Устройство для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов

 

(и) 55И88

ОЙИСАЙЙЕ

ЙЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.75 (21) 2141177/27 (51) М. Кл е В 23 К 9/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 30.06.77

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений. и открытий (53) УДК 621.791.75 (088.8) (72) Авторы изобретения И. И. Красильщиков, Ю. М. Передрей, Р. Н. Фридман и Е. А. Андронов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ СВАРОЧНОЙ ГОРЕЛКИ

ПРИ СВАРКЕ НЕЗАМКНУТЫХ ШВОВ

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к устройствам для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов.

Известно устройство для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов, содержащее привод слежения и два струйных датчика, закрепленные на сварочной горелке и функционально связанные с приводом слежения при помощи блока управления.

Цель изобретения — обеспечение возможности слежения по стыку без разделки кромок и автоматизации процесса установки сварочной горелки в исходное положение и окончание процесса сварки.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов введены два дополнительных струйных датчика, блоки поиска стыка и окончания процесса сварки и пороговые элементы основных и дополнительных датчиков, при этом выходы пороговых элементов основных струйных датчиков соединены с входами блоков управления приводом слежения, поиска стыка и окончания процесса сварки, а выходы пороговых элементов дополнительных датчиков соединены с вторыми входами блоков окончания процесса сварки и управления приводом слежения.

Блок поиска стыка может содержать элемент «Память» и два элемента ИЛИ, при этом входы одного из элементов ИЛИ должны быть соединены с выходами пороговых элементов основных датчиков, его выход соединен с входами элемента «Память» и другого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом элемента «Память».

10 Блок управления приводом слежения целесообразнее выполнить из двух элементов

НŠ— ИЛИ и ячейки «неравнозначности», при этом входы элементов ИЛИ вЂ” HE должны быть соединены с выходами пороговых элементов основных датчиков и элемента «Неравнозначность», входы которого соединены с выходами пороговых элементов дополнительных датчиков.

Блок окончания процесса сварки может

20 быть выполнен в виде элемента НŠ— ИЛИ, входы которого должны быть соединены с прямыми выходами всех пороговых элементов.

Дополнительные струйные датчики могут

25 жестко связаны с соответсгвующими основными струйными датчиками и расположены с ними по одну сторону свариваемого стыка в плоскости, перпендикулярной к этому стыку, при этом обе пары основных и дополни30 тельных датчиков должны быть расположе559788 ны в параллельных плоскостях по разные стороны от сварочной горелки.

Целесообразнее для стабилизации расстояния от струйных датчиков до свариваемой поверхности последние шарнирно связать со сварочной горелкой при помощи поворотных в вертикальной плоскости рычагов, снабженных в зоне крепления струйных датчиков опорами качения.

Для обеспечения возможности наладки струйных датчиков для поверхностей различного профиля и различной ширины разделки шарнирное соединение поворотных в вертикальной плоскости рычагов со сварочной горелкой может быть выполнено в виде круглой зубчатой рейки, закрепленной перпендикулярно к сваривавмому стыку на сварочной горелке, и находящихся в зацеплении с ней шестерен, размещенных в расточках рычагов, при этом параллельно рейке должен быть расположен жестко соединенный со сварочной горелкой и охватываемый вырезами рычагов упорный стержень, кинематически связанный с поджимными к рычагам ползунами.

Для регулирования угла поворота рычагов в вертикальной плоскости в их вырезах со стороны, противоположной подпружиненным ползунам, могут быть размещены винтовые упоры.

На фнг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фнг. 2 — разрез по Л вЂ” Л на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — вид по стрелке В на фиг. 3; на фиг. 5 — блок-схема управления; на фиг. 6 — принципиальная схема управления, Устройство включает горелку 1, на которой жестко закреплен кронштейн 2. С этим кронштейном жестко соединена круглая зубчатая рейка 3 и упорный стержень 4. На круглой рейке 3 подвижно посажены рычаги 5 и 6, в расточках которых размещены шестерни 7, находящиеся в зацеплении с рейкой 3. На концах валов этих шестерен закреплены рукоятки 8 и 9, фиксируемые винтами 10 и 11.

Прорези 12 и 13 рычагов 5 и 6 охватывают упорный стержень 4, с которым взаимодействуют ползуны 14, поджатые пружинами 15.

С противоположной этим ползун ам стороны стержня 4 расположены регулируемые винтовые упоры 16. На концах рычагов 5 и 6 жестко закреплены соответственно основные 17 и

18 и дополнительные 19 и 20 струйные датчики.

При этом пары датчиков 17 — 19 и 18 — 20 расположены в плоскостях, перпендикулярных к оси свариваемого стыка, и датчики 17—

19 находятся по ходу сварки впереди датчиков 18 — 20. В :непосредственной близости от датчиков на концах рычагов 5 и 6 размещены опоры качения, допускающие горизонтальное перемещение в двух взаимно перпендикулярных направлениях, например ролики

21 и 22 рояльного типа. Сварочная горелка 1

4 жестко соединена ползуном 23 привода слежения 24.

Выходы основных датчиков 17 и 18 соединены с входом блока пороговых элементов 25, а выходы дополнительных датчиков 19 и 20 соединены с входом блока 26 пороговых элементов. Выход блока пороговых элементов 25 соединен с блоком 27 поиска стыка, блоком 28 управления приводом слежения 25 и блоком

29 окончания процесса сварки.

Выход блока 26 пороговых элементов соединен с вторыми входами блока 28 управления приводом слежения 24 и блока 29 окончания процесса сварки. Выход блока 27 поиска стыка соединен с входом привода 30 установочных перемещений, Блок 25 пороговых элементов состоит из двух элементов 31 и 32 ИЛИ вЂ” НЕ/ИЛИ, на входе которых через регулируемые дроссели

33, служащие для регулирования порога срабатывания элементов, подключены основные датчики 17 и 18. Блок 26 пороговых элементов состоит нз двух элементов 34 ИЛИ, на выходе которых через регулируемые дросселн

35 подключены дополнительные датчики 19 и 20.

Блок 27 поиска стыка состоит из двух элементов 36 и 37 ИЛИ и одного элемента 38

«Память». Вход а элемента 36 соединен с инверсным выходом а элемента 31, а вход о элемента 36 — с инверсным выходом а элемента 32. Выход элемента 36 соединен с входами элементов 38 и 37. Вход б элемента 37 соединен с выходом элемента 38. Блок 28 управления приводом слежения состоит из одного элемента 39 «неравнозначность» и двух элементов 40 tt 41 НЕ/ИЛИ.

Входы а элементов 40 и 41 соединены с выходами а элементов 31 и 32. Входы б элементов 40 и 41 соединены с выходом элемента 39.

Вход в элемента 40 соединен с выходом б элемента 32, а вход в элемента 41 — с выходом б элемента 31. Входы элемента 29 соединены с выходами элементов 34. Выходы элементов 40 н 41 соединены с входами привода слежения 24. Блок 29 окончания процесса сварки состоит нз одного четырехходового элемента 42 НЕ/ИЛИ, входы а которого соединены с выходами пороговых элементов 34, а входы б — с выходами б элементов 31 и 32.

В конце свариваемого стыка 43 установлена выходная планка 44. Кроме того, выход элемента 37 через переключатель 45 соединен с входами привода 30 установочных перемещений.

Перед началом работы производят наладку устройства, заключающуюся в том, что рукоятками 8 и 9 вращают шестерни 7, передвигая тем самым рычаги 5 и 6 по круглой зубчатой рейке 3, и устанавливают в заданное положение датчики 17 и 18 относительно сварочной горелки 1 в зависимости от размеров и формы разделки стыка 43, после чего производят фиксацию винтами 10 и 11. После установки свариваемого изделия на позицию

559788

5 сварки сварочную горелку 1 ориентировочно приводом 30 подводят и устанавливают в районе стыка 13 так, что ролики 21 и 22 оказываются расположенными по разные стороны этого стыка. При этом ролики 21 и 22 опираются на свариваемое изделие. При включении схемы управления элемент «Память»38 сигналом с устанавливается в исходное положение. Для точной установки горелки 1 относительно стыка 43 включает схему поиска стыка путем подачи сигнала И. При этом выходной сигнал элемента 38 включает элемент

37 по входу б. В зависимости от расположения горелки 1 слева или справа от стыка 43 включают переключатель 45, устанавливая его для работы в режиме «Вправо» или «Влево». При перемещении уст1ройства приводом

30 один из датчиков 17 или 18 окажется над стыком 43. Давление на выходе датчика падает. При этом пороговый элемент 31 или 32 выключается и на его инверсном выходе а (выход НЕ/ИЛИ) появляется сигнал «1», который включает элемент 36 по входу а или 6.

Выходной сигнал элемента 36 включает элемент «Память» 38 по входу а и поддерживает элемент 37 по входу а во включенном состоянии. При достижении горелкой 1 требуемого положения относительно стыка 43 оба датчика 17 и 18 расположены над кромками стыка 43. Прп этом па их выходах давление повышается, переключая пороговые элементы 31 и 32 на выходе б.

Элемент 36 выключается. На выходе элемента 37 сигналы будут отсутствовать, и привод 30 выключается, прекращая поиск стыка. Переключатель 45 ставят в среднее положение и включают схему слежения по стыку. Одновременно включают процесс сварки, т. е. перемещение горелки 1 вдоль стыка

43, подачу сварочной проволоки и подачу защитного газа или флюса и сварочного тока.

В процессе сварки, если горелка 1 находится в требуемом положении относительно стыка

43, все датчики 17, 18, 19, 20 находятся над поверхностью свариваемой детали. Пороговые элементы 31, 32, 34 находятся во включенном состоянии. На входах элемента 39 «неравнозначность» будут сигналы «1», а на его выходе сигнал «О», т. е. запрет с элементов 40 и 41 снят по входам б. На входах а элементов

40 и 41, связанных с выходами а элементов

31 и 32, будут сигналы «О».

На входах в элементов 40 и 41, связанных с выходами б элементов 31 и 32, будут сигналы «1».

Следовательно, элементы 40 и 41 будут включены, и привод 24 слежения по стыку будет находиться в нейтральном положении.

На всех входах элемента 42 будут сигналы

«1», и команда «Стоп» выдаваться не будет.

При отклонении горелки I, например влево, (см. фиг. 4) давлен11е па выходе датчика 18 падает. При этом пороговый элемент 32 выключается, и на его выходе а появляется сигнал «1», а на выходе б — сигнал «О». На вы20

25 зо

6 ходе а элемента 42 появляется блокирующий сигнал «1», а на выходе в элемента 40 блокирующий сигнал снимается, т. е. на всех входах элемента 40 будут сигналы «0», и этот элемент включается, выдавая команду на привод 24, который перемещает горелку 1 вправо до тех пор, пока на выходе датчика

18 не повысится давление до заданного уровня. При этом пороговый элемент 32 включается, на выходе его а появится сигнал «О», а на выходе б — сигнал «1». На входе в элемента 40 появляется при этом блокирующий сигнал «1», который выключает элемент 40, а следовательно, и привод 24 слежения.

Прп отклонении горелки 1 вправо срабатывает датчик 17, и отработка сигналов на привод слежения 24 происходит аналогично описанному выше.

Прп подходе сварочной горелки 1 к концу стыка 43 датчики 17 н 19 выходят на щель между выходной планкой 44 и краем свариваемой детали. При этом давление на выходах этих датчиков падает, и элементы 31 и 34 выключаются. На входе а элемента 39 появляется сигнал «О», а на его входе б сохраняется сигнал «1». Следовательно, на выходе элемента 39 появится сигнал «1», который заблокирует элементы 40 и 41 по входам б. При этом отработки сигнала датчика 17 приводом слежения 24 не происходит, и горелка 1 продолжает движение вдоль стыка в прежнем направлении, т. е. на время прохождения датчиком 17 щели между выходной планкой 44 и краем сварпваемой детали привод слежения 24 выключается. Прп дальнейшем двп женин эту же щель проходят датчики 18 и

20. Схема в этом случае работает аналогично описанному вьппе. Таким образом, наличие датчиков 19 и 20 позволяет исключить увод сварочной ropeäêè в сторону от нормального направления движения прп прохождении датчиками 17 и 18 вышеуказанной щели. Это же позволяет обеспечить доварку стыка 43 до конца в автоматическом режиме.

После выхода сварочной горелки на концевую планку 44 сначала датчики 17 и 19, а затем датчики 18 и 20 выходят за пределы планки 44. Давление на входах всех датчиков падает, пороговые элементы 31, 32, 34 выключаются и на выходах а и о элемента 42 будут сигналы «О».

При этом элемент 42 включается, выдавая сигнал «Стоп» на выключение процесса сварки, т. е. на выключение всех агрегатов сварочной установки. В продолжении всего процесса сварки ролики 21 и 22 катятся по сварпваемой детали и прижимаются к ней за счет собственного веса роликов 21 и 22, рычагов 5 и 6, а также за счет усилий пру>1 1111

15. Есл11 стык 43 собран под сварку с превышением одной кромки 11ад другой, то рычаги

5 и 6, поворачиваясь вокруг рейки 3, компенсируют это превышение, что позволяет covpaнить постоянной величину зазора между дат559788 чиками и поверхностью свариваемой детали, т. е. исключить вредное влияние превышения кромок друг над другом на процесс слежения по стьчку. Регулировочные винты 16 ограничивают поворот рычагоB 5 и б вокруг рейки 3 в случае прекращения контакта роликов 21 и 22 с поверхностью свариваемой детали, т. е. в момент окончания процесса сварки и при,нахождении установки в пер а бочем положении.

Формула изобретения

1. Устройство для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов, содержащее привод слежения и два струйных датчика, закрепленные,на сварочной горелке и функционально связанные с приводом слежения при помощи блока управления, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности слежения по стыку без разделки кромок и автоматизации процесса установки сварочной горелки в исходное положение и окончания процесса сва рки, в него введены два дополнительных, струйных датчика, блоки поиска стыка и окончания процесса сварки и пороговые элементы основных и дополнительных датчиков, .при этом выходы пороговых элементов основных струйных датчиков соединены с,входами блоков управления приводом слежения, поиска стыка и окончания процесса сварки, а выходы пороговых элементов дополнительных датчиков соединены с вторыми входами блоков окончания процесса сварки и управления п риводом слежения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок поиска стыка содержит элемент

«Память» и два элемента ИЛИ, при этом входы одного из элементов ИЛИ соединены с выходами пороговых элементов основных датчиков, его выход соединен с входами элемента «Память» и другого элемента ИЛИ, второй вход которого соед|инен с инверсным BbIходом элемента «Память».

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления приводом слежения выполнен из двух элементов НŠ— ИЛИ и ячейки «неравнозначности», при этом входы элементов ИЛИ вЂ” НЕ соединены с выходами

45 пороговых элементов основных датчиков и элемента «неравнозначность», входы,которого соединены с выходами пороговых элементов дополнительных датчиков.

4. Устройство по и. 1, отл ича ющееся тем, что блок окончания процесса сварки выполнен в виде элемента НŠ— ИЛИ, входы которого соединены с прямыми выходами всех пороговых элементов.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительные струйные датчики жестко связаны с соответствующими основными струйными датчиками и расположены с ними по одну сторону свариваемого стыка в плоскости, перпендикулярной к этому стыку, при этом обе пары основных н дополнительных датчиков расположены в параллельных плоскостях по разные стороны от сварочной горелки.

6. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что, с целью стабилизации расстояния от струйных датчиков до свариваемой поверхности, последние шарнирно связаны со сварочной горелкой при .помощи поворотных в вертикальной плоскости рычагов, снабженных в зоне крепления струйных датчнко в опор ам и к ач ения.

7. Устройство по пп. 1, 5 и 6, о тл ич а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения наладки струйных датчиков для поверхностей различного профиля и различной ширины разделки, шарнирное соединение поворотных в вертикальной плоскости рычагов со сварочной горелкой выполнено в в иде круглой зубчатой рейки, закрепленной перпендикулярно к свариваемому стыку на сварочной горелке, и находящихся .в зацеплении с ней шестерен, размещенных в расточках рычагов, при этом параллельно рейке расположен жестко соединенный со сварочной горелкой и охватываемый вырезами рычагов упорный стержень, кинематически связанный с поджимными к рычагам ползунами.

8. Устройство по пп. 1, 4 — б и 7, отличаю щ е е с я тем, что, с целью регулирования угла поворота рычагов в вертикальной плоскости, в вырезах рычагов со стороны, противоположной подпружиненным ползунам, разме. щены винтовые упоры.

559788

Рыг, б

Составитель В. Колесниченко

Техред А. Камышннкова

Редактор О. Юркова

Корректор Л. Брахннна

Типография, пр. Сапунова, 2

Закал 1455/5 1lзд. N 48I Тир<»к 120 Под»испо.

Ilf ll f1 ll1l1 (осударствс>иного к<>мит< та (.<»><. <"и Мини< тр<и> (.(.(.Р ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рати><.кая наб., д. 4/5