Устройство для стабилизации расстояния от инструмента до поверхности изделия

 

Изобретение относится к сварочному оборудованию, а именно к автоматическим регуляторам расстояния от инструмента до поверхности изделия, и может найти применение при управлении положением инструмента в процессе термической резки и сварки металла. Цель изобретения - повышение коэффициента использования металла. Устройство включает генератор импульсов, связанный через параллельные цепи, состоящие из последовательно включенных диода, резонансного контура, порогового блока и фильтра низких частот с входами схемы И, инвертор, по два одновибратора и JK-триггера. Катушки резонансных контуров в количестве не менее трех располагаются в плоскости, перпендикулярной оси инструмента. Схема обеспечивает управление приводом вертикального положения инструмента от датчика, ближнего к поверхности обрабатываемого металла. 2 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Л0,» 1 583 А1 (51)5 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4353842/25-27 (22) 30,12.87 (46) 07.04.90. Бюл. У 13 (72) В.Л.Шухмайстер, В.M.Íåäoðåçîâ и Л.Г.Чацкис (53 ) 621 . 741 .75(088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР .У 712212, кл. В 23 К 9/20, 1975. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

РАССТОЯНИЯ ОТ ИНСТРУМЕНТА ДО ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к сварочному оборудованию, а именно к автоматическим регуляторам расстояния от инструмента до поверхности изделия, и может найти применение при управлении положением инструмента в процесИзобретение относится к сварочному оборудованию, а именно к автоматическим регуляторам расстояния от инстру-, мента до поверхности изделия, и может найти применение при управлении положением резака в процессе термической резки и сварки металла.

Целью изобретения является повышение. коэффициента использования металла.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — схема размещения датчиков.

Устройство для стабилизации расстояния от инструмента до поверхности иэделия состоит из генератора 1 импульсов, к которому через диоды 2 подключены резонансные контуры 3 и через пороговые блоки 4 фильтры 5 нижних частот, к схеме И6, выход косе термической резки и сварки металла ° Цель изобретения — повышение коэффициента использования металла.

Устройство включает генератор импульсов, связанный через параллельные цепи, состоящие иэ последовательно включенных диода, резонансного контура, порогового блока и фильтра низких частот с входами схемы И, инвертор, по два одновибратора и ХК-триггера. Катушки резонансных контуров в количестве не менее трех располагаются в плоскости, перпендикулярной оси инструмента. Схема обеспечивает управление приводом вертикального положения инструмента от датчика, ближнего к поверхности обрабатываемого металла, 2 ил. торой соединен с К-входом и через инвертор 7 с 1.-входом первого IK-триггера 8, с Т-входом и через инвертор 7 с К-входом второго

IK-триггера 9, а также с прямьии динамическими входами одновибраторов 10 и 11, при этом выход одновибратора

10 соединен с инверсньм тактовьи входом XK-триггера 8, а выход одновибратора 11 соединен с инверсным так товьм входом ЙК-триггера 9, Прямые выходы К-триггеров 8 и 9 соединены с приводом 12 перемещения инструмента по вертикали. Датчики 13 в виде катушек индуктивности устанавливаются над поверхностью изделия

14 таким образом, чтобы при возбуждении катушек переменньи током электромагнитное поле катушек пересекало поверхность иэделия 14.

1 555081

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы с постоян5 ной частотой следования. Эти импульсы через диоды 2 поступают на каждый резонансный контур 3 и возбуждают его. В каждом из резонансных контуров 3 одновременно начинается процесс свободных затухающих электрич е с к их к олеб аний. Час то та следов ан ия прямоугольных затухающих импульсов генератора 1 импульсов выбирается с помощью резистора и конденсатора такой, чтобы к началу следующего импульса свободные колебания в резонансном контуре 3 успели затухнуть.

Положительные полупериоды свободных затухающих колебаний резонансного контура 3 попадают на пороговые блоки 4, которые включаются каждый раз, когда амплитуда колебаний в резонансном контуре 3 больше, чем напряжение их срабатывания. При этом напряжение поступает на фильтр 5 нижних частот.

Во время электрических колебаний около разомкнутого торца резонансного контура 3 образуется переменное электромагнитное поле, которое пересекает поверхность изделия и в нем нач инают и ротек ать в ихрев ые ток и.

Упомянутые токи образуют свое собственное переменное электромагнитное . поле, которое, суммируясь с полем индуктивности резонансного контура

3, искажает его и, следовательно, вносит в индуктивность дополнительные потери. При этом колебания в резонансном контуре 3 затухают быстрее. В процессе приближения катушки резонансного контура 3 к поверхности изделия вносимые дополнительные потери возрастают, длительность импульса на выходе фильтра 5 нижних частот снижается.

Диоды 2 исключают взаимное влияние свободных колебаний в резонансных контурах 3, установленных на равных расстояниях от инструмента, но в ра зличн ых точках в ок руг него . При этом до стига етс я не зав ис имос ть измерения расстояния до поверхности изделия и одновременное начало всех измерительных импульсов от каждого резонансного контура 3.

Следовательно, на выходе каждого фильтра 5 нижних частот, подключенного к своему резонансному контуру 3, формируется ШИМ-сигнал, у которого длительность импульса зависит от расстояния между резонансным контуром 3 и поверхностью изделия, причем начала импульсов совпадают, а длительность каждого импульса уменьшается при приближении к изделию и увеличивается при удалении от изделия.

Импульсы от всех катушек, расположенных вокруг инструмента и начинающиеся одновременно, поступают с фильтра 5 нижних частот на схему

И 6, на выходе которой формируется импульс самой короткой длительности, соответствующей минимальному из расстояний между изделием и каждой из катушек резонансных контуров .3. По началу этого импульса. запускаются одновибраторы )О и 11 которые формируют импульсы определенной длительности. Времязадающие элементы одновибраторов выбирают таким. образом, чтобы длительность импульса, вырабатываемая одновибратором 10, соответствовала минимально допустимому уас-: стоянию между инструментом и издели-, ем, а длительность импульса, вырабатываемого одновибратором ) 1, соответствовала максимально допустимому расстоянию.

Если минимальная длительность импульса меньше, чем длительность импульса на выходе одновибратора 10, то в момент окончания импульса одновибратора 10, поступающего на тактовый вход fK-триггера 8, на Й-выходе этого триггера будет высокий уровень ("1"3, а на К-входе — низкий ("0"3.

По принципу функционирования 3Ктриггера на выходе появляется "l", которая передается в привод перемещения инструмента по вертикали и дает команду на подъем инструмента.

В момент окончания импульса на выходе одновибратора 1), который имеет большую длительность, чем длительность импульса на выходе одновибратора ) О, на Й-входе К"триггера 9 будет "0", а на К-входе - "1", а на его выходе сигнал управления отсутствует.

Когда инструмент поднимается на заданную для данного иэделия высоту, минимальная длительность импульса на выходе схемы И больше длительности

5 155 импульса одновибратора 10 и меньше длительности импульса одновибратора

)). В этом случае в моменты окончания импульсов одновибраторов 10 и 11 на Й-входах ХК-триггера 8 и IK-три — гера 9 будут "0", а на К-входах ")".

Следовательно, команды на перемещение инструмента по вертикали в этом случае не поступают. 1

Если инструмент отойдет от изделия на. расстояние, превышающее заданное, которое контролируется одновибратором )I, то в момент окончания импульса одновибратора 11 на 1

Т-входе IK-триггера 9 будет "1", а на К-входе — "0". При этом с 7Ктриггера 9 в привод перемещения инструмента по вертикали подаются команды на его опускание. При этом на выходе ЙК-триггера 8 будет "0". Из сигналов, вырабатываемых каждым из резонансных контуров, управляющим для привода является тот сигнал, который имеет меньшую длительность, т.е. от того резонансного контура

3, который ближе остальных расположен над изделием.

Сигналы от датчиков, расположенных вне габаритов изделия {эти сигналы эквиваленты случаю, когда инструмент расположен выше верхней границы допуска), схема не отрабатывает, так как это прйвело. бы к ошибочному опусканию инструмента и возможной анарии.

5081

Форм ула

Устройство для стабилизации рас5 стояния от инструмента до поверхности изделия, содержащее генератор импульсов, узел датчиков и г ривод перемещения инструмента по вертикали, отличающееся тем,что, с целью повышения коэффициента использования металла, оно дополнительно снабжено двумя 1К-триггерами, двумя одновибраторами, схемой И, инвертором, а также по числу датчиков диодами, пороговыми блоками и фильтрами низкой частоты, при этом датчнKH по количеству не менее трех выполнены в виде катушек индуктивности резонансного контура и расположены в плоскости, перпендикулярной оси инструмента таким образом, что по обе стороны плоскости, проходящей через ось инструмента, находится не менее одной катушки индуктивности, вход

25 каждого резонансного контура через диод связан с выходом генератора импульсов, а выход через последовательно включенные пороговый блок и фильтр нижней частоты — с одним иэ

Зр входов схемы И, выход схемы И связан с входом инвертора, К-входом первого ЙК-триггера, 7.-входом второго XK-триггера и входами двух одновибраторов, выход инвертора связан с

Й-входом первого lK-триггера и К-входом второго ЙК-триггера, выходы первого и второго одновибраторов связаны соответственно с инверсньии тактовымии входами первого и второго

4p IK-триггеров, при этом прямые выходы

JK-триггеров связаны с входами привода перемещения инструментов по вертик али.

Таким образом, предлагаемое устройство сохраняет работоспособность инструмента, автоматически стабилизируемого по высоте, что позволяет полнее использовать обрабатываемый материал. изобретения

1555081

Я 7pgФРу

С ос тав и тель В . Пок ров ск ий

Текред Л. Олийнык Корректор М. Шароии

Редактор А. Мотыль

Заказ 524 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4/5

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