Датчик стыка для плавящегося электрода

 

Изобретение относится к машиностроению ,в частности, к сварочному производству. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при сокращении габаритов горелки. Датчик содержит генератор импульсов, два устройства выборки - хранения, устройство сравнения, измеритель тока сварки, плавящийся электрод, сопло и мунштук, размещенные в горелке. В датчик введена электрическая схема, включающая два дифференциатора, два одновибратора, два ивертора, элементы ИЛИ и И, усилитель мощности, электромагнитную муфту для включения прижимного ролика механизма подачи электрода и фильтр низких частот. Мундштук смещен относительно оси симметрии горелки. За счет импульсной подачи плавящегося электрода обеспечивается разная длина дуги, а за счет несимметричного расположения относительно оси горелки электрода и сопла обеспечивается при короткой дуге горение ее на одну кромку, а при длинной дуге за счет сдувания дуги потоком защитного газа - на другую кромку, т.е. сканирование дуги поперек стыка. Сравнение токов сварки в этих двух интервалах с запоминанием в устройствах выборки-хранения позволяет судить о положении горелки относительно стыка. 2 ил.

С0103 СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„4 4526 (бц 4 В 23 K 9/10 г p - q (" r, (,. ;) ,(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4243218/31-27 (22) 07,04.87 (46) 07.06. 89. Бюл. Р 21 (71) Горьковский политехнический институт (72) В.Ф.Трефилов (53) 621. 791. 75(088. 8) (,56) Авторское свидетельство СССР

N 1087283, кл. В 23 К 9/10, 1984, Заявка ФРГ 9 2546732 кл. В 23 К 9/10, 1976. (54) ДАТЧИК СТЫКА ДЛЯ ПЛАВЯЩЕГОСЯ

ЭЛЕКТРОДА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к сварочному производству. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей при сокращении габаритов горелки. Датчик содержит генератор им; пульсов, два устройства выборки-хранения, устройство сравнения, измеритель тока сварки, плавящийся электрод, сопло и мундштук, размещенные

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при создании сварочных роботов для определения положения горелки от" носительно стыка.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей при сокt ращении габаритов горелки.

На фиг, 1 изображены взаимное расположение мундштука электрода и блоксхема датчика; на фиг. 2 — графики, поясняющие работу датчика.

Датчик стыка для плавящегося элек-. трода содержит генератор 1 импуль2 в горелке. В датчик введена электрическая схема, включающая два дифференциатора, два одновибратора, два инвертора элементы ИЛИ и И, усилитель мощности, электромагнитную муфту для включения прижимного ролика механизма подачи электрода и фильтр низких частот. Мундштук смещен относительно оси симметрии горелки.

3а счет импульсной подачи плавящегося электрода обеспечивается разная длина дуги, а за счет несимметричного расположения относительно оси гo релки электрода и сопла обеспечивается при короткой дуге горение ее на одну кромку, а при длинной дуге за д счет сдувания дуги потоком защитного ® газа -на другую кромку, т.е, сканирование дуги поперек стыка, Сравнение токов сварки в этих двух интервалах с, запоминанием в устройствах выборки, хранения псзволяет судить о положе- 2 нии горелки относительно стыка, 2 ил, сов, в состав которого входят операционный усилитель 2, конденсатор

3, соединенный с инвертирующим входом усилителя, резистор 3, соединенный с инвертирующим входом усилителя, резистор 4, переменный резистор 5, соединенные с инвертирующим входом усилителя 2, переменный резистор 6,,включенный делителем напряжения меж.ду выходом усилителя и инвертирующим входом усилителя 2, диоды 7 и 8, включенные встречно-параллельно между выходом усилителя и соответственно резисторами 4 и 5, диод 9, включенз

148452 ный анодом на выход усилителя 2, а, катодом через резистор 10 на общую точку. С катодом диода 9 (выходом генератора 1 импульсов) последовательно соединены первый дифференциа5 тор ll первый одновибратор 12, выход которого связан с управляющим входом первого устройства 13 выборки-хранения. С выходом генератора l импульсов также соединены последовательно включенные первый инвертор

l4, второй дифференциатор 15, второй одновибратор 16, выход которого соединен с управляющим входом второго устройства 17 выборки-хранения, Выход генератор а 1 импул ьсов соединен также с первым входом элемента ИЛИ

18, второй вход которого связан с выходом второго одновибратора 16. Вы- 20 ход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И 19, второй вход ко" торого через инвертор 20 соединен с выходом одновибратора 12, Выход элемента И 19 через усилитель 21 мощ- 25 ности связан с входом электромагнитной муфты 22, управляющей положением прижимного ролика 23 механизма подачи электрода 24, проходящего через мундштук 25, смещенный относительно 30 оси симметрии горелки 26, Выходной канал мундштука направлен под углом к оси горелки таким образом, что электрод в процессе сварки попадает на левую кромку 27 свариваемого соединения. Внутри горелки размещено сопло 28, через которое дополнительно к основному потоку подается защитный газ, Измеритель сварочного тока (не по- 40 казан) соединен через фильтр 29 низких частот с входом нормирующего усилителя 30, выход которого соединен с сигнальными входами первого 13 и второго 17 устройств выборки-хране45 ния, В процессе работы дуга горит попеременно на левую 27 и правую 31 кромки изделия, Выходы устройств 13 и 17 соединены соответственно с первым и вторым входами устройства 32 сравнения, третий вход которого соединен с источником 33 напряжения смещения, Датчик стыка для плавящегося электрода работает следующим образом, Генератор 1 импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы, частота которых регулируется резистором

6, а длительность — резистором 5. С помощью диода 9 на резисторе 10 выделяются только положительные импульсы (фиг,2а), Эти импульсы дифференцируются (фиг. 2б) первым дифференциатором l! и поступают на вход одновибратора 12, где форьируется импульс выборки (фиг,2в) для первого устройства 13 выборки-хранения. Одновременно импульсы с выхода генератора 1 поступают через первый инвертор 14 (фиг,2г), второй дифференциатор 15 (фиг,2д) на вход второго одновибратора 16, где формируется импульс выборки (фиг,2е) для второго устройства 17 выборки-хранения.

С выхода генератора 1 импульсы поступают также на вход элемента И!1И

18, на второй вход которого поступает сигнал с второго одновибратора 16.

На выходе элемента ИЛИ формируется импульс (фиг.2ж), задний фронт которого совпадает с задним фронтом импульса выборки, поступакщего с одновибратора 16 на устройство 17 выборки-хранения. Сигнал с выхода элемента 18 поступает на вход элемента И

19, на второй вход которого через инвертор 20 поступает импульс с выхода одновибр атор а 12 (фиг. 2и ) . Выходной сигнал элемента 19 (фиг,2к), передний фронт которого совпадает с задним фронтом импульса выборки устройства 13, а задний фронт совпадает с задним фронтом импульса выборки устройства 17, через усилитель 21 мощности поступает на электромагнитную муфту 22, управляющую положением прижимного ролика 23 механизма подачи плавящегося электрода .24, обеспечивая его импульсную подачу, Электрод подается через мундштук 25, смещенный относительно оси симметрии горелки

26. Выходной канал мундштука направлен под углом к оси горелки таким образом, что электрод в процессе сварки попадает на левую кромку 27 свариваемого соединения. Внутри горелки размещено сопло 28, ось которого пересекается с осью выходного канала мундштука, т.е. с электродом в зоне горения дуги.

В процессе сварки во время подачи электрода в интервале времени 1 —: t ! (фиг,2) имеет место короткая дуга, которая горит с электрода 24 на левую кромку 27 свариваемого соединения. В этот интервал времени напряже1 ние у, пропорциональное току свар5 14845 ки с йзмерителя тока (фиг.1 не показан) через фильтр 29 низких частот поступает на вход нормирующего усилителя 30. В конце интервала подачи

5 электрода во второе устройство 17 выборки-хранения с помощью импульса с одно ви бр атор а 1 6 з апи сыв ае т ся н апряжение, пропорциональное току сварки в период подачи электрода. qp

Этот ток определяется расстоянием от горелки до левой кромки 27 соединения ° В интервале времени С (фиг. 2) подача э лектрода прекращается, длина дуги увеличивается и под действием защитного газа, подаваемого через сопло 28, дуга сдувается и начинает гореть на правую кромку

31 свариваемого соединения, При этом ток сварки определяется расстоянием 2р от конца электрода до правой кромки 31 свариваемого соедирения. В конце интервала времени tg Су .нм пульсом, сфор маров аниным одновибратором 12, в устройство 13 выборки- 25 хранения записывается напряжение, пропорциональное току сварки в пе— риод прекращения подачи электрода.

С устройств 13 и 17 напряжения поступают соответственно на первый и ЭО второй входа устройства 32 сравнения, на третий вход которого поступает напряжение смещения, При требуемом расположении горелки над стыком с помощью напряжения U получаемого от источника 33, на выходе устройства 32 устанавливается выходной сигнал Е =О. При смещении горелки влево уменьшается вылет электрода и увели- чивается расстояние от электрода до 4p правой кромки, появляется сигнал

Е О, знак которого определяется направлением, а величина — смещением горелки от требуемого положения.

Таким образом, датчик позволяет определить положение горелки относи тельно стыка при сварке короткой дугой и уменьшить габариты горелки, 26

Фор мула иэ обр ет ения

Датчик стыка для ппавящегося электрода, содержащий генератор импульсов, два устройства выборкихранения, измеритель входного сигнала, нормирующнй усилитель, плавящийся электр од, проходящий через мундштук, прижимной ролик механизма подачи электрода и соппо, ось которого, пересекает ось электрода и продольнуюось горелки, о тли чающийс я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей датчика при сокращении габаритов горелки, в него введены два дйфференциатора, два одновибр атор а, два иивертор а, элемент ИЛИ, элемент И усилитель мощности, электромагнитная муфта и фильтр низких частот, причем мундштук смещен относительно продольной оси симметрии горелки и его выходной канап размещен с противоположной относительно оси сопла стороны и направлен под углом к оси горелки и оси сопла, а выход генератора им- . пульсов через последовательно вкпю-4, ченные первый дифференциатор и первый одновибратор соединен с управлянщим входом первого устройства каборкихранения н через первый инвертор, второй дифференциатор и второй одновибратор с управляющим входом вто- рого устройства выбор си-хранения, выход генератора импульсов соединен также с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго одиовибратора, а вы" ход — с первым входом элемента И, второй вход которого через второй иц- вертор соединен с выходом первого одновибратора, а выход — через усилитель мощности с входом электромагнитной муфты, механически связанной с прижимным poJIHKQM механизма подачи электрода, кроме того, вход нормирующего усилителя соединен с измерителем входного сигнала через фильтр низких частот.

1484526 (рис1

Редактор Н,Лазаренко

Подписное

Заказ 2978/12

Тираж 894

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель В, Грибова

Техред Л.Сердюкова

tt ts

Фв.Ю

Корректор Н,Король