Автоматический регулятор расстояния от инструмента до поверхности изделия

 

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР РАССТОЯНИЯ ОТ ИНСТРУМЕНТА ДО ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ, содержащий высокочастотйый датчик в виде металлического витка, подключенного к блоку измерения и высокочастотному генераторуj отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем уменьшения пассивной зоны горизонтального перемещения датчика, последний имеет прямоугольную форму, вытянутую в сторону, перпендикулярную напр авле ни ю его движения, 2.Регулятор по п. 1, о т л ичающийся тем, что ширина витка датчика равна максимально допустимой ширине пассивной зоны. 3.Регулятор по пп. 1 и 2, о тличающийся тем, что отношение длин сторон витка датчика составляет от 5 до 10.

„„SU„„85 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3Я9 В 23 К 9 10 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2712920/25-27 (22) 04.01.79 (46) 30.11.83. Вюл. Р 44 (72) й. A. Резников и Л. М. Гугелев (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2122050, кл. В 23 К 9/10, 08.04.79.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 421452, кл. В 23 К 9/10, 03.12.71, (54)(57) 1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

РАССТОЯНИЯ OT ИНСТРУМЕНТА ДО ПОВЕРХНОСТИ ИЭДЕЛИЯ, содержащий высокочастотный датчик в виде металлического витка, подключенного к блоку измерения и высокочастотному генератору, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем уменьшения пассивной зоны горизонтального перемещения датчика, последний имеет прямоугольную форму, вытянутую в сторону, перпендикулярную направлению его движения, 2. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что ширина витка датчика равна максимально допустимой ширине пассивной зоны.

3. Регулятор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что отношение длин сторон витка датчика составляет от 5 до 10.

853894

25

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования, в частности к авторегуляторам расстояния от резака до металлической поверхности при газовой резке.

Известен авторегулятор расстояния от инструмента до поверхности изделия, в котором использован датчик, выполненный в виде металлического витка, подключенного к узлам измере- 10 ния, сравнения и генератору высокой частоты отрезком коаксиального кабеля с электрическим сопротивлением, значительно превышающим активное сопротивление упомянутого витка (1) Однако этот авторегулятор имеет тот недостаток, что при подходе металлического витка датчика к краю разрезаемого листа или к предыдущему резу наблюдается краевой эффект, выражающийся в резком опускании металлического витка датчика, движу щегося .впереди резака и соответственно резаков, вплоть до удара о разрезаемый металлический лист. Это связано с тем, что выход металлического витка датчика за край разрезаемого листа равносилен удалению этоro листа от металлического витка датчика, так как под частью его сечения пропадает (уходит) токопроводящая поверхность, а авторегулятор стремится обеспечить постоянство расстояния между металлическим витком и этой поверхностью.

Известны авторегуляторы расстояния от газового резака до металлической поверхности, в котором применен емкостной датчик расстояния, а также подобный авторегулятор с электроискоровым датчиком P)

Недостатками этих регуляторов является невысокая точность поддержания расстояния от инструмента до разрезаемого металлического листа вследствие сильного влияния на дат- 45 чик температуры, влажности и давления окружающего воздуха, состава и скорости истечения газа из резаков.

Их точность поддержания заданного расстояния не превышает 1,0-1,5 мм, 50 что не позволяет использовать эти авторегуляторы при многорезаковой (например, трехрезаковой) резке с одновременным образованием кромок под последующую сварку. Точное фор- 55 мирование кромок при газовой резке требует точности поддержания расстояния от резаков до разрезаемого листа порядка О,ЗЪ-0,5 мм.

При прохождении резаков через 60

I ранее выполненный реэ зона пассивного горизонтального перемещения, при кбтором отсутствует постоянная корректировка высоты резаков над токопроводящей поверхностью, увеличивается вдвое, пока металлйческий виток не сойдет с ранее выполненного реза.

При этом, поскольку разрезаемый металлический лист всегда имеет определенную кривизну поверхности, а при подходе резаков к краю листа или предыдущему резу эта кривизна вследствие тепловых деформаций увеличивается, в зоне пассивного горцзонтального перемещения резаков надежность авторегулятора, выражающаяся в стабильном обеспечении необходимости качества разреза (в том числе и одновременном образовании идентичных его кромок), будет невелика, поскольку в пассивной зоне, зависящей от диаметра металлического витка, не будет обеспечено постоянство расстояния от резаков до токопроводящей поверхности. Кроме этого, при малых скоростях движения металлического витка скорость изменения сигнала при надвигании металлического витка на край разрезаемого листа или предыдущего реза невелика, и пока сигнал разбаланса недостаточен для срабатывания порогового реле, происходит некоторое приближение резаков к разрезаемому листу, а к моменту отключения двигателя вертикального перемещения резаки будут к разрезаемому листу ближе требуемого расстояния,и всю i пассивную зону они пройдут с данной ошибкой, что также снижает надежность работы авторегулятора.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства путем уменьшения пассивной зоны горизонтального перемещения датчика.

Цель достигается за счет того, что датчик имеет прямоугольную форму, вытянутую в сторону, перпендикулярную направлению его движения, ширина витка датчика берется равной максимально допустимой ширине пассивной зоны, а отношение длин сторон витка датчика составляет от 5 до 10 °

Конструкция авторегулятора и взаимное расположение его отдельных элементов изображены на чертеже.

Высококачественный датчик авторегулятора образован металлическим витком 1 и коаксиальным кабелем 2, причем металлический виток 1 имеет прямоугольную форму, вятянутую в сторону, перпендикулярную направлению его движения, показанному стрелкой.

Коаксиальный кабель 2 датчика подключен к электрической схеме авторегулятора, при этом центральная жила коаксиального кабеля подключена к входу узла измерения 3. Выход узла измерения 3 соединен с входом узла сравнения 4, второй вход которого соединен с узлом задания 5.

Генератор б высокой частоты соединен

853894 с узлами измерения 3, сравнения 4 и задания 5. Выход узла сравнения соединен с входом усилителя 7. Вы-. ход усилителя 7 соединен с пороговым реле 8 и одним из концов его нормально замкнутого контакта 9. Второй

5 конец нормально замкнутого контакта

9 соединен с обмоткой двигателя 10.

Вал двигателя 10 связан с входным валом редуктора 11, выходной червяк которого перемещает рейку 12, жест ко связанную с основанием 13, на котором закреплены газовые резаки 14 . (два крайних повернуты на 90 ) и металлический виток 1 датчика вытянутой формы, расположенные над то- !5 копроводящей поверхностью 15 °

Работа авторегулятора осуществляется следующим образом.При включении питания на схему автоматического регулятора в зависи- 20 мости от сигнала узла задания 5 резаки 14 устанавливаются на определенном расстоянии от токопроводящей поверхности 15. При этом параметры датчика, включая металлический виток 1, обеспечивают такой выходной сигнал узла измерения 3, который при подаче его на вход узла сравнения 4, определяет нулевой сигнал на его выходе, т.е. на входе и выходе усилителя 7 сигнал равен нулю, и металлический виток 1 не имеет вертикального перемещения, а происходит лишь

f .их горизонтальное перемещение вдоль намеченного реза, показанное стрелкой (механизм горизонтального переме- 5 щения не показан).

При изменении расстояния от металлического витка 1 до токопроводящей поверхности 15 вследствие, например, 4О деформации разрезаемого листа изменяется индуктивность металлического . витка 1 и, следовательно, выходной сигнал узла измерения 3, узла сравнения 4, и на выходе усилителя 7. 45 появляется сигнал, недостаточный для срабатывания порогового реле 8, но вызывающий вращение двигателя 10, редуктора 11, перемещение рейки 12, основания 13 и вертикального переме- 50 щения резаков 14 и металлического витка 1 до получения нулевого сигнала с выхода узла сравнения 4 ° При этом расстояние между резаками 14 и токопроводящей поверхностью 15 у будет снова равно заданному, и резаки будут выполнять качественный рез с образованием требуемых кромок.

При подходе металлического витка

1 к краю разрезаемого листа происходит резкое изменение площади взаимодействия металлического витка 1 с токопроводящей поверхностью 15, поскольку металлический виток 1 находит (наплывает) на край листа одновременно всей своей стороной большей протяженности, т.е. изменение взаимодействия металлического витка 1 с токопроводящей поверхностью

15 происходит одновременно вдоль всего витка 1. Ввиду малой протяженности витка 1 в направлении его движения отключение вертикального перемещения резаков 14 происходит лишь в самый последний момент подхода резаков 14 к краю разрезаемого листа 15 и на всей остальной длине обеспечено автоматическое регулирование заданной высоты резаков 14 над токопроводящей поверхностью 15, чем будет достигнуто высокое качество реза при своевременном отключении вертикального перемещения резаков 14 при подходе к краю листа 15, исключая их удар о разрезаемый лист.

Таким образом будет обеспечена высокая надежность работы авторегулятора по всей .длине разрезаемого листа.

При прохождении резаков через ранее выполненный рез авторегулятор снова включится, как только весь узкий виток 14 "наплывет" на появившуюся снова под ним токопроводящую поверхность. Таким образом, в этом случае авторегулятор выключен лишь на две ширчны узкого витка 1 плюс ширина реза.

Расстояние между сторонами витка 1 больией протяженности не должно быть очень большим, чтобы уменьшить емкостную "параэитную" связь. Оно не дотвкно быть меньшим, чем диаметр материала витка 1 (если его делать иэ круглого сечения). Оптимальное отношение длин сторон витка 1 составляет от 5 до 10.

Наличие металлического витка предлагаемой конструкции позволяет обеспечить высокую надежность работы авторегулятора практически по всей длине разрезаемого листа, даже при деформации разрезаемого металлического листа вблизи его края, чем уменьшит количество брака, повысит производительность труда, полностью исключит аварийные ситуации, связанные с ударами резаков о разрезаемый металлический лист..