Устройство для направления рабочего органа по стыку при сварке

 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для автоматизации сварочных процессов. Целью изобретения является повышение точности слежения за криволинейным стыком и устранение залипания чувствительного элемента в зазоре стыка. Датчик имеет чувствительную часть, выполненную в виде колеблющегося консольного вибратора с иглой на конце. Вибратор снабжен контактной группой с подсоединенными к ней постоянными резисторами и интегрирующим конденсатором, связанным с преобразователем электропривода перемещения рабочего органа. Устройство позволяет получить высокую точность слежения за стыком для металлических и неметаллических материалов путем регулируемой крутизны преобразовательной характеристики. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Й A ВТОРСЯОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4307403/25 — 27 (22) 16.09;87 (46) 30.07.90. Бюл. № 28 (72) A..А. Ахлыиин (53) 621.791.75.03(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 420219, кл. В 23 К 9/10, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ПО СТЫКУ ПРИ СВАРКЕ (57) Изобретение отпосится к области машиностроения и предназначено для автоматизации сварочных процессов.

Целью изобретения является повышение точности слежения за криволинейным стыком и устранение залипания чувст-.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для автоматизации наведения рабочего органа на стык при сварке.

Целью изобретения является повьппение точности слежения за криволинейным пространственным стыком и устранение залипания чувствительного элемента в зазоре стыка.

На фиг. 1 представлено устройство,разрез; на фиг.2 — то же,вид сверху; на фиг. 3 — то же, вид сбоку; на

Фиг, 4 — положение иглы относитель-но стыка: .при нормальной соосности осей стыка и вибратора (фиг.4а), при уходе стыка влево (Фиг.4б), вправо (фиг.4в) и при выходе иглы из зоны стыка (фиг.4г), а также переключения . интегрирующего конденсатора и вре- менные диаграммы, условно учитывающие направление ухода иглы, от нейт„.БФ„, ИВЫ щ)S В 23 К 9/10

2 вительного элемента в зазоре стыка, Датчик имеет чувствительную часть, выполненную в виде колеблющегося кон,сольного.вибратора с иглой на конце.

Вибратор снабжен контактной группой с подсоединенными к ней постоянными резисторами и интегрирующим конден. сатором, связанным с преобразователем электропривода перемещения рабочего органа. Устройство позволяет получить высокую точность слежения за стыком для металлических и неметаллических материалов путем регу.лируемой крутизны преобразовательной характеристики..5 ил.

I рали и уровень постоянного напряжения на выходе интегрирующего конденсатора на фиг. 5 — электрическая схема.

Устройство (Фиг .1) соориентировано относительно изделия 1 со стыком

2, внутри которого помещена игла 3,, другой конец которой закреплен в цанге 4 стержневого, преимущественно плоского, вибратора 5, расположенного соосно с магнитопроводом 6 с катушками- 7 возбуждения механических коле баний в вибраторе 5. Относительно вибратора 5 расположена контактная группа из двух близко расположенных контактов 8 и находящегося между ними общего контакта 9, закрепленного на вибраторе 5 .и изолированного от него. К контактам 8 соответственно подключены постоянные первый 10 и второй 11 резисторы, а к общему 9

1581 504 интегрирующий конденсатор 12 (указанные цепи для пояснения вынесены в сторону) . Консолъно закрепленный вибратор 5 крепится к магнитопроводу 6

5 с помощью зажима 13, что обеспечивает

Формирование в вибраторе иэгибных механических колебаний. Магнитопровод 6 возбуждения прикреплен к узлу

14 уравновешивающего плеча, содержащего сжимающие пружины 15, связанные с верхней крышкой 16 датчика, на ко-. торой находится винт 17 регулировки натяжения пружин. Корпус датчика обозначен позицией 18 (фиг.3) . Игла 3 (фиг,3) датчика наклонена к плоскости иэделия под некоторым небольшим углом

Иа Фиг. 5 приведены связи между обмотками магнитопровода 7 и блоком

1 9 Формирования электрических колебаний, а также между контактами 8 и первым 20 и вторым 21 источниками разнополярных напряжений, а также связь между общим контактом 9 и эле- 25 ктрическим преобразователем 22 привода, выход которого подключен .к электродвигателю 23, механически связанному, например, с координатным столом и, соответственно, с изделием 1.

Устройство работает следующим образом.

Иглу 3 предварительно помещают внутрь стыка 2 несколько впереди места сваривания по ходу. движения дета15 ли 1, Расстояние выноса игль1 3 выбирается с учетом ожидаемой зоны термовлияния, а также с учетом термостойкости материала иглы 3 (обычно нескольКо миллиметров), затем в вибраторе 5 возбуждаются изгибные механические колебания, при этом вибратор 5 и иглы

3 подвергаются механическим колебаниям, при этом взаимодействуют между собой контакты 8, 9 и игла 3 со стен- ками стыка 2 (взаимодействия имеют более сложный характер, обусловленный движущимся стыком 2, и способствуют I устраненик прилипания иглы 3 . к стыку 2, поскольку сам датчик за50 креплен на рабочем органе) . Возбуждаемые в игле 3 колебания резко сни.,жают трение иглы 3 о поверхность стыка

2 изделия, не создавая при этом принудительных усилий на контактной группе 8, 9 в случае совпадения осей

55 стыка и нейтральной оси вибратора 5.

Если же эта соосность нарушается, на— пример вследствие ухода линии стыка от нейтрали вибратора 5, то уменьшается время замыкания контакfoB 8, 9 в ту или иную сторону, что приводит к перезаряду интегрирующей емкости

12, питаемой через постоянные резисторы 1 0 и 11 от источников 20 и 21 разнополярных напряжений. При этом результирующий электрический сигнал с конденсатора 12 поступает на вход электрического преобразователя 22 привода, который воздействует на двигатель ?3 так, чтобы, например, переместить иэделие 1 со стыком 2 соосно нейтрали вибратора 5. Точность регулирования при этом определяется соотношениями зазоров стыка и контактов 8 и 9, последние могут быть выбраны значительно меньшими по отношению к стыку. Причем для работы с широкими стыками, например при наличии нестационарных расширений кромок стыка или при наличии отверстий по ходу стыка, в цанговый зажим может быть вставлена игла 3 с большей конусностью или выполненная в виде стрелки, края которой лежат на стыке, не проваливаясь в него. При этом игла 3 опирается о кромки стыка 2 с небольшими усилиями, подбираемыми с помощью винта 17 регулировки натяжения пружин.

При опоре иглы 3 о стык имеет место прогиб вибратора 5, так как последний не является абсолютно жестким стержнем.

При нормальной соосности осей стыка и вибратора результирующее напряжение на интегрирующей емкости равно нулю (фиг.4a) . При уходе стыка, например, влево конденсатор больше заряжается, например, напряжением положительной полярности (Фиг . 4б), чем отрицательной, поэтому результирующее напряжение конденсатора оказывается положи— тельным, и наоборот, при уходе стыка вправо результирующее напряжение отрицательно (Фиг.4в) ° В случае, когда игла 3 выходит из эоны стыка 2 (Фиг.4г) на поверхность шва, размах колебаний иглы (уже колебаний изгиба) несколько увеличивается, увеличивается и время пробега всей консоли вибратора 5, но выходное напряжение на конденсаторе l 2 остается нулевым.

При отсутствии реакции плоскостей стыка 2 на иглу 3 и при нулевом сигнале на емкости l 2 положение изделия сохраняется, т.е. нет непредусмотренного увода датчика в сторону.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить точность слежения за положением линии стыково

ro соединения (путем значительного уменьшения методической погрешности вследствие выноса чувствительного элемента вперед по ходу сварки) и моI жет быть применено для контроля.широких и узких стыков, в том числе и криволинейных при сварке стыков с не1 точно подогнанными кромками, а также при наличии дефектов кромок (дырок, скогов и др.) . Кроме того,, при работе с устройством отяадает необходимость в дополнительных припусках краев изделий.

Датчик характеризуется высокой крутизной преобразовательной характеристики, поскольку выбор величин напряжений разнополярных источников практически не ограничен. Последнее позволяет получить простое согласование по входному сигналу с любым тиристорным электроприводом, имеющим управляемый аналоговым сигналом вход.

Кроме того, предлагаемое устройство может быть использовано при сварке неметаллических изделий.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для направления рабочего органа по стыку при сварке со

81504 6 держащее механический датчик перемещения, соединенный с рабочим органом и электрически связайный с электроприВодом перемещения рабочего органа, 5 отлич ающееся тем, что, с целью повышения точности слежения за криволинейным пространственным стыком и устранения залипания чувст10 вительного элемента в зазоре стыка, чувствительный элемент датчика выполнен в виде иглы, закрепленной на оси стержневого вибратора, расположенного между первым и вторым неподвижно закрепленными электрическими контактами, и снабжен третьим контактом, размещенным на вибраторе, продольная ось которого расположена параллельно оси электромагнитной

20 системы возбуждения, причем механизм крепления датчика снабжен плечом уравновешивания узла датчика, а к первому и второму неподвижно закрепленным электрическим контактам под"

25 ключены первый и второй резисторы, соединенные с первым и вторым источниками разполярных напряжений, а к третьему контакту подключена интегрирующая емкость, электрически свяЗр занная с входом электропривода перемещения рабочего

15 >1504

1581504

1581504

Составитель В. Ручинский

Редактор Л. Веселовская Техред A.Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 2055 Тираж 651 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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