Устройство для автоматической сварки сложных поверхностей

 

О П И С А Н И Е,п) 548395

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.75 (21) 2131852/27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритст

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 04.04.77 (51) М Кч 2 В 23К 9/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.75.037 (088.8) (72) Авторы изоорстснпя

Вл. Ф. Трефилов и Вал. Ф. Трефилов

Горьковский политехнический институт им. А. А. Жданова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ

СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относит я к системам автоматической сварки сложных поверхностей, в которых осуществляется поворот горелки относительно изделия.

Известные системы (1) содержат сварочную горелку, приводы вертикального,,горизонтального перемещения и поворота горелки, элементы измерения скоростей вертикального и горизонтального перемещений горелки, модуляторы, включенные íа выходе элементов из- 10 меренпя скоростей, узлы сравнения напряжения дуги и скорости сварки с заданными знаieIiIIsriiii, устройство вы ьисления;1стинной скорости сварки, узел измерения угла поворота горелки в виде вращающегося трансформа- 15 тора, источник двух напряжений переменного тока с фазами, отличающимися на 90, фазовращатель, изменяющий фазу на 90, и демодуляторы на входах приводов вертикального и горизонтально" î пере.; ещений. 20

Для обеспечения сварки изделий произвольного профиля управ:1яющпе сигналы приводов вертикального п горизонтального перемещений содерзкат напряжения, пропорциональные как

omIIoKe no H3I11iiIженп10 IyI II, Tax ii ощпбке по 25 скорости сварки.

Однако пзвест.1ая система сложна и прп ее настройке треоус1ся Ооеспе пlть достаточно точно разность фаз опорных напряжений, равную 90, и форму, близкую к спнусоидальной 30 (c малым уровнем высших гармоник).

Целью изобретения является упрощение процесса настройки.

Поставленная цель достигается введен 1ем выполненных в виде модуляторов четыреx Ileреключателей знака, при этом первый и второй переключатели включены между выходом узла сравнения напряжения дуги и соотвсTcTвенно входамп приводов вертикального и горизонтального перемещений горелки, третий и четвертый Iiepei ;iio iaTeлп введены соответственно между входами упомянутых приводов горизонтального и вертикального перемещения и выходом узла сравнения скорости сварки, управляющие входы первого и четвертого переключателя подключены к выходу элемента измерения скорости горизонтального перемещения, а управляющие входы второго и третьего переклю пателя соединены с выходом элемента измерения скорости вертикального перемещения горелки.

На фпг. 1 изображена блок-схема устройства для автоматической сварки сложных поверхностей; на фиг. 2 — блок-схема выполнения переключателей знака в виде модуляторов.

Устройство содержит первый узел 1 сравнения, первый переключатель 2 знака, второй»ереключатель 3 знака, приводы вертикального

4 и горизонталь:1ог0 5 перемещений, сварочную головку 6. элемент 7 измерения скорости привода гор и зо11тальп огo перемещен пя, эл с548395 мент 8 измерения скорости приводы в ртикального перемещения, второй узел 9 сравнения, устройство 10 вычисления истинной скорости, третий переключатель 11 знака, четвертый переключатель 12 знака, модуляторы !Л ii !4, вращяющийс» трансформатор !о, tlpttttoä 6 поворота горелки. !

1я фиг. 2 переключатели знаков выполнены в виде модуляторов 17 — 20.

Работа устройства для автоматической сварки сложных поверхностей осуществляется следлощим образом.

С выхода первого узла 1 сравнения сигнал ошиоки в наиря>кение дуги Ед —— 0д — U„, через о первый 2 и второй 3 переключатели подается соответственно в приводы вертикального 4 и горизонтального 5 перемещений сварочной головки 6. Управляющий вход переключателя 2 связан с элементом 7 измерения скорости, измеряющим скорость привода 5. Управляющий вход переключателя 3 связан с элементом 8 измерения скорости, измеряющим скорость привода 4. Таким образом, на привод 4 подано напряжение Е-,4 — — E sig«t V,, на привод 5 — напряжение F,„ä= — Едsign V, С выхода второго узла 9 сравнения, один из входов которого соединен с выходом устройства 10 вычисления истинной скорости сварки по скоростям вертикального 1,. и горизонтального V, перемещений, сигнал ошибки скорости сварки E = Vo— — V, через третий 11 и четвертый 12 переключатели подается соответственно в приводы вертикального и горизонтального перемещений.

В результате на привод 4 подано напряжение

Е;,, =Е -sign V,-, на привод 5 — напряжение

Е =Е,,signU, В итоге на вход привода 4 в установившемся движении при сварке изделия с углом наклона поверхности а будет подано напряжение

Е, = Е„+Еч, = Е,signV +Evsign! ===-L; sign (cos >.) + Ev sign (siп .), так кяк V„V, cos ; V,,—. V,sinu

На входе привода 5 будет напря>кение

Еь Е» + ч E» sign у -+ Еч sign V — — Ед sign (siп 2) + Е. sign (со$2) Из полученных выражений для Е и Е видно, что при любых углах наклона свариваемой поверхности на входы приводов 4 и 5 подается сигнал ошибки на дуге Ед и сигнал ошибки на скорости сварки Е,- со знаками, которые определяются знаками синуса и косинуса угла а наклона поверхности. Это позволяет обеспечить работоспособность устройства автоматической сварки сложных поверхностей при любых углах наклона.

Формирование управляющего сигнала привода поворота горелки осуществляется с помощью модуляторов 13 и 14, преобразующих выходные напряжения элементов 7 и 8 измея !

О

00 ,, 1

OO

05 рения скоростей в синусоидальные напряжения с одинаковыми фазами. Выходы модуляторов !

3 и 14 связаны со статориыми обмотками вращающегося трансформатора 15. 11оскольку 00мотки в пространстве сдв нуты на 90", то вектор суммарного магнитного потока, образованного потоками статоров, проиорш опальными скоростями приводов V« ii V,, повернут на угол а, равный углу наклоня поверхности.

С роторной оомотки напряжение подается в привод 16 поворота горелки. Зто напр»>кение пропорционально cos(nt — u.), где а1 — угол наклона горелки, с которой связан ротор вращающегося трансформатора 15. В случае, когда а; — а=90", входной сигнал привода 16 равен нулю, привод останавливается.

Одним из вариантов выполнения переключателей знаков представлен на ф iã. 2, работа которого осуществляется следующиAI образом.

Ои«ибка в напряжении дуги Е, поступает иа модуляторы 17 и 18, ошибка в скорости сварки Е, — на модуляторы 19 и 20. Опорные напряжения иа модуляторы 17 и 20 поступают с модулятора 14, на модуляторы 18 и 19 — с модулятора 13.

Таким образом, фазы опорных напряжений модуляторов 17 — 20 изменяются на 180 при соответствующем изменении знаков скоростей

V, и V,-. A изменение фазы выходных напряжений модуляторов 17- — 20 соответствует изменению знаков сигналов E.,„, Е„, E... Е, В результате модуляторы 17 — 20 выполняют функции перек;иочателей 2, 3, 11, 12 знаков соответственно.

Г1редло>ке«1няя система автоматической сварки сложных поверхностей имеет преимущество по сравненшо с известной, так как является более простой по устройству и в наладке.

Формула изобретения

Устройство для автоматической сварки сложных поверхностей, содержа«цее сварочную горелку, приводы вертикального, горизонтального перемещения и поворота горелки, элементы измерения скоростей вертикального и горизонтального перемещений горелки, модуляторы, включенные на выходе элементов измерения скоростей, узлы сравнения напряжения дуги и скорости сварки с заданными значениями, устройство вычисления истинной скорости сварки и узел измерения угла поворота горелки, выполненный в виде вращающегося трансформатора, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения процесса настройки, в него введены выполненные в виде модуляторов четыре переключателя знака, при этом первый и второй переключатели включены между выходом узла сравнения напряжения дуги и соответственно входами приводов вертикального и горизонтального перемещений горелки, третий и четвертый переключатели введены соответственно между входами упомянутых приводов горизонтального и вертикального перемещения

548395

Фиг,2

Сост:. пи гель В. Колесниченко

Редактор Н. Суханова Техред И. Карандашова Корректор Т. Добровольская

Заказ 438/18 Изд. К 262 Тираж )229 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрегешш и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 и выходом узла сравнения скорости сварки, управляющие входы первого и четвертого переключателя подключены к выходу элемента измерения скорости горизонтального перемещения, а управляющие входы второго и третьего переключателя соединены с выходом элемента измерения скорости вертикального перемещения горелки.

Источники информации, принятые оо внимание прп экспертизе

1. Трефилова В. Ф., Сорокина В. А., Ежова Е. К. и Лаптенка В. Д. Система автоматической сварки 1ивов на криволинейных поверхностях с произвольным углом наклона профиля. — <сСварочное производство», 1972, № 8.