Устройство для автоматической сварки поверхностей произвольного профиля

 

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соц талксткиеских

Республик

< 627937

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22} ЗаЯвлено 14.02.74(21) 1996841/25-27 с присоединением заявки № 2126885/25-27 (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.78фюллетеиь №38 (45) Дата опубликования описания 29.08.78 (51} М. Кл.

В 23 К 9/10

Гвсударственньй квинтет

Свввта Инннстрва СССР вв данам нзвбрвтеннй и втнрмтнй (53) УДК 6Я1.791. ,75.03 (088.8) (72) Автор изобретения

В. ф. Трефилов (71) Заявитель

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

ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОИЗВОЛ6НОГО ПРОФИЛЯ

Изобретение относится к системам автоматической сварки поверхностей произвольного профиля, в которых осуществляется поворот горелки относительно изделия.

Известные системы содержат иривод вертикального перемещения, привод горизонтального перемещения, привод поворота горелки, первое устройство сравнения для. опредепения ошибки в стабилиэадии скорости сварки, второе устройство сравнения для определения ошибки в стабилиэапии напряжения на дуге и устройство формирования управляющих сигналов приводов 111 .

Однако для сохранения устойчивости системы во всем диапазоне свариваемых профилей требуется обеспечить идентичность характеристик приводов вертикального и горизонтального перемещений, что достигается введением достаточно сложных корректирующих устройств и является весьма сложной задачей при неидентичности параметров исходных приводов.

Бель изобретения — обеспечение устойчивости устройства во всем диапазоне углов наклона поверхностей прн неидентичных характеристиках приводов вертикального и горизонтального перем ещений.

В предлагаемом устройстве коэффициент передачи интегратора равен градиенту дуги. та На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматической сварки поверхностей произвольного профиля.

Устройство содержит объект регулирования - сварочную горелку 1, привод 2 ее вертикального перемещения, привод 3 ее горизонтального перемещения, привод 4 поворота горелки, блок 5 формирования сигнала вектора скорости, выпрямитель 6, блок сравнения 7, вьход

20 которого связан с интегратором 8, блок

9 формирования управляющих сигналов приводов, блок сравнения 10.

Работает устройство следующим образом. Сварочная горелка 1 перемещаетЗ ся по вертикали приводом 2, по горнэон3 6279 тали - приводом 3 и поворачивается приводом 4. Измеряются скорости Чу и Ч вертикального и горизонтального перемещений, и на выходе блока 5 формируется снгнал вектора скорости сварки

О =КМ, Sin(t+aL); с амплитудой, пропорциональной скорости сварки / ., и фазой, равной углу нас клона поверхности в точке сварки. Полученное напряжение выпрямляется l1 выпрямителем 6 и в блоке сравнения 7 сравнивается с напряженнем, пропорциональнъо(скорости сварки. Сигнал ошибки в скорости Е = о-Ч ц поступает на вход интегратора 8, с выхода lS которого напряжение поступает в блок 9 формирования управляющих сигналов приводов, куда одновременно подается сигнал ошибки (0 -P в напряг о женки на дуге с блока сравнения 10.

Кроме того, в блок 9 поступает сигнал, пропорциональный углу поворота горелки, с привода 4, С выхода блока о

9 сигнал ((сооо(.о (, seve< с dt >

6 о поступает на вход привода 2, сигнал

О en s(oce ° rscosS,J e „cie

is

Зля скоростей М (н 9 g справед ливы соотношения (в преобразованиях

Лапласа прн с(, 040 о о : — sinu, (v,-v, ));

А,)

- -cosa(v — 1 )) .

Р о о о у- уу Ю 1(у -и )cosa + до д о

v w,v - w,(-(vÄ- vs)sinu +

0o - L (а) + — о- сова, Уц — — ро- sill а, ч„; (5) k А у — — COSA V + е дa V = Ь (а) ЪЧСОЭа и, +

ky кв

0 p . о У Р о 1 О

+(1+в — Sin a )v+ w Sic a сора

Кб ° 2 k ь р о о р a o o x

= w cosa v + Sill a v - w Silva v>+ cosa ° 1 г wй

080 р 00 2 0 P 0

ЖЖ3 ky

0 О

° si5a у +(1+сОВ a — - -)v -мГ Silla v + — сова wч о р к з pic р о 2o

Характеристический определитель системы равен 50 п с(о

C0Sa0йП ар

1+сов а -

И СО$ао .4Ч Sin a (- -г сора, )

1+ W; — 0 sin a, t wocoSa,Silva, ky

- l+w Sin a +N -М-с0$0+ -йсоз a +Ау-Ф cps Ф О 2 Л 2

1 Р О 2 >P o ро 1 2 о

Уравнения (1) и (2) в преобразованиях Лапласа при ñ(=ñ :сопЯ примут о вид:

37 4 на вход привода 3, а сигнал М,с, QО о(,, ) на вход привода 4, который поворачйвает горелку до тех пор, пока не станет с(,,-4.= ЯО, т. е. пока горелка не установится по нормали к поверхности. П; и наличии ошибки в напряжении на дуге :(, илн в скорости сварки С „прнводь изменяют свои скорости такйм образом, чтобы свести этн ошнбк;(к нулю, Если коэффициент переда. чи интегратора выбрать равным Кg градиенту дуги, то устойчивость работы будет сохраняться во всем диапазоне углов наклона поверхности даже при неидентичных параметрах приводов верт кального и горизонтального перемещений, что видно иэ нижеследующего. Hsпряжение на дуге Ug. и скоросп сваркн Q связаны со скоростями 09 соотйошениями: о а а+ аХ(Y>CÎSa — V 51и а)д р {l)

VSina+ VxCoaa (2) Ч = $ llaOY„+ Cosa V . (6)Подставив значение Оу. из уравнения (5) в уравнения (3) и (4) и приведя уравнения (3) и (5) к типовому виду, получим

5 627937 6

2 2

+ — И Mf 8»П»2 C082à + WW 8i»» с» Созе W Si2» С» +

Р2 2 2 0 О В2 i 2 О 2 Р

+ — &is a р2 т 2 0

После преобразований найдем приводах вертикального 1л, и горизонтальноа 3(t+W» р ) (i>Wz+) > го » перемещений, т.е. устойчивость устт, е. характеристическйй определитель ройства не зависит от с(.g . Для сравн не зависит от угла наклона свариваемой ния приведен характеристический опрвповерхности б -р даже при неидентичных делитель для системы - прототипа

Ая

Q i+ — W W +W 81»т с +И С08 O +- (S с» + » 8>2» +2 3

2 Ля 2 2 р т 2 i a a e p s o

Формула изобретения е

Устройство для автоматической сварки поверхностей произвольного профиля, содержащее приводы горизонтального и вертикального перемещений горелки, привод поворота горелки, блок форми- зО рования управляюших сигналов этих

Составитель Г. Чайковский

Редактор Л. Жаворонкова Техред А. Алатьтрев

Корректор A. Гриценко

Заказ 5702/10 Тираж 1263 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 из которого явно видна зависимость устойчивости системы от угла ССо и необходимость обеспечения ЪМ Ъ»

15 для ликвидации атой зависимости.

Предложенное устройство позволяет повысить скорость сварки и производительность труда при автоматической сварке поверхностей произвольного профиля.

: приводов, блоки сравнения — выявления ошибок в скорости сварки и напряжении на дуге, интегратор в цепи сигнала ошибок в скорости сварки, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения устойчиьости устройства во всем диапазоне углов наклона поверхностей при неидентичных характеристиках приводов вертикального и горизонтального перемещений, коэффициент передачи интегратора равен градиенту дуги. источники информации, принятые eel внимание при экспертизе:

1. Трефилов В. Ф. и др. Система автоматической сварки швов на криволинейных поверхностях с проиэвольныч углом наклона профиля. - Сварочное производство, 1972,,N 8, с. 3-5.