Система автоматического управления скоростью вращения электродвигателя механизма подачи электронной проволоки

 

Изобретение используется в сварочном производстве для управления скоростью движения механизмов подачи электродной проволоки. Целью изобретения является повышение точности системы. Система управления содержит источник 1 задающего напряжения, сумматор 2, компаратор 3, электронное реле 4, усилитель 5 мощности, электродвигатель 6, тахогенератор 7, формирователь 8 прямоугольных импульсов, генератор 9 пилообразного напряжения, блок 10 дифференцирования, триггер 11 управления, элемент И 12. Вал электродвигателя 6 связан с валом приводных роликов 13, осуществляющих подачу электродной проволоки 14 по направляющей 15 в сварочную горелку 16. В состав системы входят также дополнительный ролик 17, тахогенератор 18, формирователь 19 прямоугольных импульсов, частотный дискриминатор 20, измерительный ролик 21, механически связанный с тахогенератором 22, формирователь 23 импульсов, частотный дискриминатор 24 и блок 25 вычитания. 1 ил.

„,Я0„„1ЩЩ4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) С 05 D 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6ИГ0;" "l -;

ПАИЛ11

БЬБ/ - ° ., «,1

15 13 /4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ

ПРИ ПКНТ СССР (61) 805269 I (21) . 4418116/24-,24 (22) 27,04.88. (46) 30.10.90. Бюл, 11 - 40 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) А.И.Бондаренко, Ю.А.Скрипник, А.В.Романюк и В.Г.Здсренко (53) 62-50 (088. 8)

I (56) Авторское свидетельство СССР

9 805269, кл. G 05 D 13/00, !978. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДНОЙ

ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение используется в сварочном производстве для управления скоростью движения механизмов подачи электродной проволоки. Целью изобретения является повышение точности

2 системы. Система управления содержит источник 1 задающего напряжения, сумматор 2, компаратор 3, электронное реле 4, усилитель 5 мощности, электродвигатель 6, тахогенератор 7, формирователь 8 прямоугольных импульсов, генератор 9 пилообразного напряжения, блок 10 дифферендирования, триггер 11 управления, элемент И 12. Вал электродвигателя б связан с валом приводных роликов 13, осуществляющих подачу электродной проволоки 14 по направляющей 15 в сварочную горелку 16. В состав системы входят также дополнительный ролик )7, тахогенератор 18, формирователь 19 прямоугольных импульсов, а

Щ частотный дискриминатор 20, измерительный ролик 21, механически связанный с тахогенератором 22, формирователь 23 импульсов, частотный дискри- С минатор 24 и блок 25 вычитания. 1 ил.

1603349

Изобретение касается автоматиза-, ции производственных процессов и может быть использовано в сварочном производстве для управления скоростью движения электродной провалоки, в частности в механизмах подачи электродной проволоки промышленных роботов, других автоматизированных сварочных установок дуговой сварки.. 10

Цель изобретения — повышение точности системы;

На чертеже представлена функциональная схема предложенной системы.

Система содержит источник 1 зада- 15 ющего напряжения, сумматор 2, кампаратор 3, электронное реле 4, усилитель 5 мощности, электродвигатель 6, импульсный тахогенератор 7, формирователь 8 прямоугольных импульсов, гене- 20 ратор 9 пилообразного напряжения, блок 10 дифференцирования, триггер ll управления, элемент И 12, вал приводных роликов 13, осуществляющих подачу электродной проволоки 14, меха- 25 нически связан с валом электродвигателя 6. При движении электродная проволока 1.4 проходит по, направляющей 15 и поступает в сварочную горелку 16.

Вал дополнительного ролика 17 механи- 30

; чески соединен с тахогенератором 18, . выход которого через последовательно соединенные формирователь 19. импульсов и частотный дискриминатор 20 соединен с сумматором 2.. Вал.измери" 35 тельного ролика 21 механически связан с валом тахогенератора 22. Выход тахогенератора 22 через последовательно соединенные формирователь: 23 импульсов и частотный дискриминатор, 24 40 соединен с блоком 25 вычитания.

Система работает следующим образом..

На источнике 1. задающего напряже. ния предварительно устанавливается 45 величина напряжения, соответствующая заданной скорости подачи электродной проволоки. При включении питающего напряжения выходйой ключ усилителя 5 мо цности открывается, обмотка. питаний 50 электродвигателя 6 подключается к источнику питания. Электродвигатель 6 начинает вращаться и набирает скорость до заданной. Одновременно приводным роликом 13 начинает подаваться 5 электродная проволока. На одном валу с двигателем 6 установлен импульсный тахогенератор 7, в качестве которого используется фотоэлектрическии датчик. С выхода тахогенератора 7 импульсы тока, частота которых пропорциональна скорости вращения двигателя к числу отверстий в диске фотодатчика, поступает на- вход формирователя 8 прямоугольных .импульсов..

Прямоугольные импульсы с выхода формирователя 8 .подаются на вход генератора 9 пилообразного напряжения.

При поступлении положительной полу-. волны прямоугольного напряжения гене-. ратор 9 формирует прямой ход пилообразного напряжения, а при поступлении отрицательной палуволны — обратный ход пилообразного напряжения.

Пилообразное напряжение подается на второй -вход компаратора 3. на первый вход которого с сумматора 2 посту-. пает суммарный сигнал источника 1 .задающего напряжения, частотного дискриминатора.20 и блока 25 вычитания.

Величина напряжения источника 1 задающего напряжения определяет нами- г нальные обороты двигателя 6 для заданной скорости подачи электродной . проволоки 14. При достижении пило- . образным напряжением уровня суммар.- . ного напряжения компаратор 3 формирует импульс, фиксирующий момент .равенства этих напряжений. Этот. импульс г поступает на первый вход электронного реле 4," которое устанавливается в такое положение, выходной:сигнал которо "

ro обеспечивает открытое состояние выходного ключа усилителя 5 мощности, Двигатель 6 остается постоянно подключенным к источнику питания .

Прямоугольньге импульсы с выхода формирователя 8 импульсов поступают также на вход блока 10 дифференцирования, на выходе которого формируется последовательность положительных и отрицательных импульсов. Положительные импульсы поступают на второй вход триггера 11 управления, а отрицательные — на второй вход логического элемента И 12. На .первый вход тригге-. ра 11 управления поступают импульсы с выхода компаратора 3. Выходное на" пряжение триггера 11 управления имеет . прямоугольную форму и поступает на первый вход элемента И 12. Выходные импульсы на выходе элемента И 12 фор" мируются из отрицательных импульсов, блока 10 дифференцирования в том спу" чае, если на первом входе будет отрицательный потенциал, поступающий с выхода триггера 11 управления. В том

9 о ролики 13 механизма подачи и направляющую 15 на нее не дейетвуют никакие возмущающие воздействия,,то проволока движется с заданной скоростью. В этом установившемся режиме, движения электродной проволоки 14 ролик 17, установленный на выходе проволоки 14 из механизма подачи, и ро- лик 21, установленный иа выходе прово" локи 14 из. направляющей 15, вращаются с определенной одинаковой скоростью, которая определяется диаметром роликов и линейной скоростью движения электродной проволоки 14, С валом ролика 17 связан тахогенератор 18, на выходе которого формируются импульсы, частота которых пропорциональна оборотам ролика 17 и числу отверстий в диске фотодатчика. Импульсы тока поступают на вход формирователя 19 импульсов. Сформированные импульсы подаются на вход частотного дискриминатора 20, на выходе которого формируется сигнал постоянного тока. Этот сигнал поступает на второй вход сумматора 2 и второй вход блока 25 вычитания. Аналогичным образом осуществляется преобразование сигнала по цепи: ролик 21. тахогенератор 22, формирователь 23 импульсов и частотный диск- риминатор 24. С выхода частотного дискриминатора 24 сигнал пос оянноro тока поступает на первый вход блока 25 вычитания, При отсутствии возмущающих воздействий в направляющем канале 15 <а входы блока 25 вычитания

:поступают равные сигналы; в результате чего на его выходе сигнал равен нулю. Выходной. сигнал частотного дискриминатора 20 в сумматоре 2 суммируется с сигналом, поступающим с источника 1 задающего напряжения. Суммарный сигнал на выл оде сумматора 2 определяет величину заданной номинальной скорости вращения двигателя 6 и, соответственно, приводных роликов 13 механизма подачи.

При наличии только проскальзывания электродной проволоки 14 в приводных ро- . ликах 13 скорость ее движения уменьшается. Это приводит к уменьшению скорости вращения роликов 1 7, 21 и тахо генераторов 18,22. Частота импульсов тахогенераторов 18 и 22 падает,что приводит к умень- шению сигналов постоянного тока на выходе частотных дискриминаторов 20 и 24.

Так как сигналы частотных дискри минаторов 20 и 24 остаются равны, то

Если во всем тракте подачи электродной проволоки 14 через приводные

5 160334 случае, если скорость двигателя 6 меньше номинальной, пилообразное напряжение доетигает уровня суммарного напряжения по времени раньше, чем при5 ходит отрицательный импульс, блока 10 дифференцирования на второй вход элес мента И 12. Поэтому раньше появляется импульс на выходе компаратора 3, который .устанавливает триггер 11 в положение, при котором на первый. вход элемента И 12 поступает запрещающий потенциал. Импульс на выходе элемента И 12 отсутствует. При увеличении скорости двигателя уменьшается длительность положительной и отрицатель-. ной полуволн напряжения тахогенератора 7 и, соответственно, формирователя 8 прямоугольных импульсов, При этом уменьшается и амплитуда пило- 20 образного напряжения ° При переходе номинальной скорости пилообразное на- пряжение не достигает уровня суммарного, в связи с чем на выходе компаратора 3 импульс будет отсутствовать. 25

Вследствие этого триггер ll управления устанавливается в. такое положение, когда на первый вход элемента

И 12 поступает разрешающий потенциал.

Элемент И 12 -из отрицательных импуль- 30 сов элемента 10 дифференцирования фор.мирует импульсы, которые поступают на второй вход электронного реле 4. Последнее устанавливается в другое по-. ложение и своим сигналом. закрывает выходной ключ усилителя 5 мощности..

Двигатель 6 отключается. от источника питания. Скорость вращения двигателя 6 падает, а положительные и отрицательные полуволны пилообразного 4р напряжения возрастают до уровня сумФ марного, и компаратор формирует импульс, который снова установит электронное,.реле 4 в первоначальное состояние.. Реле.4 откроет выходной ключ .45 усилителя 5 мощности и подключит двигатель 6 к источнику питания. В дальнейшем работа системы заключается в . попеременном подключении и отключении двигателя от источника питания, в ре- 50 зультате чего стабилизируется скорость вращения приводных роликов 13 °

Электродная проволока 14 по направляющей 15 подается в сварочную горелку 16, находящуюся в заданной зоне сварки иэделия.

1603349

Составитель Л. Цаллагова

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле

Редактор М.Келемеш

Заказ 3384 Тираж 648 Подписное

SHHHGH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 на выходе блока 25 вычитания сигнал равен нулю. Уменьшение сигнала постоянного тока на выходе частотного дискриминатора 20, поступающего на второй вход сумматора 2, приводит к умень5 шению суммарного напряжения на выходе сумматора 2. В результате этого скорость вращения двигателя 6 увеличивается и, соответственно, возрастают скорость вращения подающих роликов 13 и скорость вращения электродной проволоки 14.

При действии различных возмущающих воздействий (образование петель, изгибов) в направляющей образуются волны, перегибы электродной проволоки 14, что приводит к возрастанию сопротивления ее проталкиванию. Поэтому в определенные моменты скорость движения проволоки 14 на выходе направляющей 15 будет меньше скорости ее движения на входе в направляющую 15.

Скорость вращения ролика 21 также бу-. дет меньше скорости вращения ролика 1725

В результате этого на выходе блока 25 вычитания появляется сигнал, рассоглаI сования, который поступает на третий вход сумматора 2 и сум ируется с сигналами, поступающими.на первый и 30 второй входы сумматора 2. Суммарный сигнал на выходе сумматора 2 увеличивается, что приводит к уменьшению ско" рости вращения двигателя 6 и, соответственно, к уменьшению скорости движения электродной проволоки 14 при входе в направляющую 15. Уменьшение скорости позволяет уменьшить общую длину проволоки, находящейся в направляющем канале, уменьшить площадь ее контакта со стенками направляющего канала и, соответственно, уменьшить сопротивление ее проталкиванию.

Формула и з о б р е т е н и я

Система автоматического управления скоростью вращения электродвигателя механизма подачи электродной проволоки по авт.св. N 805269,,о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит последовательно соединенные измерительный ролик, вторые дополнительный тахогенератор, дополнительный формйрователь импульсов и частотный дискриминатор, а также блок вычитания, первый вход которого подключен к выходу второго частотного дискриминатора, второй вход — к выходу первого частотного дискриминатора, а выход — к третьему входу сумматора, причем измерительный ролик установлен. между выходом проволоки из направляющей и ее входом в сварочную горелку.