Файл: Львов Н.С. Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов.pdf

равлять его по стыку с точностью ±2,0 мм. Повысить точность здесь нельзя, так как слежение осуществляется по одной кром­ ке, а не по оси стыка.

Предложена следящая система с фотоэлектрическим скани­ рующим по кругу датчиком. Окружность сканирования распо­

неравенстве интервалов времени между пересечениями стыка и кромки шва с одной стороны и кромкой шва и стыком с другой стороны после соответствующей обработки сигнала получить управляющее воздействие, необходимое для корректирования положения электрода относительно оси стыка. Одновременно с

более 2 мм для толщин свыше 20 мм (для изделия 1 и 2-й ка­ тегорий). Тем не менее на практике часто приходится сталки­ ваться с превышениями кромок до 4—8 мм. В одном из вариан­ тов датчика за счет дополнительных обмоток и особой формы магнитопровода3 , а также подбором частоты питающего напря­

бот 3 и каретка не несут большой динамической нагрузки. Это позволяет получить высокое быстродействие системы и хорошую

ка 1 . Однако, как показали проведенные в МВТУ им. Баумана исследования, компенсации ошибки от превышения кромок та­ ким способом удается достичь только при одном значении пре­ вышения. Да и реализовать конструкцию такого датчика прак­ тически довольно трудно.

Более эффективно решается задача в системе направления электрода по стыку при сварке прямошовных труб большого диаметра. Здесь обмотки датчика, реагирующие только на пре­ вышение кромок, располагаются по оси, перпендикулярной оси основных обмоток. Первичный поток создается с помощью П-об- разного магнита, питаемого от сети 50 гц. Воспринимающая система состоит из двух комбинированных катушек, одна из обмоток которых контролирует интенсивность потока выпучи­ вания над зазором в стыке (краевой эффект), а другая — ин­ тенсивность полного потока. Сигнал, характеризующий только смещение стыка и содержащий небольшую составляющую от превышения кромок, выявляется сумматором2 . Следящая сис­ тема с таким датчиком на стыках с кривизной 20 мм/м обеспе­ чивала точность 0,5—0,2 мм [3, 17].

По мнению автора, еще не полностью исчерпаны и исследо­ ваны механические способы компенсации ошибки при вертикаль­ ном смещении одной кромки относительно другой путем переме­ щения частей магнитной системы датчика. В таком датчике магнитная система состоит из двух прямых вертикальных сердеч­ ников, на каждом из которых закреплена вторичная обмотка, а первичная обмотка охватывает сразу оба сердечника. Поверх сердечников располагаются пластинки, закрепленные на стерж­ нях, опирающихся на свариваемые поверхности3 . Если под дат­ чиком появляется неодинаковое расстояние до свариваемых по­ верхностей (превышение кромок), то сверху, над сердечниками, зазоры меняются в обратном порядке. Предполагается, что благодаря неизменности суммарного зазора выходной сигнал датчика не зависит от превышения кромок. Однако полностью исключить такую зависимость в этой конструкции, как показа­ ли исследования, проведенные в МВТУ им. Баумана, не удается.

Любопытные результаты получены в МВТУ им. Баумана при разработке конструкции магнитопровода датчика, нечувстви­ тельного к превышению кромок. В одном из вариантов был ис­ пользован разделенный магнитопровод [52]. Два П-образных

(БИ № 15, 1971).

10% величины полезного сигнала, вызванного уходом стыка в поперечном направлении [58].

Возможны также, по мнению автора, способы компенсации составляющей ошибки от превышения кромок и чисто схемным путем. Так как она сдвинута по фазе на угол, близкий к 90° от­ носительно полезного сигнала датчика, то от нее, очевидно, мож­ но частично избавиться с помощью фазового дискриминатора с регулируемой фазой опорного напряжения. Такой метод ис­ пользован, например, в системах, созданных в ИЭС им. Е. О. Патона [32]. Однако и тут решение еще не полно, ибо вместе с подавлением квадратурной составляющей от превышения кромок снижается и полезный сигнал от смещения стыка, в результате чего относительный эффект решения не столь значителен.

Представляют интерес поиски рационального датчика путем использования в его конструкции и схеме комбинации перемен­ ного и постоянного (от постоянного магнита) магнитных полей, магнитных полей различных частот, элементов э. д. с. Холла в качестве зондов и т. п. [91], Автором разработан датчик ДС-19, в котором с целью повышения чувствительности использованы разделенный магнитопровод и принцип 'магнитного усилителя.

Известно, что в магнитных усилителях с целью повышения коэффициента усиления вводят положительную обратную связь

оба средних стержня, разделенных прокладкой из немагнитного материала. На каждом из крайних стержней размещаются об­

ния получить эффект размагничивания противоположных стерж­ ней магнитопровода. При расположении стыка по оси симмет­ рии датчика токи i% и i\ равны и размагничивающее действие