Способ идентификации динамических характеристик канала подачи электродной проволоки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано при разработке роботов для дуговой сварки, автоматических сварочных установок. Цель изобретения - повышение качества систем управления путем учета динамических характеристик канала подачи электродной проволоки при синтезе систем управления процессом дуговой сварки. Способ основан на измерении скорости непосредственно сварочной проволоки. На проволоку нанесена маска, сегменты которой имеют постоянную ширину и расположены через равные промежутки. Меченая электродная проволока облучается источником излучения. Информация о скорости движения электродной проволоки при помощи датчика преобразовывается в электрический сигнал и фиксируется при помощи осциллографа на светочувствительной бумаге. В фиксированный момент времени устройство управления выдает скачок управляющего воздействия на привод подачи проволоки. Регистрацию сигналов перемещения сегментов производят до нового установившегося значения скорости. По результатам изменения сигналов определяют динамические характеристики канала подачи электродной проволоки. Устройство для реализации способа включает идентифицируемый канал подачи электродной проволоки и состоит из механизма 1 подачи проволоки, тракта 2 подачи проволоки, горелки 3, источника 5 излучения, датчика скорости, осциллографа, используемого в качестве регистратора 7 со светочувствительной бумагой 8, устройства 9 управления и датчика 10 временных интервалов, сигналы которых поступают на осциллограф. Устройство 9 взаимодействует с каналом подачи электродной проволоки через задающее устройство 11 управляющего воздействия. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1532226

nf>4 В23К9 (2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (J-fJ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (. !1 !

"2)

tt1

1 >

Ь > I

);1 я Н >;:, f !< 1! !! >! ()! !>,!(> 1 f !

: f,)>If(, (,)t»

К,((ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ГССР

1:С< t 7 « (> ; ) . (f i!! н)< ((1 1

I l: .: . » (. <,!,>I lt .!. I ° !;1

1,>.(1 (I (1> (t(j (I, t! 1(;11

itl f1! f ((;, ., Х .,f EI f 1;, 1(х f<. 311,. l (I I(), J.% I l (.- . l I; f<, )(). l!!(ll l I l l)()()(), 1(1a J I (! ),(!!" >((<,: .. I <и;х((11:(:11> 11—

I I l f >l

157) J («<(>(><. It HH >)но(и >»я к дл говой сварк» н,> >,+; c)l, . ь 1«l!<) 11 «>в;)но при ра)р;1

t)(> I Kt f>«t>< >1< >I< д.>я д» (<»«>й «ва рки, d B fO и;111! «hl < )Hp >,ttt>IX ) «>:! tlOBOh 1(е,ff> и>обll< >! . I,l!ll(f! H(К 1<и< (. <>< !(м «« i;I 1ин <)lпч((ких кар! K

I (f > l1< > lI К 1, I! it, 1(1 !1<),1)1 ; > t. h i РО (!10 H ll f)OB()—

1<:. П(>1 < 1< I < >« > «., .I;)!11 t :Il !P>

<и «((>м .tl (ои<)н 11 o(нов))н на изм«pt !IHll (h()f<н>«тн l! t>1«>ср«,1«тB» нно сварочнои пр(>вол<>ки I!() Ilpol)o.f<)h !I:»)»«е>га маска, < t I М(! ITt>l К() ГОР()й И Mt )О l I!O» < ОЯ f1ft < K) Ill è ÐÍ Н<> н р«!1(>.l<)ж» lll>l «р» 1 р;) нны(пр<>межуткн.

2 л1» ч» и;>я электродная проволока облл чает

«я и< Toчником излучения. Информация о сh(> рости движения электродной проволоки при

llo <1011tH lа гчика преобразовывается в элекгриче KHtt сигнал и фиксируется при 110лп>н(и (н циллографа на св» точувствительной бум;)г». В фиксиров;(нный л(омент Bp(. мени устройство управ,)ения выдает скачок управлян)гцего воздействия на привод полачи р(> во.)о к и. Регистрацию си г пало в ll» p(ме це ия ((гментов производят до нового л» г(1:1. 1)ив(псгося значения скорости. По результа -ам изменения сигналов опреле,)яют динамиче< кие характ» ристики кана (пl под;)чи -,и hTf одной проволоки Устройство для

p(.)иза;:,ии способа и лючаеT идентифицируемый канал подачи электродной проволоки и состоит из механизма подачи !lpoBoëîêè, ф тракта 2 подачи проволоки, горелки 3, и«то)ника 5 излучения, лат IHhd 6 скоро»ти, о«циллографа, используемог(> в кач» «тве регистратора 7 со светочув»твительной бум l- С гой 8, устройства 9 управления и датчика (1( временных интервалов, сигналы которых и<>ступак>т на осциллограф. Устройство 9 взаи9ю >

Мо.tåé«TB<,åT с каналом подачи электролной

llJ)<)l1(),loKll через задан>пг(«л(11)olttтво (I л и СЛ

J):I Н, If!!O!tt«ГО B()ЗД(й(П l3!1H. (.11, ф-, ll>l, If.1. фД

1532226

Изобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано при разработке роботов для дуговой сварки, автоматических сварочных установок.

Цель изобретения — повышение качества систем управления путем учета динамических характеристик канала подачи электродной проволоки при синтезе систем управления процессом дуговой сварки.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа идентификации динамических характеристик канала подачи электродной проволоки.

Устройство содержит идентифицируемый канал подачи электродной проволоки, включающий механизм подачи электродной проволоки 1, тракт подачи электродной проволоки 2, горелку 3 и меченую электродную проволоку 4, облучаемую источником излучения 5 и отражающую световой поток, который воспринимается датчиком отраженного излучения (датчиком скорости) 6. Датчик скорости 6 соединен с одним из входов устройства регистрации 7, в качестве которого может быть использован светолучевой осциллограф. Светолучевой осциллограф регистрирует входную информацию на светочувствительной бумаге, например УФ 67 8.

На другой вход регистрирующего устройства поступают сигналы по линии связи из устройства управления 9. На третий вход регистрирующего устройства поступают сигналы таймера !О, причем устройство управления 9 и таймер 10 связаны между собойй. Устройство уп ра вле ния 9 взаи модействует с каналом подачи электродной проволоки через задающее устройство управляющего воздействия 11. Кроме того, на задающее устройство 11 подаются сигналы от таймера 10.

Устройство работает следующим образом.

При постоянном задающем воздействии и установившейся скорости подачи электродной проволоки наступает статическое состояние работы устройства. В данном состоянии неизменяющееся задающее воздействие на механизм подачи электродной проволоки 1 вызывает неизменяющуюся скорость подачи электродной проволоки. Метки, нанесенные равномерно по длине электродной провопоки 4, модулируют световой поток источника излучения 5. Модулированный световой поток измеряется датчиком отраженного излучения, являюгцимся датчиком скорости подачи электродной проволоки 6. С выхода датчика 6 частотномодулированный сигнал скорости подачи электродной проволоки поступает на один из входов регистрирующего устройства, в качестве которого может использоваться светолучевой осцииллограф

7. На другом входе светолучевого осциллографа регистрируется уровень сигнала управляющего воздействия, который вырабатывается устройством управления 9. Вырабатываемый устройством управления уро5

55 вень управляющего воздействия поступает также на задающее устройство 11 канала подачи электродной проволоки. Приведенный порядок операций позволяет идентифицировать статические характеристики канала подачи электродной проволоки.

Для идентификации динамических характеристик канала подачи электродной проволоки необходимо определить реа кцию канала на скачкообразное изменение управляющего воздействия, временные задержки, запаздывания. Для синхронизации во времени используется датчик временных интервалов 10, который работает под управлением устройства управления 9 и выдает сигналы синхронизации на задающее устройство 11 и устройство регистрации 7. Изменение управляющего воздействия в момент времени, определяемый датчиком временных интервалов (таймером) 10 поступает одновременно на задающее устройство механизма подачи электродной проволоки и устройство регистрации. Данный момент времени регистрируется на светочувствительной бумаге 8. В канале подачи электродной проволоки начинается переходной процесс, т. е. происходит изменение скорости подачи электродной проволоки, которое вызывает изменение частоты светового потока, поступающего на датчик 6. Изменение частоты светового потока датчиком 6 преобразуется в изменение частоты э. ектрического сигнала, поступающего на светолучевой осциллограф 7, который фиксирует изменение скорости подачи электродной проволоки на светочувствительной бумаге 8.

Дина мические характеристики оп ределяют по информации, зафиксированной на светочувствительной бумаге 8.

Конструктивно блок управления 9 представляет собой микроЭВМ, серийно выпускаемую в СССР. Задающее устройство 11 представляет собой блок сопряжения, интерфейс, между микроЭВМ 9 и механизмом подачи электродной проволоки. Конструктивно задающее устройство представляет собой печатную плату с набором дискретных электрорадиоэлементов. Датчик временных интервалов (таймер) 10 представляет собой функциональный модуль, выдающий сигнал через фиксированный момент времени. Таймер представляет собой печатную плату с набором электрорадиоэлементов (некоторые из микроЭВМ имеют таймеры в своем составе в качестве функциональных модулей).

Причер. Устройство для идентификации динамических характеристик канала подачи электродной проволоки промышленного робототехнологического комплекса для сварки

РБ 251.

В качестве датчика скорости сварки 6 может быть использован оптический датчик.

В качестве регистрирующего устройства 8— светолучевой осциллограф Н вЂ” 117 со светочувствительной бумагой УФ вЂ” 67 8, в качест1532226

Формц.га изобретения

35

45

50 ве устройства управления — микроЭВМ

Электроника К! — 20, в качестве датчика временных интервалов — микросхема К

580ВИ53, в качестве задающего устройства — самостоятельно разработанный узел согласования микроЭВМ. Электр<пгика Kl—

20 с механизмом подачи электродной проволоки. Конкретные технологические параметры при работе данной установки:

Управляющее воздей<твие 20>н--ЕО(6

Скорость подачи проволоки, мм/с 2 — 20

Постоянная времени, запаздывания, с l,5

Учет временных запаздываний (1,5 с) позволяет учесть динамические характеристики при выработке упра вляющи х воздействий механизма подачи электродной проволоки, в соответствии с динамической моделью процесса.

Последовательность действий, осуществляющих данный способ идентификации динамических характеристик канала подачи электродной проволоки посредством данного устройства, имеет вид: идентифицируемый канал подачи электродной проволоки, вклнгчающий механизм подачи проволоки I, тракт

2, горелку 3, работае в установившемся режиме, т. е. скорость подачи меченой электродной проволоки 4 постоянна при постоянном залаюгцс м ноэлей< твин на привал со стороны задаюгцего устройства управления 1 l Меченная электродная проволока облучается источником излучения 5. Инфорча ция о скорости движения электродной проволоки посредством датчика 6 преобразовывается в электрический сигнал, поступающий на один из входов светолучевого осциллографа 7 и фиксируется на светочувствительной бумаге 8. В фиксированный момент времени устройство управления выдает скачек управляющего воздействия на привод подачи электродной проволоки и, одновременно на второй вход светолучевого осциллографа. На светочувствительной бумаге фиксация информации продолжается до нового уста нови вше гося зна чени я скорости подачи электродной проволоки. По результата м изменения сигналов на входах каналов и 2 во времени определяют линами ческие ха ра ктеристики ка нала пода чи электродной проволоки, т. е. постоянные времени, коэффициент усиления.

Преимущество предлагаемого способа идентификации динамических характеристик по сравнению с известными способами заключается в более точном учете параметров канала подачи электродной проволоки, так как производится измерение скорости непосредственно электродной (присадочной) пРоволоки и l)(. ги«тР,IIIII>f с(II,>(>ц Ifllfi fl<) времени.

Предлагаемое устройство позволясT определить динамические характеристики канала подачи электродной проволоки в соотвс тствии с предлагаемым способом, а имен) щиеся аналогичные устройства не обе«почивают такой возможноли

l. Способ идентификации линачиче«ких характеристик канала подачи электролн<)и проволоки, согласно которочу инфорч;)гшн) о скорости определяк)т llo перечс щению «с I -ментов маски за фиксированный промсжут<>к времени, отличающийся тс м, что. «цельн> повышения качества систем управления ll)тем учета динамических x:Ið;Ihò«ðff«<èê канала подачи электро zff<) f проволоки при синтезе систем управления процессоч луговой сварки, определение линамических характеристик начинан)т при полоянном задающем воздействии на привод подачи электродной проволоки и при установившейсяя скорости подачи электродной If/(>I<()локи производят регистра цик) си гналов пе рсме щени я сегментов постоянной шири ны и расположенны)< через равиhl(интерва,гы, затем в фиксированный момент врсчени и;г привод пола чи электродной проволоки выдают скачок )„пра вляющего возлей(тни я, II pu этом регистрацик) сигналов пер(ч< llf(>If(s) сегментов производят 10 нового у«танониншегося значения скорости подачи э.г< кгролной проволоки, по э<грега<«тг)>< ро()а нг<гг>ч „р зультатам производят ()прело.lcffff(пара Л тров канала по1ачг< электродной llð<>во, < кг>

2. Устройство лля и т(нтифи к,г цг и lll f ii) ми чески х хара ктери сти к ка í I, lil fl().I:I ч и электродной проволоки, «олержагц((Ifл(г» и фицируемый канал ll<)лачи электродной ill)(>волоки, который состоит из горелки, fp;Ihf;I и механизма подачи электродной пров<)л<)ки, датчик скорости, источник из«(учен><я, <>f.гггчающееся тем, что, с целью повыпгения качества систем управления пу тем чс т;( динамических характеристик h;Ii);Iлil палачи электродной проволоки при «иггт(з(систем управления, оно снабжено у«трой«тно регилра ции, устройством уп ра влени я, датчик<) ч временных интервалов, Iaлающим x«l.l)<)II("l.ВоМ управляющего воздействия, причем выход датчика скорости соединен (олпич и.< входов устройства регистрации, v f <) p() II их ол устройства ре ги стра пи и соели не и «ла тч иком временных интерва.loB, третий вход ()(динен с устройством управления, котор<>( также соединено с датчиком вречен ны х интервалов и механизмом пола чи элеhòl)():Iной проволоки.