Электромагнитный датчик положения свариваемого стыка — SU 1488150 (original) (raw)
ий институт интроскопии (72) В.Г.Рябцев В.Г.Запускалов,быт(088,8)свидетельство СССР В 23 К 9/ 10, 1984. идетельство СССР В 23 К 9/109 1983. ЖЕится к п троль пр варочн ь использован ческого регул чного инструя - повышение Изобретение ся к приборок контрольно- сварочного про ражена структурная а Фиг.2 - индикато колебательный конт г.1 изотчика;нансный а тноси ности хема ча строе нь и технике змерител зводства на Фиг,3на фиг,блока д управления датчикаыходных сигналов Фиг,5 - стык свар блок эпюр ь ка; н и мвах устроивания с ложени варочн ваемых изделии мента.Цель изо ности опред емого стыка етения ения пар точриваповышениметров свышения Электромасвариваемогогенератор 1дающую катушкаторные рездетекторы 7 за счет встчевительност ния индика измерения путем ек индуктивносательные контурных кат сные кол и в резона госуа ч ственнцй комитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМпРи Гннт сссР 54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬЙ ДАТЧИК ПОЛИЯ СВАРИВАЕМОГО СТЕ 1 КА(57) Изобретение отно строению, в частности измерительной технике изводства, и может бы в устройствах автомат рования положения сва мента, Цель изобретен ет быть испольэонотоматического регул точности определения параметров свариваемого стыка за счет повьппениячувствительности измерения. Датчиксостоит из одной полезадающей и четырех индикаторных катушек индуктивнос -ти, четырех конденсаторов, диодов, линейных детекторов и интеграторов,а также генератора высокой частоты,блока обработки сигналов и блока правления, 11 овышение чувствительностидостигается включением четырех индикаторных катушек и гдуктивности вреэонансньге колебательные контуры,которые для исключения взаимовлияниявключаются блоком управления во времени, Сигналы с резонансных контуровчерез линейные детекторы и интеграторьг подаются на блок обработки сигналов, который Формирует три параметра стыка свариваемых изделий: высоту сварочной головки до свариваемыхдеталей, отклонение от оси стыка ивеличину разделки шва, 1 эцп. Ф-лы,5 ил нитный датчик положени стыка (Фиг, 1) содержит ысокой частоты, полеза у 2 индуктивности,инди нансные контуры 3-6, О, интеграторы 11-14, 14881505 10 15 20 25 30 50 55 блок 15 обработки сигналов,и блок 16управления,Генератор 1 высокой частоты подключен к полезадающей катушке 2 индуктивности, Каждый из индикаторныхрезонансных контуров З-б соединен ссоответствующими входами детекторов 7-10, Выходы детекторов соединены с соответствующими входами интеграторов 11 - 14, Выходы интеграторовсоединены с соответствующими входамиблока 15 обработки сигналов,Индикаторный резонансный контур(Фиг.2) состоит из последовательновключенных индикаторной катушки индуктивности 1 диода ЧП конденсатораС, и разделительного конденсатора С,Блок 16 управления (фиг,З) состоит из генератора 17 тактовых импульсов, счетчика 18 импульсов, усилителей 19-22 мощности и заградительных Фильтров 23-26Выход генератора 17 тактовых импульсов подключен квходу счетчика 18Выходы счетчика 18подключены к входам усилителей 19-22мощности, Сигналы с выходов усилителей 19-22 мощности через заградительные фильтры 23-26 подаются .на индикаторные резонансные контуры 3-6,Датчик работает следующим образом,При протекании через полезадающуюкатушку 2 индуктивности (Фиг,1)токов высокой частоти от генератора 1 создается электромагнитное поле,Под действием этого поля в свариваемых изделиях наводятся вихревые токи,которые наводят в индикаторных катушках индуктивности вторичную ЭДС,В общем случае величина вторичной ЭДСзависит от высоты Ь, расположенияполезадающей катушки индуктивностинад свариваемыми деталями, от величины зазора о между ними, от значения смещения оси симметрии шва относительно оси симметрии полезадающейкатушки Х, от превышения кромок стыка Ъ Ь, При настройке индикаторныхкатушек в резонанс с частотой запитки полезадающей катушки 2 резковозрастаетнапряжение, снимаемоес резонансных контуров 3-6 и, следовательно, резко возрастате чувствительность к измеряемым параметрам,Настройка резонансного контурав резонанс на несущую частоту позволяет повысить помехозащищенность отвлияния мешающих электромагнитныхполей. Так как принцип выделения информации об отдельных параметрах свариваемого стыка основан на различной чувствительности каждой из индикаторных катушек к соответствующим параметрам стыка, в значительной мере на точность измерения параметров стыка оказывает взаимовлияние индикаторных катушек как за счет магнитной связи между собой, так и непосредственно через полезадающую катушку.Это взаимовлияние заметно возрастает при настройке индикаторных катушек в резонанс, так как при этом образуется система связанных резонансных контуров. Для устранения этого влияния осуществлено последовательное включение индикаторных катушек индуктивности в резонансный контур.Включение осуществляется с помощью диод- ного ключа и блока 16 управления,Генератор 17 тактовых:импульсов формирует последовательность тактовых импульсов, Сигналы со счетчика 18 (Фиг,З) с последовательностью, показанной на Фиг.4, усиливаются усилителями 19-22 мощности и через заградительные Фильтры 23-26 подаются на соответствующие контуры 3-6, осуществляя через диодные ключи последовательное во времени подключение индикаторных катушек индуктивности Е.Продетектированные детекторами 7-10 сигналы с индикаторных резонансныхконтуров 3-6 через интеграторы 11-14подаются на блок 15 обработки сигналов, Блок обработки сигналов (фиг,1)позволяет определять три параметрастыка свариваемых изделий; высоту Ь сварочной головки до свариваемых деталей, отклонение оси стыка Х и величину разделки шва (фиг,5).Электромагнитный датчик позволитсоздать оптимальный процесс сваркисварочными роботами, что обеспечитповьппение производительности труда,экономию электроэнергии, а также качество сварного шва,Формула изобретения 1. Электромагнитный датчик положения свариваемого стыка, содержащий четыре индикаторные катушки индуктивности и одну полезадающую, соединенную с генератором высокой частоты, четыре линейных детектора и блок обработки сигналов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точ 1488150ности определения параметров свариваемого стыка, чувствительности ипомехозащищенности к внешним электромагнитным полям, дополнительно введены блок управления, четыре интегратора, четыре разделительных конденсатора, четыре диода и четыре конденсатора, при этом каждай индикаторнаякатушка индуктивности образует с 10конденсатором и диодом резонансныйколебательный контур, в котором общаяточка соединения индикаторной катушкииндуктивности и конденсатора подключена к заземляющему контуру, второй 15вывод индикаторной катушки индуктивности связан с катодом диода, анод которого соединен с вторым выводомконденсатора н с выходом блока управления и через последовательно соединенные разделительный конденсатор,линейный детектор и интегратор с входом блока обработки сигналов. 2. Датчик по п.1,о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что блок управлениясостоит из генератора тактовых импульсов, соединенного с входом счетчика,четыре выхода которого через соответствующие последовательно соединенные усилитель мощности и заградительный Фильтр соединены с четырьмявыходами блока управления,1488150 иг,ковуоние юлю ставитель В,Грибова хред Л,Олийнык орректор Н.Кор едактор В,Пе одпис но н ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1с 4 с ф аказ 3497/ 17 Тираж 894 ИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушска