CS252107B1 - Optical edge bevel sensor - Google Patents
Optical edge bevel sensor Download PDFInfo
- Publication number
- CS252107B1 CS252107B1 CS832373A CS237383A CS252107B1 CS 252107 B1 CS252107 B1 CS 252107B1 CS 832373 A CS832373 A CS 832373A CS 237383 A CS237383 A CS 237383A CS 252107 B1 CS252107 B1 CS 252107B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- edge
- weld
- output
- phototransistors
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Optický snímač hrany svarového úkosu může byt součástí číslicového diskrétního sledovacího 3ervomechanismu v číslicovém zařízení pro automatické sledování svarové spáry a pro vedení svařovací hubice nad svarovou spárou. Na zobrazovací matnici jsou umístěny dva fototranzistory symetricky kolem její osy. Optický snímač hrany svarového úkosu funguje tak, že je zobrazována objektivem poloha jedné hrany svarového úkosu, nebo celá spáry na zobrazovací matnici; blízké okolí hrany je promítáno na fototranzistory. Signály z fototranzistorů jsou vyhodnocovány elektronickou částí snímače. V případě nulové stranové odchylky spadá rozhraní světlé a tmavé části svarové spáry mezi fototranzistory; jeden fototranzistor je v tmavé části obrazu okolí hrany Svarového úkosu, druhý ve světlé části. Naopak v případě odchylky hrany svarového úkosu od osy optického snímače jsou vždy oba fototranzistory osvětleny stejně; oba jsou bud v tmavé části obrazu okolí hrany svarového úkosu, což charakterizuje jeden směr odchylky, nebo jsou oba ; ve světlé čá3ti obrazu okolí hrany svarového úkosu, což charakterizuje opačný směr odchylky.The optical sensor of the weld bevel edge can be part of a digital discrete tracking servomechanism in a digital device for automatic tracking of the weld joint and for guiding the welding nozzle over the weld joint. Two phototransistors are placed symmetrically around its axis on the display screen. The optical sensor of the weld bevel edge works in such a way that the position of one edge of the weld bevel, or the entire joint, is displayed by the lens on the display screen; the vicinity of the edge is projected onto the phototransistors. The signals from the phototransistors are evaluated by the electronic part of the sensor. In the case of zero lateral deviation, the interface between the light and dark parts of the weld joint falls between the phototransistors; one phototransistor is in the dark part of the image around the edge of the weld bevel, the other in the light part. On the contrary, in the case of deviation of the edge of the weld bevel from the axis of the optical sensor, both phototransistors are always illuminated equally; both are either in the dark part of the image around the edge of the weld bevel, which characterizes one direction of deviation, or both are in the light part of the image around the edge of the weld bevel, which characterizes the opposite direction of deviation.
Description
Vynález ae týká vytvoření optického snímače hrany svarového úkosu, který může být součástí číslicového diskrétního sledovacího aervomechanismu v číslicovfo zařízení pro automatické sledování svarové spáry a pro vedení svařovací hubice nad svarovou spárou.The invention relates to the creation of an optical sensor of the edge of a weld bevel, which can be part of a digital discrete tracking pneumatic mechanism in a digital device for automatic tracking of a weld joint and for guiding a welding nozzle over the weld joint.
Známá snímače polohy svarového úkosu jsou provedeny například jako kontaktní čidla, která mají různé tvary dotykových hrotů pro různé tvary svarové spáry. Tato kontaktní čidla fungují na principu převodu mechanického pohybu dotykového hrotu na elektrický signál, například prostřednictvím mikrospínačů, nebo indukčními, tenzometrickými či optickými, převodníky . Jejich nevýhodou je, že různé tvary dotykových hrotů je třeba do polohy úkosu nastavovat a dále to, že snímače s kontaktním čidlem nejsou dostatečné přesné.Known weld bead position sensors are designed, for example, as contact sensors, which have different shapes of contact tips for different shapes of weld joints. These contact sensors operate on the principle of converting the mechanical movement of the contact tip into an electrical signal, for example by means of microswitches, or by inductive, strain gauge or optical transducers. Their disadvantage is that the different shapes of the contact tips need to be adjusted to the bevel position and furthermore that sensors with a contact sensor are not sufficiently accurate.
Dále jsou známé optické snímače svarové spáry. Sestávají z objektivu, ze třeoh i více fotočidel, ze zesilovačů signálů a ze spínacíoh obvodů. Jejich funkce spočívá v zobrazení spáry do pole fotočidel, jedno nebo více čidel registrují souhlas poloty., snímačů vůči svarové spáře, dvé i více čidel registuují směr, případně odchylky. Signál je zesilovači zesílen a přes spínací obvody ovládá akční členy regulátoru.Optical weld joint sensors are also known. They consist of a lens, three or more photosensors, signal amplifiers and switching circuits. Their function is to display the joint in an array of photosensors, one or more sensors register the alignment of the halves, sensors relative to the weld joint, two or more sensors register the direction or deviations. The signal is amplified by the amplifier and controls the actuators of the controller via switching circuits.
Mezi známé optické snímače patří i snímač publikovaný v č. 139/1982 ZIS HALLE (ZIS 983). Je vžak určený pouze ke snímání středu svarové apáry, snímač má výstupní signál analogový.Among the known optical sensors is the sensor published in No. 139/1982 ZIS HALLE (ZIS 983). However, it is intended only for sensing the center of the welding seam, the sensor has an analog output signal.
Nevýhodou popsaných optických snímačů ja to, že používají více jak dvou fotočidel a jsou proto aložitčjží. Dála vykazují vžtží pásmo necitlivosti při zjišlování polohy, protože indikují polohu spáry přibližnč dle její pomyslné osy. Analogový signál popsaných optických snímačů ja ménč odolný vůči průmyslovému růžení.The disadvantage of the described optical sensors is that they use more than two photosensors and are therefore more complex. They also have a wider deadband when detecting the position, because they indicate the position of the joint approximately according to its imaginary axis. The analog signal of the described optical sensors is less resistant to industrial noise.
K odstranění nevýhod známých řečení se navrhuje optický snímač hrany svarového úkosu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kolem osy zobrazovací matnice jsou umístěny dva fototranzistory. Fototranzistory jsou propojeny každý samostatně svým výstupem na vstup zesilovače, jehož výstup je propojen na vstup komparátoru, jehož výstup Ja propojen na vstup převodníku napělové úrovně, jejichž výstup ja připojen na, první vatup logického signálu a na druhý vatup logického signálu kombinační logilor. Kombinační logika má dála řídicí vstup logického signálu pro volbu snímané hrany svarového úkoau, dále výstup pro výstupní signál o smíru pohybu a výstup pro výstupní signál povolaní pohybu. Otočný díl je opatřen zajiSlovacím Šroubem a krytkou, která je na něm nasunuta a posuvný díl je rovněž opatřen zajiělovacím Šroubem a je v něm dále provedena drážka k vymetení axiálního pohybu.To eliminate the disadvantages of the known methods, an optical sensor of the edge of the weld seam according to the invention is proposed, the essence of which is that two phototransistors are placed around the axis of the display matrix. The phototransistors are connected, each separately, by its output to the input of an amplifier, whose output is connected to the input of a comparator, whose output is connected to the input of a voltage level converter, whose output is connected to the first logic signal input and to the second logic signal input of a combinational logic. The combinational logic also has a control input of a logic signal for selecting the edge of the weld seam to be scanned, an output for an output signal about the direction of movement and an output for an output signal about the movement. The rotating part is provided with a locking screw and a cover that is put on it, and the sliding part is also provided with a locking screw and a groove is further made in it for sweeping axial movement.
Výhody optického snímače hrany svarového úkosu dle vynálezu jsou v tom, že indikuje fyzicky přítomnou hranu úkosu, což umožňuje přesnějSÍ sledování svarové spáry. Optický snímač Je základní součástí číslicového zařízení pro automatické sledováni svarové spáry, 'toto zařízení umožní zavádění nových technologií, například svařování do úzké spáry.The advantages of the optical weld bevel edge sensor according to the invention are that it indicates the physically present bevel edge, which allows for more accurate monitoring of the weld joint. The optical sensor is an essential part of a digital device for automatic monitoring of the weld joint, this device will enable the introduction of new technologies, for example, narrow-gap welding.
Příklad provedení vynálezu je schematicky znázorněn na výkresech, kde na obr, 1 je nárysný řez optickým snímačem, na obr. 2 blokové schéma jeho elektronické části a na obr. 3 jeou znázorněny polohy optického snímače nad svarovou spárou vůči hraně svarového úkosu.An example of the invention is schematically illustrated in the drawings, where Fig. 1 is a front section of the optical sensor, Fig. 2 is a block diagram of its electronic part, and Fig. 3 shows the positions of the optical sensor above the weld joint relative to the edge of the weld bevel.
Optický snímač hrany svarového úkosu na obr. 1 sestává z tubusu, který má pevný díl 1, otočný díl 2 a posuvný díl J. Na pevném dílu i je připěvněn držák 4 osvětlovacích zdrojů 5, 5'» fokuzací světelných paprsků. Pevný díl 1 je opatřen objektivem 6, který je do něho naěroubován. Otočný díl jj je opatřen zajiělovaclm Šroubem J. Na otočném dílu je naaunuta krytka £. Posuvný dli 2 je opatřen zajiStovacím Šroubem 2, který slouží k zajištění polohy posuvného dílu 2· Součáetí posuvného dílu 2 je zobrazovací matnice lfi. Na zobrazovací matnici IP je symetricky kolem osy optlekého smí mače umístěna dvojice fototransistorů 11, H·'The optical sensor of the edge of the weld bevel in Fig. 1 consists of a tube, which has a fixed part 1, a rotating part 2 and a sliding part J. A holder 4 of lighting sources 5, 5'» focusing light beams is attached to the fixed part i. The fixed part 1 is provided with a lens 6, which is screwed into it. The rotating part jj is provided with a locking screw J. A cover £ is fitted on the rotating part. The sliding part 2 is provided with a locking screw 2, which serves to secure the position of the sliding part 2. The sliding part 2 is a display matrix 1fi. A pair of phototransistors 11, H·' are placed symmetrically around the axis of the optical sensor on the display matrix IP.
V posuvném dílu 2 jo provedena drážka k vymezení axiálního posuvného dílu 2· Osvětlovací zdroje 5, i'a fokuzací světelných paprsků soustřeďují světlo do oblasti zorného pole optického snímače.A groove is made in the sliding part 2 to define the axial sliding part 2. The lighting sources 5, 1'a, and by focusing the light beams concentrate the light into the field of view of the optical sensor.
Objektiv 6 zobrazuje okolí hrany 1 2. 12'svarového úkosu na dvojici fototranzistorů 11, li· Ručním posuvem posuvného dílu J se nastavuje a mění vzdálenost zobrazovací matnice 10 od objektivu 6, a to za účelem zaostření obrazu svarové hrany 12. 1 2Í Polohu pro zaostření obrazu zajiStuje zajištovací Šroub 2 posuvného dílu J. Po uvolnění zajišíovacího Šroubu 2 otočného dílu 2 lze otáčet otočným dílem 2 kolem osy snímače, a tím nastavit jeho hysterezy.The lens 6 displays the vicinity of the edge 1 2. 12 of the weld bevel on a pair of phototransistors 11, 1. By manually moving the sliding part J, the distance of the imaging screen 10 from the lens 6 is set and changed, in order to focus the image of the weld edge 12. 1 2Í The position for focusing the image is secured by the locking screw 2 of the sliding part J. After loosening the locking screw 2 of the rotating part 2, the rotating part 2 can be rotated around the sensor axis, thereby adjusting its hysteresis.
Při sledování levé hrany 12 svarového úkosu je tato levá hrana 12 osvětlována pod úhlem a k ose snímače osvětlovacím zdrojem 2 s fokuzací světelných paprsků. Při sledování pravé hrany 12“svarového úkosu je osvětlována pravá hrana 12*pod úhlem a k ose snímače osvětlovacím zdrojem £'s fokuzací světelných paprsků. Na blokovém schématu elektronické vyhodnocovací části optického snímače hrany svarového úkosu (obr. 2) jsou znázorněny dva fototranzistory 11 . 11 f 2 nichž každý samostatně je připojen na vstup zesilovače 22, 13' signálů, výstup zesilovače 22, !2 <Je samostatně propojen na vstup komparátoru 14. 14' a stejně výstup komparátoru 22, 21de připojen na vstup převodníku 22» 15'napětové úrovně a výstupy převodníků 22» 12'napěíové úrovně jsou připojeny na pnmí vstup Vj, a dfcuhý vstup Vg kombinační logiky 16.When monitoring the left edge 12 of the weld bevel, this left edge 12 is illuminated at an angle k to the sensor axis by the illumination source 2 with focusing of light beams. When monitoring the right edge 12" of the weld bevel, the right edge 12* is illuminated at an angle k to the sensor axis by the illumination source £'s focusing the light beams. The block diagram of the electronic evaluation part of the optical sensor of the weld bevel edge (Fig. 2) shows two phototransistors 11 . 11 f 2 each of which is separately connected to the input of the amplifier 22, 13' signals, the output of the amplifier 22, !2 <J is separately connected to the input of the comparator 14. 14 ' and the output of the comparator 22, 21d is connected to the input of the converter 22» 15' voltage level and the outputs of the converters 22» 12' voltage level are connected to the positive input Vj, and the negative input Vg of the combinational logic 16.
DalSí vstup kombinační logiky 16 je řídicím vstupem R logického signálu pro volbu snímané hrany 22, 12'svarového úkosu. Kombinační logika 16 má výstup Y1 pro výstupní signál o směru pohybu a výstup Yg pro výstupní signál povolení pohybu. Signály z fototranzistorů 11, 12/jsou zesíleny v zesilovači 22, 12· Tyto signály nabývají dvou proudových úrovní označených min, max. Zesílený signál z výstupu zesilovače 22, 22*se přivádí na vstup komparátoru 22, 21· Komparátoru 21, 21 zjištuje velikost zesíleného signálu a podle hodnoty prahového napětí signál z výstupu zesilovače 22, 13'ohodnocuje dvěma. napětovými úrovněmi na svém výstupu. Výstup komparátoru 21, 21 íe připojen ke vstupu převodníku 22, 45-napětové úrovně na úroveň kombinační logiky 22· Na výstupu převodníku 22» 12napětové úrovně je logický signál log. 1 nebo log. O.The next input of the combinational logic 16 is the control input R of the logic signal for selecting the scanned edge 22, 12' of the weld bevel. The combinational logic 16 has an output Y 1 for the output signal of the direction of movement and an output Yg for the output signal of the movement permission. The signals from the phototransistors 11, 12/are amplified in the amplifier 22, 12. These signals acquire two current levels marked min, max. The amplified signal from the output of the amplifier 22, 22* is fed to the input of the comparator 22, 21. The comparator 21, 21 determines the magnitude of the amplified signal and, according to the threshold voltage value, evaluates the signal from the output of the amplifier 22, 13 ' with two voltage levels at its output. The output of the comparator 21, 21 is connected to the input of the converter 22, 45-voltage level to the level of the combinational logic 22· N and the output of the converter 22» 12-voltage level is a logic signal of log. 1 or log. O.
Výstup.převodníku 22» 15 'napětové úrovně se přivádí na první V, vstup a druhý Vg vstup kombinační logiky 22· Dalším vstupem kombinační logiky 22 3® řídící vstup R, na který se přivádí řídící signál r pro volbu hrany . Kombinační logika 22 má dva výstupy Y,, Y?, které zároveň tvoří výstupy optického snímače hrany svarového úkosu. Na výstupech Ϊ,» lj optického snímače se objevuje logický signál o směru pohybu a logický signál povolení pohybu.The output of the voltage level converter 22» 15 'is fed to the first V, input and the second Vg input of the combinational logic 22. Another input of the combinational logic 22 3® is the control input R, to which the control signal r for selecting the edge is fed. The combinational logic 22 has two outputs Y,, Y ? , which also form the outputs of the optical sensor of the edge of the weld bevel. A logical signal of the direction of movement and a logical signal of movement permission appear at the outputs Ϊ,» lj of the optical sensor.
Polohy optického snímače (na obr. 3) jsoú označeny při sledování levé hrany 12 svarového úkosu písmeny A, B, C, D a při sledování pravé hrany 12'svarového úkosu písmeny E, F,The positions of the optical sensor (in Fig. 3) are marked when monitoring the left edge 12 of the weld bevel with the letters A, B, C, D and when monitoring the right edge 12 of the weld bevel with the letters E, F,
G, H. Objektivem o ohniskové vzdálenosti f, světelnosti £ je zobrazena poloha jedné hrany svarového úkosu 12 nebo 12'nebo celé spáry na zobrazovací matnici 10 tak, že blízké okolí hrany svarového úkosu je promítáno na fototranzistory 11 11 V případě nulové stranové odchylky spadá rozhraní světlé a tmavé části svarové spáry mezi fototranzistory 21» 22.· jeden fototranzistor je v tmavé části obrazu okolí hrany svarového úkosu, druhý ve světlé části. Naopak v případě odchylky hrany svarového úkosu od osy optického snímače jsou vždy oba fototranzistory 22» 11 'osvětleny stejně, oba jsou buň v tmavé části obrazu okolí hrany svarového úkosu, což charakterizuje jeden směr odchylky, nebol'jsou oba ve světlé části obrazu okolí hrany svarového úkosu, což charakterizuje opačný směr odchylky.G, H. The lens with focal length f, aperture £ displays the position of one edge of the weld bevel 12 or 12' or the entire joint on the display matrix 10 so that the immediate vicinity of the weld bevel edge is projected onto the phototransistors 11 11. In the case of zero lateral deviation, the interface between the light and dark parts of the weld joint falls between the phototransistors 21» 22. One phototransistor is in the dark part of the image surrounding the weld bevel edge, the other in the light part. On the contrary, in the case of deviation of the weld bevel edge from the axis of the optical sensor, both phototransistors 22» 1 1 'are always illuminated equally, both are either in the dark part of the image surrounding the weld bevel edge, which characterizes one direction of deviation, or both are in the light part of the image surrounding the weld bevel edge, which characterizes the opposite direction of deviation.
Signály z fototranzistorů 22, 41 'odnovíiarící osvětlení či zastínění těchto fototrane zistorů jsou uvedeny vzhledem k jednotlivým polohám optického snímače vůči hraně v následující tabulce. Pro jednotlivé polohy optického snímače vůči hrané vzhledem ke sledování pravé či levé hrany svarového úkosu, volbo xídícího signálu r, jsou v tabulce uvedeny i výstupní signály o směru pohybu a povolení pohybu.The signals from the phototransistors 22, 4 1 'restore the illumination or shading of these phototransistors are given with respect to the individual positions of the optical sensor relative to the edge in the following table. For the individual positions of the optical sensor relative to the edge with respect to monitoring the right or left edge of the weld bevel, the choice of the control signal r, the output signals for the direction of movement and the movement permission are also given in the table.
252Ό7252Ό7
a - osa snímače nad hranoua - sensor axis above the edge
B - osa snímače vlevo od hrany 1 2B - sensor axis to the left of edge 1 2
C - osa snímače vpravo od hrany JJ!C - sensor axis to the right of the JJ edge!
D - osa snímače nad protilehlou hranou J_2D - sensor axis above the opposite edge J_2
E - osa snímače nad hranou l2'E - sensor axis above edge l2'
F - osa snímače vlevo od hrany 12'F - axis of the sensor to the left of the edge 12'
C - osa snímače vpravo od hrany 12'C - axis of the sensor to the right of the edge 12'
H - osa snímače nad protilehlou hranou 12' r - řídicí signál signál fototranzistoru 11 (světlo = max, stín = min) signál fototranzistoru 11'(svitlo = max, stín = min)H - sensor axis above the opposite edge 12' r - control signal phototransistor signal 11 (light = max, shadow = min) phototransistor signal 11'(light = max, shadow = min)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS832373A CS252107B1 (en) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | Optical edge bevel sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS832373A CS252107B1 (en) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | Optical edge bevel sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS237383A1 CS237383A1 (en) | 1987-01-15 |
| CS252107B1 true CS252107B1 (en) | 1987-08-13 |
Family
ID=5360696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS832373A CS252107B1 (en) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | Optical edge bevel sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS252107B1 (en) |
-
1983
- 1983-04-05 CS CS832373A patent/CS252107B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS237383A1 (en) | 1987-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS645539A (en) | Glasses equipped with magnetifying glass having automatic focusing function | |
| US5886342A (en) | Image reader and document curvature measurement using visible and infrared light | |
| US3601613A (en) | Photoelectric apparatus for determining the displacement of an object | |
| AU640901B2 (en) | Eye movement measuring apparatus | |
| DE59007982D1 (en) | Autofocus system for cameras. | |
| US4427269A (en) | Method and apparatus for automatically compensating for rotation of images in articulated optical systems | |
| US4571047A (en) | TTL Focus detecting device for single-lens reflex camera | |
| ES550396A0 (en) | A MULTIPLE VISUAL FIELD SENSOR DEVICE. | |
| CS252107B1 (en) | Optical edge bevel sensor | |
| US4595271A (en) | In-focus state detection device | |
| GB2107899A (en) | Projecting apparatus | |
| JPS6476040A (en) | Front conversion adaptor for lens shutter system zoom lens camera | |
| US4694160A (en) | Fiber optic extender apparatus in a position servo loop | |
| EP0837301A3 (en) | Position detecting element and range sensor | |
| US6157438A (en) | Film scanner with prism for scanning sprocket holes | |
| SU837659A1 (en) | Photoelectric sensor | |
| JPH0247444Y2 (en) | ||
| JPS6418001A (en) | Bright spot position detector | |
| JPH08106040A (en) | Position detector | |
| JPH0411415Y2 (en) | ||
| JPH0411414Y2 (en) | ||
| JPS62165615A (en) | Automatic focus device | |
| JPH0452507B2 (en) | ||
| JPS6145205A (en) | auto focus device | |
| JPS58209722A (en) | Detecting and setting device of focusing |