Устройство для автоматической сварки изделий с переменным радиусом кривизны

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и >774848 (61) Дополнительное н авт. свид-ву (53)М. Кл з

В 23 К 9/10 (22) Заявлено 220279 (21) 2722601/25-27 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 301080, Бюллетень Мо40

Дата опубликования описания 301080 (5З) УДК 621. 791. .7N(088.З) (72) Авторы изобретения

Я.Б.Ландо, Е.М.Лапин и Л.E.Маштаков (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЯ

С ПЕРЕМЕННЕ1М РАДИУСОМ КРИВИЗНЫ

Изобретение относится к автоматизации процессов сварки и, в частности, к устройствам для сварки криволинейных швов, расположенных в вертикальной плоскости, осуществляющим авто- 5 матическую стабилизацию длины дуги, скорости сварки и угла наклона свариваемой поверхности в точке сварки.

Известно устройство (1).для сварки10 изделий с переменным радиусом кривизны, в котором для обеспечения устойчивости работы в зоне значений перемещений горелки, близких к нулевым, система автоматического управления 35 содержит датчик угла наклона свариваемой поверхности в точке сварки.

Однако введение такого датчика приводит к значительным трудностям 2Q конструктивного характера, возникающим в связи с ограниченностью зоны доступа вблизи сварочной горелки и сложностью измерения наклона поверхности в этой зоне, что ограничивает 25 воэможности применения укаэанного устройства.

Известно устройство L23 для автоматической сварки иэделий с переменным радиусом кривизны, осуществляющее стабилизацию длины дуги, скорости сварки и наклона свариваемой поверхности в горизонтальном положении, содержащее сварочную горелку с двигателями ее горизонтального и вертикального перемещений, двигатель вращения иэделия, схемы управления укаэанными двигателями с входящим в нее датчиком отклонения длины дуги, датчиками ско- ростей перемещений сварочной горелки, датчиками величин этих перемещений, датчиком скорости вращения изделия и усилителями электрических сигналов, входы которых связаны с перечисленными датчиками, а выходы — с якорными цепями двигателей.

Недостатком данного устройства является плохое качество стабилизации параметров сварки, связанное, в частности, с потерей устойчивости автоматической системы в зоне значений перемещений горелки, близких к . нулевым.

Целью изобретения является улучшение качества сварочного соединения путем повышения стабилизации длины дуги, скорости сварки и угла наклона свариваемОй поверхности.

Для достижения поставленной цели в устройство введены датчик угла раз774848 бО ворота свариваемого изделия, выполненный в виде синусно-косинусно вращающегося трансформатора, двигатель дополнительного поворота статора этого датчика и корректирующая цепочка, подключенная,к входу усилителя схемы управления длиной дуги, выход этого усилителя соединен с двигателем дополнительного поворота, а выходы датчика угла разворота изделия связаны с входами усилителей схем горизонтального и вертикального перемещений горелки и схем вращения изделий.

На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого устройства; на фиг.2 его функциональная схема.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит сварочную горелку 1 с двигателями 2 и 3 ее горизонтального и вертикального перемещений, двигатель

4 разворота свариваемого иэделия 5, тахогенератор 6, фиксирующий скорость горизонтального перемещения сварочной горелки, кинематически связанный с осью двигателя 2, а электрически— с входом усилителя 7, тахогенератор 8, фиксирующий скорость вертикального перемещения горелки, кинематически связанный с осью двигателя 3, ь электрически — с входом усилителя 9, тахогенератор 10, фиксирующий скорость разворота изделия, кинематически связанный с осью двигателя 4, а электрически — с потенциометрами

11 и 12, потенциометр 11, фиксирующий величину горизонтального перемещения сварочной горелки, кинематически связанный с осью двигателя 2, а электрически — с тахогенераторами 8 и 10, потенциометр 12, фиксирующий величину вертикального перемещения горелки, кинематически связанный с осью двигателя 3, а электрически — с тахогенераторами 6 и 10, двигатель

13 разворота статора поворотного трансформатора 14, вращающийся трансформатор 14, ротор которого.кинематически связан с осью двигателя 4, а статор — с осью двигателя 13. Электрически обмотки статора трансформатора 14 связаны с входами усилителей

7 и 9 и 15, датчиком 16 отклонения длины дуги, сигнал с которого пропорционален отклонению напряжения на дуге, усилителем 17 с. корректирующей

ЙО-цепочкой на входе, выход которого связан с якорной цепью двгиателя 13, а вход — c датчиком 16. Выход усилителя 7 связан с якорной цепью двигателя 2, а вход — c тахогенератором

6 и косинусной обмоткой статора.

Выход усилителя 9 связан с якорной цепью двигателя З,а вход — с тахогенератором 8 и синусной обмоткой статора. Выход усилителя 15 связан с якорной цепью двигателя 4, а вход с синусной обмоткой статора.

Принцип работы. устройства состоит в следующем.

При тслеживании криволинейной поверхности изделия постоянно формируется вектор скорости V, перемещения сварочной горелки 1 относительно контура изделия 5 (фиг.2), равный по модулю значению требуемой скорости сварки Ч и направленный под углом Р +, где

10 где Ь1 — отклонение длины дуги

Г от требуемого значения 1д, — угол поворота вектора

V относительно гори15 зонтали;

К„ и К вЂ” коэффициенты пропорциональности; — время обработки рассогласования; — угол поворота изделия.

Разворот вектора V на угол P производится для того, чтобы в процессе сварки отрабатывалось отклонение ь1 . При появлении отклонения

Я kR вектор V, начинает разворачиваться по часовой стрелке, сводя это отклонение к нулю.

Разворот вектора Я на угол ь производится с целью йсключения влияния разворота изделия на качество стабилизации длины дуги 1 ..

Производится разворот изделия со скоростью, пропорциональной величине угла о + Р, т.е. изделие всегда стре— мится развернуться так, что ы выпрлнялось соотношение Р + сс = О, т.е. чтобы вектор 7, был направлен горизонтально, или что то же, наклон контура в точке сварки был равен нулю.

46 Устройство работает следующим образом.

С пбмощью двигателя 2 отслеживается горизонтальная составляющая вектора скорости,,которая равна:3

= Х+ 8d.=V соЬ(Р+ Ы)

4ч

При этом на вход усилителя 13 поступает сигнал Е,Х=Ч со (Р с4)- jc-g где Х

- 5 — сигнал рассогласования по и зонтали А — carnal, н маемы горизо

У с тахогенератора 6;g — сигнал, формируемый с помощью потенциометра 12, связанного с осью двигателя 3 и тахогенератора 10; а сигнал,, С ().

; Сo5 ; + Û) снимается с косинусной обмотки статора поворотного трансформатора 14.

С помощью двигателя 3 отслеживается вертикальная составляющая вектора скорости 9, которая равна

= JJ Хо =Ч 5iп (Р с )

При этом на вход усилителя 7 поступает сигнал Е>--VoБin(+

774848 вертикали; у — сигнал, снимаемый с тахогенератора 8; Хсл — сигнал, формируемый с помощью потенциометра 11, связанного с осью двигателя 13 и тахогенератора 10; а сигнал Vzgin D vg) снимается с синусной обм -ки статора поворотного трансформатор- 14.

Разворот ротора поворотного трансформатора относительно статора на угол Р +с осуществляется двигателями 4 и 13, причем двигатель 4 разворачивает ротор трансформатора 14 на угол о<, а двигатель 13 разворачивает статор трансформатора 14 на угол Р . Сигнал с датчика 16 отклонения длины дуги Ь0, который пропорI ционален изменению напряжения на ду- 15 ге, поступает на вход усилителя 17, управляющего разворотом двигателя 13.

Благодаря включению на входе усилителя RC -цепочки угол Р разворота статора трансформтаора 14 пропорцио- що нален как отклонению так и интегралу от этого отклонения.

Необходимая скорость с арки задается изменением амплитуды напряжения

Чо, которое подается на роторную обмотку трансформатора 14.

Требуемая длина дуги задается изменением опорного сигнала Гд, поступающего на датчик 16.

С помощью двигателя 4 отслеживается поворот изделия, при этом сигнал с двигателя 4 Еь . = P + с, где F — сигнал рассогласования поворота изделия, стремятся свести к нулю.

Причем, поскольку значение (Р +ь!) поддерживается близким к нулю, :a 35 вход усилителя 15, управляющего двигателем 4, вместо сигнала 6о = Ф « с подается сигнал E. = 4o5in jÐ 4 -), при малых (9+с ) cin(<+X) =ф+ М, который снимается с синусной обмотки 40 статора трансформатора 14.

При этом изменение значения 70 компенсируется подачей на усилитель

15 сигнала 2/V

Предлагаемое устройство обеспечивает хорошее качество стабилизации длины дуги, скорости сварки и угла наклона свариваемого контура во всем диапазоне изменения координат горелки, что дает возможность широко применять его при автоматизации свароч50 ных процессов.

Формула изобретения

Устройство для автоматической сварки изделий с переменным радиусом кривизны, содержащее сварочную горелку с двигателями ее вертикального и горизонтального перемещений и двигатель вращения иэделия, схемы управления указанными двигателями и длиной дуги, в каждую из которых входят усилители электрических сигналов и соответственно датчики величин горизонтального и вертикального перемещений сварочной горелки и датчики скоростей этих перемещений, датчик скорости вращения изделий и датчик длины дуги, при этом выход датчика скорости вращения изделия связан с датчиками величин горизонтального и вертикального перемещений горелки, выход датчика величины горизонтального пере- . мещения горелки связан с датчиком скорости вертикального перемещения горелки, а выход датчика величины вертикального перемещения горелки связан с датчиком скорости горизонтального перемещения горелки, о т л и ч а ю щ е е о я тем, что, с цельк улучшения качества сварного соединения путем повышения стабилизации длины дуги, скорости сварки и угла наклона свариваемой поверхности в точке сварки, в него введены датчик угла разворота свариваемого изделия, выполненный в виде синусно-косинусно вращающегося трансформатора, двигатель дополнительного поворота статора этого датчика и корректирующая цепочка, подключенная к входу усилителя схемы управления длиной дуги, выход этого усилителя соединен с двигателем дополнительного поворота, а выходы датчика угла разворота изделия связаны с входами усилителей схем горизонтального и вертикальногс перемещений горелки и схемы вращения иэделий.

Нсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 432990, кл. В 23 К 9/10, 25.01.72.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 277151, кл. В 23 К 9/10, 03.04.69.

774848 аког. (.1

Рие. Я

ВНИИПИ Заказ 7615/18 Тираж 1160 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4