Комбинированный электромагнитныйдатчик

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< п821091

К. АВ7ОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22) Заявлено 18.10. 78 (21) 2673650/25- 27 с присоединением заявки ¹ . (23) Приоритет—

Опубликовано 15,0481, Бюллетень N9 14

Дата опубликования описания 17,04.81 (51)М. Клз

В 23 К 9/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621 791.75(088.8) Л. Г. Чацкис, Н. Н. Сакало, В. А. Тимченко, E. Ф. Маличенко, A. М. Билык н В. A. Жуков (72) Авторы изобретения (54) КОМБИНИРОВАННЫЙ 3JIEKTPONAI HHTHbIA ДАТЧИК

Изобретение относится к оборудованию для сварки металлов и может быть использовано в устройствах автоматического управления положением сварочного инструмента при сварке прямошовных и спиральношовных труб, полотнищ, карт и других аналогичных изделий, в частности к электромагнитн .Цатчикам положения стыка ис- 1 пользуемым для обнаружения технологических прихваток, определения начала и конца свариваемого изделия и т.д.

Известно устройство для регулирования положения электрода относи-. тельно сварного шва, в котором для f5 устранения влияния прихваток íà процесс регулирования используется реле, срабатывающее при увеличении сигнала датчика установленной величины и выключающего усилитель $1) . 26

Однако вследствие случайной формы прихватки усилитель может не "распознать" ее при случайных резких отклонениях в траектории движения сварочного.аппарата также возможны резкие увеличения сигналов датчика, и усилитель при этом будет отключаться, вместо того, чтобы отработать сигнал рассогласования. Кроме того, в устройстве не предусмотрено обна 30 ружение начала и конца свариваемого изделия, что усложняет обслуживание устройства.

Известен также бесконтактный комбинированный дифференциальный .датчик, предназначенный для направления электрода по стыку и для определения края свариваемого изделия (2 .

Однако высота установки этого датчика над поверхностью изделия со- ставляет 2-4 мм. В случае наличия протеков металла или технологических прихваток, высота которых больше

4 мм, такой датчик не может быть использован. Кроме того, такой датчик не обнаруживает прихваток вообще, а для направления электрода по стыку с учетом компенсации превышения кромок, а также для обнаружения края свариваемого изделия, в конструкции датчика используются 8 обмоток, 2 маг" нитопровода и одна экранирующая пластина, что усложняет изготовление и настройку такого датчика.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена дополнительная подвижная измерительная, катушка, 821091 причем питающая катушка и дополнительная подвижная измерительная катушка расположены в параллельных, плоскостях со смещением торцовых поверхностей одной катушки относитель,но другой, а измерительная катушка расположена внутри питающей катушки ,и в плоскости симметрии питающей и дополнительной измерительной катучек.

Такой датчик позволяет определять . край свариваемого изделия, отключать следящую систему в момент схода дат.чика с изделия на время, необходимое для окончания сварки изделия сварочной головкой, установленной сзади датчика на некотором расстоянии, включать следящую систему, осущест- 1 влять процесс поиска стыка перед сваркой после подачи изделия на сварочный стан, обнаруживать технологическую прйхватку и отключать следящую систему при наличии прихватки под дат-2 чиком.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 — условная схема распределения магнитных полей тока в питающей катушке и вихревых токов на поверхности стыкуемого изделия.

Обмотка питающей катушки 1 намотана на каркас 2, обмотка измерительной катушки 3 на каркас 4, а обмотка

1 дополнительной измерительной катушки 5 — на каркас 6. Все каркасы 2, 4 и б выполнены из электроизоляционного материала. Плоскости обмоток катушек параллельны боковым плоскостям каркасов. В каркасе 2 имеется паз . для установки каркаса 4 с обмоткой 3. З

Каркасы 2, 4 и б жестко закреплены на основании 7, выполненном из электроизоляционного материала. При заi:ðåïëåíèè датчика на корректоре плоскости обмотки питающей катушки 1 и дополнительной измерительной катушки 3 параллельна стыку 9. При этом датчик устанавливается на определенной высоте над поверхностью 8 свариваемого изделия.

Питающая катушка 1 электрически соединена с генератором синусоидального напряжения, измерительная катушка 3 соединена с блоком управления приводом корректировочного перемещения сварочного аппарата, а до5 полнительная измерительная катушка 5 соединена с пороговыми устройствами обнаружения металла и прихватки.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии контролируемого металла магнитные силовые линии 10, возбуждаемые током 11 в питающей катушке 1 не пересекают измерительную катушку 3, а катушку 5 устанавливают и закрепляют так, чтобы число магнитных силовых линий 10, пересекающих сечение катушки 5 сверху вниз было бы равно числу линий, пересекающих ее снизу вверх. При такой установке взаимная индуктивность между питающей катушкой 1 и дополнительной измерительной катушкой 5 равна нулю. Следовательно, в витках измерительной катушки 5 не наводится ЭДС.

Отсутствие наводимой в катушке 5

ЭДС служит для порового устройства обнаружения металла информацией о том, что под датчиком нет металла, и следящая система отключена. В измерительной катушке 3 также не наводится ЭДС.

Когда свариваемое изделие задается на сварочный стан на поверхности 8 иэделия под действием магнитных силовых линий 10, вызываемых то5 ком 11 в питающей катушке 1, наводятся вихревые токи 12. Магнитные силовые линии 13, вызванные действием вихревых токов 12, накладываются на магнитное поле, образованное током в питающей катушке, изображенное в виде силовых линий 10, и видоизменяют его так, что в обмотке измерительной катушки 5 наводится ЭДС. Порог срабатывания устройства обнаружения металла установлен так, чтобы устройство выдало сигнал о наличии металла и включило следящую систему.

После этого осуществляется поиск стыка.

Магнитные силовые линии 13, вызываемые вихревыми токами 12 на обеих стыкуемых частях изделия пересекают витки измерительной катушки 3 в противоположных направлениях и наводят в ней ЭДС, величина и фаза которой определяют соответственно величину и направление смещения датчика со стыка. Когда датчик расположен симмет. рично относительно стыка 9, тогда число магнитных силовых линий, переР секающих катушку 3 в двух противоположных направлениях, одинаково, т.е. в витках катушки 3 не индуктируется ЭДС.

Для устранения влияния превышеНИЯ KPOMOK HB ТОЧНОСТЬ ПОИСКИ СТЫКИ можно использовать уже известные способы, например фазовый способ отстройки от сигнала, вызванного превышением кромок. Корректор, а вместе с ним датчик и сварочный инструмент, будет перемещаться в сторону уменьшения сигнала рассогласования до тех пор, пока датчик не установится симметрично относительно стыка 9. При этом сигнал рассогласования, снимае55 мый с катушки 3, равен О.

После этого включают сварку. В процессе сварки при относительном смещении датчика со стыка, в катушке 3 наводится ЭДС рассогласования щ и производится отработка этого сигнала рассогласования, как и при поиске стыка.

Если в процессе сварки технологическая прихватка поступает под датчик, то это приводит к уменьшению

821091 расстояния между датчиком и поверхностью 8 иэделия. А уменьшение расстояния сопровождается еще большим искажением магнитного поля питающей катушки 1 магнитным полем вихревых токов 12, и, следовательно, в катушке 5 резко увеличится наводимая ЭДС.

Порог срабатывания устройства обнаружения прихватки установлен так, чтобы при наличии прихватки отключить следящую систему.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый датчик позволяет обнаруживать технологическую прихватку, обладает более простой конструкцией., устанавливается выше над поверхностью свариваемого изделия, обладает повышенной надежностью работы.

Формула изобретения

Комбинированный электромагнитный датчик, "содержащий питающую и измерительную катушки, намотанные на разные изоляционные каркасы и установленные на общем изоляционном основа-. нии, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и упрощения конструкции, в устройство введена дополнительная подвижная измерительная катушка, при этом питающая катушка и дополнительная подвижная измерительная катушка расположены в параллельных плоскостях со смещением торцовых поверхностей одной катушки относительно другой, а измерительная катушка расположена внутри питающей катушки и,в плоскости симметрии пи15 тающей и дополнительной измеритель-ной катушек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 141233, кл. В 23 К 9/io, 21.03.60.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 454974, кл. В 23 К 9/10, 15 ° 11.71.

821091

4 иа Г

Составитель JI. Глаголева

Ре акто A. На сков Тех е Пека ь Ко екто Г. Наза ова Гаказ 669/21 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4