SU1433675A1 - Датчик положени стыка свариваемых кромок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к оборудованию автоматизации сварочного производсг на, и м.б. использовано в системах автоматического наведени  электрода на линию сопр жени  стыкуемых кромок при сварке изделий. Цель изобретени  - повьшение точности определени  положени  стыка. Датчик содержит управл емый автогенератор, тактовый генератор, амплитудный детектор, инверторы и 1К-триггеры. При смещении датчика относительно линии сопр жени  стыкуемых кромок на его выходах скачком формируютс  управл ющие сигналы , значение которых определ етс  только направлением отклонени  и не зависит от рассто ни  до издели  или свойств свариваемого материала. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к оборудованию автоматизации сварочного производства , а именно к датчикам положени , и может быть использовано в системах автоматического наведени  электрода на линию сопр жени  стыкуемых кромок при сварке изделий или |1ри контроле,

: Цель изобретени  - повышение точ- Йости определени  положени  стыка |за счет снижени  чувствительности к вменению рассто ни  между датчиком 1и изделием и к изменению зпектрофи™ ических свойств издели ,. I На фиг„1 представлена структурна  рхема датчика положени J на фиг,2 - |эпюры напр жений на вьшода;х различ- йых функциональных узлов датчика, Датчик положени  состоит из управл емого автогенератора l замкнутый электрическг-й контур которого образуют фазовращатель 2, манипул тор 3 резонансный уснпитель 4, пер- ричный измерительный преобразователь 5 с питающей 6 и измерительной 7 обмотками . Параллельно питающей обмот- ;Ке 6 должен быть включен, конденсатор образ тощий резонансный контурj  вл ющийс  нагрузкой усилител  4, Кро- ;ме автогенератора 1 в датчик вход т тактовьй генератор 8, амплитудный детектор 9s инверторы 10 и 11, пер- вый 12 и второй 13 1К-триггеры„ Так- товьй генератор 8 соединен с манипул тором 3 фазЫр тактовым входом пер- вого 1К- триггера 12 и через инвертор 11 - с тактовым входом второго 1К-триггера 13,

Амплитудный детектор 9 своим входом подключен к резонансному усилителю 4, а выходом - К 1-входам и через инвертор 10 - к К входам обоих триггеров 12 и 13.

В качестве первичного измерительного преобразовател  5 MOJSBT быть использовано лзобое из устройстВр в котором направление относительного смещени  стыка и электрической оси этого устрО йства определ ет изменение на 180° фазы выходного напр жени  j а при отсутствии контролируемого издели  а.шлитуда вых.одного сигнала равна нулюо

Датчик положени  работает следующим образоМо

При з становке первичного измерительного преобразова ;гел  5 С11мметрт1ч но на,п, кромками издели  14 (фиг.2)

0

5

5

0

5

5

0

или при отсутствии издели  в управл емом автогенераторе 1 отсутствуют автоколебани . Это св зано с там, что в замкнутой цепи из фазовращател  2, манипул тора 3 фазы, усилител  4 и первичного измерительного преобразовател  5 отсутствуют услови  их возникновени , а именно, коэффициент передачи преобразовател  5 равен нулю.

По питающей обмотке 6 протекает переменньш ток, но в измерительной обмотке 7 ЗДС не наводитс , В автогенераторе 1 не вьтолн етс  условие баланса амплитуд и автогенераци  не

возникает.

При смещении преобразовател  6 относительно оси стыкуемых кромок в любую из сторон коэффициент передачи преобразовател  5 становитс  больше нул . Физически это означает, что в измерительной обмотке 7 наводитс  ЭДС, амплитуда которой определ етс  величиной смещени , а фаза - направлением смещени . Пройд  через фазовращатель 2, которьй настроен так, чтобы в автогенераторе 1 вьшол- н лось условие баланса фаз, напр жение с измерительной обмотки 7 попадает на манипул тор 3 фазы. -Последний в зависимости от уровн  сигнала, подаваемого на его управл ющий вход от тактового генератора 8, на своем выходе вырабатывает сигнал либо совпадающий по фазе с входным, либо противофазный входному, т.е. отличающийс  от входного на 180 .

Например, при подаче на управл ющий вход манипул тора 3 фазы высокого положительного потенциала его входной сигнал передаетс  на выход без сдвига по фазе. Когда на управл ющий вход манипул тора 3 фазы подаетс  низкий (нулевой или отрица- тельньм) потенциал, сигнал на выход передаетс  инвертированным по фазе относительно входного. Следовательно, при смещении преобразовател  5 и стыка в одну из сторон в один из полупериодов работы опорного генератора 8 выполн етс  условие баланса фаз, а в другой полупериод - не вьтолн етс . Наоборот, при смещении преобразовател  5 и стыка в другую сторону на ISO мен етс  фаза его выходного сигнала и условие баланса фаз автогенератора 1 выполн етс  в другой из полупериодов работы тактового генератора 8,

Следовательно, автогенератор 1 будет возбуждатьс  на частоте .собственных колебаний контура резонансног усилител  4 в один из полупериодов работы генератора 8 и не будет возбуждатьс  в другой полупериод, в зависимости от направлени  смещени  , датчика и стыка.

Наличие колебаний в управл емом автогенераторе 1 фиксируетс  амплитудным детектором 9 и соединенным последовательно с ним инвертором 10 (фиг.2)о

На I и К-входах обоих триггеров 1 и 13 будут присутствовать различные значени  логического сигнала. Например , при расположении преобразовате- л  5 симметршшо относительно линии сопр жени  стыкуемых деталей на выходе амплитудного детектора 9 - сигнал логического нул , поскольку, автогенератор 1 не возбуждён, на выхо- де инвертора 10 - сигнал логической единицы.

Таким образом, в момент окончани  первого полупериода работы тактовог О

Следовательно, при смещении датчика и стыка в одну сторону возбуждаетс  первый триггер 12, а при .смещении в другую сторону - второй триггер 13. При установке датчика симметгенератора 8, например, при изменении 33 ркчно над стыком или при отсутствии

Услови  на входах второго 1К триг- гера 13 не измен ютс -по сравнению со случаем отсутстви  генерации н поэтому на его выходе сохран етс  низкий уровень (U,,, ). Поскольку ре- зонаксный контур  вл етс  инерциапь- ной системой он обеспечивает вьтол- iicHiie четких условий на сходах триггеров 12 и П в момент переключени  генератора 8,

Аналогично, при смещении датчика в другую относительно стыка сторону (Xjj,, сО) в измерительной обмотке 7 преобразовател  5 наводитс  ЭДС, отлична  по фазе на 180° от случа  Xj,,0, Баланс фаз автогенератора 1 выполн етс  в другой из полупериодов работы тактового генератора 8. При этом информаци  о возбуждении автогенератора 1 в другой из полуперио- дов работы генератора 8 фиксируетс  во втором 1К-триггере 13 аналогичным образом.

Следовательно, при смещении датчика и стыка в одну сторону возбуждаетс  первый триггер 12, а при .смещении в другую сторону - второй триггер 13. При установке датчика симметркчно над стыком или при отсутствии

его выходного потенциала с высокого уровн  на низний логическа  информаци  на I и К-входах первого триггера 12 записьшаетс  в него и на его Q- выходе, как следует из принципа функционировани  1К-триггера, устанавли ваетс  нулевой выходной сигнал. Аналогично , в следующий полупериод работы генератора 8 нулевой ВЬЕХОДНОЙ сигнал устанавливаетс  на выходе второго 1К-триггера 13. Следовательно, при симметричном расположении датчика над стыком, на его обоих выходах устанавливаютс  нулевые выходные сигналы (фиг.2).

При смещении датчика относительно стыка в одну из сторон (Х 0) в один из полупериодов работы генератора 8 управл емьш автогенератор 1 возбуждаетс , а в другой - нет. На выходе амплитудного детектора 9 по вл ютс  импульсы (Uq, фиг. 2). На 1-входе первого триггера 12 по вл етс  сигнал логической единицы и в момент перехода сигнала генератора В из высокого уровн  в низний эта информаци  записьшаетс  в первый триггер 12 и устанавливает на его выходе высокий уровень сигнала (U,, фиг.2).

35

40

45

50

55

издели  на выходах обоих триггеров устанавлившотс  нулевые сигналы.

Триггеры 12 и 13 включают привод корректировки электрода в сторону уменьшени  возникшего рассогласовани  и тем самым совмеща;от датчик, а вместе с ним и электрод со стыком. Когда датчик располагаетс  симметрично над стыком, оба выходных сигнала равны нулю и привод корректора отключен .

При изменении зазора между датчиком и стыком измен етс  только чув- ствительность преобразовател  5 и не по вл етс  никаких дополнительньщ составл ющих ошибки измерени .

Аналогично осуществл етс  раб.ота датчика при определении относительного смещени  датчика и линии сопр жени  стыкуемых кромок при выполнении угловых, тавровых и торцовых сварных соединений, а также при определении относительного смещени  датчика и сварного шва.

При сварке нахлесточных соединений необходимо при помощи фазовращател  2 установить режим отсутстви  колеба НИИ при установке датчика над кроит- кой. При смещени х преобразовател  5

относительно кромки работа датчика не отличаетс  от указанной.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Дат шк положени  стыка свариваемых кромокэ содержащи автогенератор переменного тока и первичньш измери™ Тельньй преобразователь, о т л и - ч а 10 щ и и с   теМэ что с целью ровышенп  точности определени  поло )кени  стыка за счет снижени  чувствительности к изменен:ию рассто ни  датчиком и издепием и к измене- йию электрофизических свойств изде- пиЯр в него введены тактовьй генератор ; амплитудный детекторg два инвер

   тора и два 1К-триггера, автогенератор переменного тока состоит из соединенных последовательно фазовращател , манипул тора фазы и резонансного усилител , а первичньй измерительный преобразователь содержит питающую и измерительную обмотки, причем вькод тактового генератора соединен с управл ющим входом манипул тора фазы, с тактовым входом первого и через первый инвертор с тактирующим входом второго 1К-триггеров, выход резонансного усилител  через амплитудный детектор подключен к 1-входам и через второй инвертор - к К-входам обоих 1К-триггеров, пр мые выходы которых  вл ютс  выходами датчика положени .

   5

   Ik

   Уж

   8 5 %|

   /f

   fJi3

   n / i n I n

   Фиг. 2