предустановки счетчика 19 связан с выходом элемента НЕ 11, а вход предустановки — с выходом задатчика 17.

Датчик 1 напряжения дуги цифровой и выполнен в виде последовательно соединенных датчика напряжения дуги с фильтром низкой частоты и AIII1.

1479225

Вычитатели 3, 4 выполнены в виде комбинационных схем, осуществляющих алгебраическое вычитание по формулам: AU =U — U> для первого вычитателя и ЛЛУ вЂ”вЂ”

= ЛУд — AU» для второго вычитателя, где (7д — разность фактического напряжения

U, и эталонного напряжения U, ЛЛ(/д— разность величины Л(/„и величины эталонной зоны нечувствительности.

Преобразователь 5 код †часто осуществляет линейное преобразование код— частота согласно формуле /=К„ЛЛц„, где

f — частота; ʄ— коэффициент пропорциональности.

Реверсивный счетчик 7 работает в режиме сложения при единичном сигнале на управляющем входе, т. е. при отрицательном значении разности ЛЦ,, U (U,, и в режиме вычитания — при нулевом логическом сигнале на его управляющем входе.

Сумматор 8 осуществляет алгебраическое сложение кода текущего программного положения и корректирующего кода с выхода реверсивного счетчика 7.

Привод 9 — цифровой, следящий: Задатчики 2, 10, 17 цифровые и выполнены в виде регистров или десятичных переключателей с шифраторами.

Устройство работает следующим образом.

Перед сваркой в задатчике 2 задают код, соответствующий заданному эталонному напряжению дуги, в задатчике 10 устанав ливают код зоны нечувствительности.

В преобразователе 5 код — частота задают требуемый закон изменения частоты в зависимости от величины разности AAU который зависит от динамических характеристик привода 9 и от которого зависит качество регулирования в переходных процессах.

При включении устройства реверсивный счетчик 7 находится в нулевом состоянии, на вход сумматора 8 с программного задатчика 13 поступает код заданного перемещения, привод 9 отрабатывает этот код, в результате чего электрод располагается приблизительно на заданном расстоянии от поверхности изделия, после чего зажимают сварочную дугу. Ввиду неточностей расположения изделия и отклонений его формы отработка заданной и рограм мы при водом 9 может привести либо к замыканию электрода на изделие, либо к большим колебаниям длины дуги, вследствие чего качество проплавления ухудшается, поэтому в процессе сварки требуется коррекция положения электрода. В процессе сварки производится сравнение посредством первого вычитателя 3 текущего напряжения дуги, измеряемого датчиком 1 напряжения дуги и эталонного напряжения задатчика 2 напряжения дуги, определяющего оптимальную для выбранного режима сварки длину дуги. В слу10

45 чае повышения длины дуги заданной на выходе знакового разряда вычитателя 3 формируется нулевой логический сигнал, что приводит к вычитанию поступающих на счетный вход импульсов и накоплению отрицательной суммы в счетчике 7.

Таким образом, в сумматоре 8 .в этом случае производится алгебраическое суммирование кода задатчика 13 (код положительного числа) и выходного кода реверсивного счетчика 7 (код отрицательного числа), результирующий код, поступающий на привод 9, уменьшается и привод 9 осуществляет коррекцию положения электрода в сторону уменьшения длины дуги. Аналогично производится коррекция положения электрода в том случае, если напряжение дуги меньше заданного, однако при этом выходной код реверсивного счетчика 7 соответствует положительному числу, а счетные импульсы поступают на вход сложения счетчика 7.

Максимальная частота импульсов с выхода преобразователя 5 код — частота определяется динамическими возможностями привода 9 и в случае применения шагового привода не должна превышать максимально возможной частоты отработки.

По мере приближения электрода к зоне, в которой длина дуги отличается от заданной не более, чем на заданную в задатчике 10 величину, выходной код вычитателя 3 и выходной код вычитателя 4 уменьшаются, что приводит к уменьшению частоты импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика 7. При этом может быть обеспечено регулирование, близкое к оптимальному.

При входе электрода в зону нечувствительности в знаковом разряде второго вычитателя 4 формируется сигнал «1» и,следовательно, на выходе элемента HE 11 — сигнал

«О», который через время задержки закрывает элемент И 6, прекращая поступление импульсов с выхода преобразователя 5 код— частота на вход реверсивного счетчика 7.

При этом электрод останавливается в процессе регулирования приблизительно посередине зоны нечувствительности.

Точную остановку электрода посередине зоны нечувствительности обеспечивают при выполнении элемента 12 задержки по схеме, показанной на фиг. 2. В задатчике 17 задают код, соответствующий заданному перемещению электрода в зоне нечувствительности.

Этот код записывается в счетчик 19 по единичному сигналу разрешения предустановки с выхода инвертора, при этом на выходе элемента 20 присутствует «1» и вентиль элемента И 6 открыт. При входе электрода в зону нечувствительности на входе разрешения предустановки счетчика 19 формируется нулевой сигнал и счетчик 19 работает в режиме вычитания поступающих на его вход

1479225 импульсов с преобразователя код — частота.

После прихода счетчика 19 в нулевое состояние на выходе элемента ИЛИ 20 сигнал «О» и прохождение импульсов через элемент

И 6 прекращается, что приведет в конечном счете к остановке электрода на заданном расстоянии от границы зоны нечувствительности, В импульсном режиме работа устройства не отличается от указанного непрерывного режима, однако величина зоны нечувствительности в задатчике 10 задается с учетом величины колебания напряжения дуги в импульсе и паузе сварочного тока.

Особенностью устройства является возможность перемещения электрода по заданной программе с одновременной коррекцией длины дуги посредством одного привода 9.

Другой особенностью устройства является наличие элемента 12 задержки, позволяющего использовать устройство в пульсирующем режиме горения сварочной дуги.

Таким образом, устройство позволяет расширить функциональные возможности при высоком качестве позиционирования электрода относител ьно поверхности изделия.

Формула изобретения

Устройство для сварки, содержащее датчик напряжения дуги, задатчик напряжения дуги, подключенные к входам первого вычиталя, второй вычитатель, входы которого связаны с выходом первого вычитателя и с выходом задатчика зоны нечувствительности, привод перемещения электрода, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены преобразователь код — частота, элемент И, реверсивный счетчик, сумматор, элемент НЕ, элемент задержки и задатчик программного перемещения, при этом первый выход второго вычитателя через преобразователь код — частота связан с первым входом элемента И, второй выход второго вычитателя через последовательно соединенные элемент НЕ и элемент задержки связан с вторым входом элемента И, выход

20 которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, второй выход первого вычитателя подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, выходы задатчика программного перемещения и реверсивного счетчика через сумматор св зань с управляющим входом привода перемещения электрода.

НргРгр

СыРж м

СЮт жьчу T

Составитель В. Грибова

1 слактор (). (.иссивык Текрсл И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 2-(8(11 Тираж 895 1(о циисное

ВН И(!1111 l о 1 ырствснного комитета IIII иаобретенияч и открытиям при ГКНТ СССР

I 1:!035, Москва, Ж- 35, Ра1гиская наб., д. -(/5 (IРОИ;Ги>,с В IIIIO-ИаяатСЛЬСКИй КОЧбИНа I «1(а ГСHT>, Г. У КГОрОЛ, уЛ. ГаГарИНа, 101