PL159453B1 - Uklad do kontroli zautomatyzowanego procesu laczenia, obróbki elementów PL - Google Patents

Abstract

1. Uklad do kontroli pomiaru zautomatyzowa- nego procesu laczenia, obróbki elementów, znamien- ny tym, ze do elementów laczonych, obrabianych (E1, E2,EN) dotykaja generatory fal dzwiekowych (G1, G2, ...,GN), urzadzenie mechaniczne (GM) do wy- wolywania fal dzwiekowych w elementach laczo- nych, obrabianych (E1, E2, ...,EN) oraz odbiorniki fal dzwiekowych (F1, F2, ...,FN), których wyjscia sa doprowadzone do wejsc elementów standaryzujacych (S1, S2, ...,SN), których wyjscia sa doprowadzone do wejsc detektorów amplitudy (DA1, DA2, ...,DAN) oraz do filtrów czestotliwosci (FC1, FC2, ...,FCN), których wyjscia sa doprowadzone bezposrednio i po- przez detektory amplitudy (CA1, CA2, ...,CAN) do wejsc bloku formowania sygnalu kontroli (BF1), któ- rego wyjscie doprowadzone jest do wejscia systemu sterowania zautomatyzowanym stanowiskiem lacze- nia, obróbki elementów (SR1), a jeden z odbiorników fal dzwiekowych (FO) umieszczony jest w pewnym oddaleniu od elementów laczonych, obrabianych (E1, E2, ...,EN) i narzedzia technologicznego dokonujace- go laczenia, obróbki elementów. PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest ukłed do kontroli zautomatyzowanego proceeu łęczenla, obróbki elementów zwłaszcza układ do kontroli zrobotyzowanego procesu spawanie 1 zgrzewania elektrycznego, głównie elementów metalowych oraz obróbki mechhaicznej elementów przez szlifowanie, polerowanie, toczenie, gradowenie itp.

Znany Jeat sposób polegejęcy na zastosowaniu pomiaru prędu elektyycznago do kontroli procesu łączenia elementów przez spawanie, wykorzyetujęcy ogólnie znane elektryczne układy pomiarowe. Znane Jeet również roz^^lęzenle zagadnienia konsoli proGeeu łączenia elementów przez wykorzystanie fizycznych właściwości promieni świetlnych oraz optycznego układu z odwzorowaniem cyfrowym w miejscu łęczenla. Znany Jeet sposób kontroli odchylenia łuku od miejsca zetknięcia z elementami spawanymi, przedstawiony w opisie paten^nym byłego ZSRR nr 1 042 924 polegajęcy na nałożeniu na pręd łuku impulsów prędu o ustalonej długości 1 częstot^w^c! w zależności od ultaadźwikrowych drgań powstajęcych w obrębie spoiny- Znany Jest sposób automatycznej kontroli etanu i warunków przebiegu procesu obróbki skrawaniem 1 urzędzenie do realizacji tego sposobu, przedstawiony w opisie paten^nym byłego ZSRR nr 1 380 910, polegejęcy na zaslosowaniu sygnałów pochodzących od emitowanych fal wlbroakustycznych do korekcji ruchu narzędzia skrawaJęcego. Wadę znanych rozwięzań Jest to.że posiadaję one ograniczone zaatosowanie.

Cal^a wynalazku było opracowanie układu o poszerzonym zakresie zastosowania, umorźiwiającego kontrolę Jakości dokonywanego i dokonanego procesu łączenia elementów, znłeazcza metodę spawanie i zgrzewania elektrycznego, śledzenie, edcptację oraz regulację położenie narzędzia technologicznego dokonującego łęczenla, obróbki podczas realizacji zautomatyzowanego procesu technologicznego.

Cel ten został oalęgnlęty dzięki rozwiązaniu według wynalazku przez wykorzystanie charakteru zmian fal dźwiękowych powstajęcych podczas zautomatyzowanego procssu łączenia, obróbki elementów, odzwierciedlającego zmiany parametrów procesu łączenia, obróbki elementów i pozwalającego na korekcję trajektorii sterowania narzędzie technologicznego. Zmiany w falach dźwiękowych w postaci sygnałów dźwiękowych odbierane sę przez odbiorniki fal dźwiękowych i przekazywane do układu,za pomocę którego sę przetwarzane, analizowane i wyprowadzane jako sygnały sterujące przemieszczeniem narzędzia technologicznego.

Układ do realizacji sposobu według wynalazku Jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu z dyskretnatorami amplitudy dźwięku, a fig. 2 uwidacznia schemat blokowy układu z blokiem analizy widmowej.

Układ do realizacji sposobu kontroli zautomatyzowanego procesu łączenia, obróbki elementów według wynalazku przedstawiony na rysunku według fig. 1 składa aię z urzędzenie mechanicznego GM, grupy generatorów fal dźwiękowych Gl, G2, ..., GN, grupy odbiorników fal dźwiękowych FO, Fl, F2, ..., FN, grupy elementów standen^u Jęcych SO, Sl, S2, ..., SN, grupy detektorów amplitudy na wejściu elementów 6tandβrrztjęcrch, grupy filtr<5w częstotlwwości FCO, FC1, FC2, ..., FCN, grupy detektorów amppitudy CAO, CA1, CA2,..., CAN na wejściu fin^w częstotliwości oraz bloku formowania sygnału kontroli BF1 połączonego z blokiem systemu sterowania SR1 lrzenIaszczeiaθm narzędzia technologicznego R.

159 453

Urządzenie mechaniczne GM umieszczone Jest w niewielkiej odległości przy powierzchni elementów, łączonych, obrębianych El, E2, ..., EN i służy do wywoływania w nich przez uderzenie mechaniczne podczas łączenie, obróbki, fal dźwiękowych. Odbborniki fal dźwiękowych FO, Fl, F2, FN,z których jeden FO umieszczony Jest w pewnym oddaleniu od elementów łączonych, obrabianych El, E2, ..., EN, a pozostałe Fl, F2, .... FN dotykają do wspomnianych elementów łączonych, obrabianych połączona są z wejściami elementów standaryzujących SO, Sl, S2, ..., SN, których wyjścia doprowadzone są do wejść przyporządkowanych im detektorów amplitudy fal dźwiękowych DAO, OAI, DA2, .... DAN 1 filtóów częstotliwości FCO.FCl, FC2, ..., FCN. Wyjścia detektorów ampH^y OAO, OAI, DA2, .... DAN są doprowadzone do bloku formowania sygnału kontroli BF1 a wyjścia połączonych z nimi fUtóów częetotlwwości FCO, FC1, FC2, ..., FCN doprowadzone eę do wejść podporządkowanych im detektorów empllludy CAO, CA1, Cf^^, .... CAN, których wyjścia doprowadzone są do kolejnych wejść bloku formowania sygnału kontroli BF1, którego wyjście doprowadzone jest do wejścia bloku systemu sterowania stanowiskiem zautomatyzowanego łączenia, obróbki SR1 elementów łączonych, obrabianych El, E2, .... EN.

Układ do realizacji sposobu kontroli zautomatyzowanego procesu łączenia, obróbki elementów przedetawiony na rysunku według fig. 2 Jeet podobny do układu według fig. 1 z tę różnicę, że zamiast detektorów z fi^aami częstotlwwości zawiera blok analizy widmowej a więc okłada się z urządzenia mechanicznego GM, grupy generatorów fal dźwiękowych Gl, G2, ___,

GN, grupy odbiorników fel dźwiękowych FO, Fl, .... FN, grupy elementów standaryzujących PO, Pl, P2, ..., PN, bloku analizy widmowej BA oraz bloku formowania sygnałów kontroli BF2 połączonego z blokiem systemu sterowania SR2 przemieszczeniem narzędzie technologicznego R.

Urządzenie mechaniczne GM umieszczone Jeet w niewielkiej odległości przy powierzchni elementów łączonych obrabianych El, E2, ..., EN i służy do powodowania przez uderzanie mechaniczne w elementy łączone, obrabiane, wytwarzania w nich fal dźwiękowych. Odbiorniki fal dźwiękowych FO, Fl, F2.....FN z których Jeden FO urnieezczony jest w pewnym ddaaleniu od elementów łączonych, obrabianych El, E2, .... EN, a pozostałe dotykają do wspomnianych elQuonlów łączonych, obrabianych, połączono eą z wejściami elementów standaryzujących PO,

Pl, P2, ..., PN, których wyjścia doprowadzone eę do kolejnych wejść bloku analizy widmowej BA, którego pierwszo iwyjście doprowadzone Jest do wejście bloku formowania oygnału kontroli BF2, a drugie wyjście doprowadzone do pierwszego wejścia bloku systemu starowania stanowiskiem zautomatyzowanego łączenia, obróbki SR2 elementów El, E2, ..., EN. Blok formoownia sygnału kontroli BF2 połączony Jest z pierwszym ^wyjściem bloku analizy widmowej BA, a jego wyjścia doprowadzono Jest do drugiego wejścia bloku systemu sterowania stanowiskiem zautomatyzowanego łączenia, obróbki SR2, elementów El, E2, .... EN.

Działanie układu do kontroli zautomatyzowanego procesu łączenia, obróbki elementów według ^wynalazku z fig. 1 polega na tym, że fale dźwiękowe są odbierane przez grupę odbiorników fal dźwiękowych Fl, F2.....NN, ootykającychdo e^^i^^nwiw łączonych, ^abó^nych El, E2, ..., EN lub narzędzia technologicznego dokonującego procesu łączenia, obróbki elementów oraz przez odbiornik fal dźwiękowych FO umieszczony w pewnym oddaleniu od elementów łączonych, obrabianych 1 narzędzia techno-logicznego dokonującego procesu łączenia, obróbki elementów 1 są doprowadzone do odpowiadających sobie, w poszczególnych torach pomiarowych, wejść elementów standaryzujących EO, Sl, S2, .... SN. Wyjście elementów standaryzujących SO, Sl, S2, .... SN są doprowadzone do wejść odpowwadających im detektorów amplitudy DAO, DAl, DA2, DAN określających przekroczenie ustalonego poziomu ampUtudy dźwięku. Jednocześnie wyjścia elementów standaryzujących SO, Sl, S2, . .., SN są doprowadzone do wejść odpowiadających im fUmów częstot^w^-ici FCC, FC1, FC2, ..., FCN przenoszących określone pasma częstotlwwości fal dźwiękowych, tłumiąc pozostałe. Wyjścia filtrów czę8tłtlówłścl FCC, FC1, FC2, .... FCN są doprowadzone bezpośrednio do wejść bloku formowanie sygnełu kontroli BF1 lub poprzez, odpowiadające poszczególnym torom, detektory ampH-tudy CAO, CA1, CA2, .... CAN określa jące przekroczenie ustalonego poziomu enpli.tudy dźwięku w poszczególnych parnech częstotliwości dźwięku.

159 453

Blok formowania sygnału kontroli BF1 dokonuje analizy dyekretnych sygnałów wejściowych i formuje zbiór sygnałów kobroli doprowadzonych do wejścia systemu sterowania stanowiskiem zautomatyzowanego łęczenia, obróbki, elementów SR1, który tworzy sygnał sterujęcy przemieszczeniom narzędzia technologicznego R, na przykład ramieniem robota przemysłowego, pozycjami urzędzenie pozycjonującego ltp. Oednoczeónie w czasie procesu łęczenia, obróbbk,elementów El, E2, .... EN doprowadzone sę zewnętrzne sygnały dźwiękowe wytworzone przez generatory fal dźwiękowych Gl, G2,..., GN działające na zasadzie przetwarzania energii elektrycznej na fale dźwiękowe. Tak wytwarzane fale dźwiękowe wnnkaję w elementy łęczone, obrabiane, narzędzie technologiczne dokonujęce procesu łączenia, obróbki, elementów 1 przenoszone sę przez spoiny, złęcza, etyki elementów El, E2, ..., EN i narzędzia technologicznego. Odbierane fale dźwiękowe w innych miejscach elementów łęczonych, obrabianych lub narzędzia technologicznego sę następnie poddawane procesowi obróbki pomiarowej w elementach stendaryzujęcych SO, Si, S2, .... SN, detektorach ammlitudy DAO, DA1, DA2, .... DAN, CAO, CAL,

CA2, ..., CAN, filtrech częetotliwcści FCO, FC1, FC2, ..., FCN, bloku formowania sygnału kobroli BF1, systemie sterowania stanowiskiem zautomatyzowanego procesu łęczenia, obróbki SR1. Gθntaatcry fal dźwiękowych Gl, G2, ..., GN sę uruchamiane przez system sterowania stanowiskiem zautomatyzowanego procesu łęczenia, obróbki elementów SR1 na krótki okres czasu. Urzędzenie meebaalczne GM, w które wyposażony Jest układ powoduje powstawanie fal dźwiękowych w elementach łęczonych, obrabianych El, E2, ..., EN przez uderzenie meahhatczne w elementy łęczone, obrabiane, El, E2, .... EN, lub tylko w Jeden z nich. Obleralki fal dźwiękowych FI, F2, .... FN, generatory fal dźwiękowych Gl, G2, .... GN, urzędzenie mychaniczta GM, zαitetaCowαne na ruchomych ramionach w okreś^nym odcinku czasu powoduję zetknięcie się tych urzędzeń z elementami łęczonymi, obrabianymi, El, E2, ..., EN lub narzędzeem technologicznym dokotującym procesu łęczenia, obróbki tych elementów lub zbliżenie urzędzenie myaCanlcztego GM do elementów łęczonych, obra^enych El, E2, ... EN. Rozwiezenie to ummdiwia w tym eamym czasie dokonywanie pomiaru dźwięków pcwiaającyca w procesie łęczenia, obróbki elementów El, E2, .... EN oraz sztucznie doprowadzonych dźwięków z generatorów fal dźwiękowych Gl, G2, .... GN podczas procesu łęczenia, obróbki, elementów El,

E2, .... EN lub po zakończeniu tego procesu. OddlθΓając sygnały kobroli z bloku formowania sygnałów kobroli BF1 podczas tworzenia połęczenia, obróbki elementów El, E2, ....EN lub po zakończeniu tego procesu, system sterowania zautomatyzowanym stanowiskiem łęczenia, obróbki elementów SR1 generuje oygnsł Jakości pouczenia IP, atcncwięcy informację o zgodności wykonanego procesu z zakładanym.

Działanie ukłodu według wynalazku z fig. 2 Jeet podobne do działania układu przedatawionego na rysunku według fig. Iz tym, że wyjścia sygnałów dźwiękowych z elementów etandαtyzujęcych PO, Pl, P2, .... PN sę doprowadzone do wejść bloku analizy widmowej sygnałów akustycznych, w którym, w czasie rzeczywistym, dokonywana Jest wielokanałowe częβtctlivίościowa analiza widma fal dźwiękowych oraz dokonywano jest porównanie otrzymanych widm dźwięku z zadanymi dla danego procesu 1 tworzone sę sygnały przekazywane dalej do bloku formowania sygnału kobroli BF2 lcłączotagc z eyetymay sterowania zautomatyciwθnym stanowiskiem SR2 łęczenia, obróbki elementów El, E2, .... EN, który tworzy sygnał sterujęcy ramieniem przemieszczającym narzędzie technologiczne R, bckonujęca łęczenia, obróbki elementów El, E2, .... EN i po zakończeniu procesu łęczenia, obróbki elementów tworzy sygnał Jakości pouczenia IP, etanow^cy informację o zgodności wykonanego procesu z zakładanym.

159 453

159 453

Fig. 2

159 453

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do kontroli zautomatyzowanego proceeu łączenie, obróbki elementów,z nemien n y t y m, że do elementów łgczonych /El, E2,..., EN/ dotykajg generatory fal dźwiękowych /Gl, G2,..., GN/, urzgdzenie mecChanczne /GM/ do wywoływania fal dźwiękowych w elementach łgczonych, obrabianych /Ei, E^, .ET/ oraz odbiorniki 'Tal dźwiękowych /El, F2,...,

   -T/, których wyjścia eg doprowadzone do wejść elementów etandaryzujgcych /Sl, £2, ...,ST/, których wyjścia eg doprowadzone do wejść detektorów amppitudy /DAI, DA2, DANI oraz do fjLltrww częstotliwości /FC1, FC2, .... FCN/, których wyjścia ag doprowadzone bezpośrednio i poprzez detektory amppitudy /CAl, CA2, ..., C^t^/ do wejść bloku formowania sygnału konnroll /BFl/, którego wyjście doprowadzone Jeet do wejścia systemu sterowania zeutomatyoowanym stanowiskiem łęczenle, obróbki elementów /SR1/, a Jeden z odbiorników fal dźwiękowych /FOf umieszczony Jeet w pewnym oddaleniu od elementów łączonych, obrębionych /El, E2,,.., EN/

   1 narzędzia technologicznego dokonukęcego łgczenla, obróbki elementów.
2. 2. Układ do konnroll zautomatyzowanego proceeu łgczenla, obróbki elementów zawierejgcy odbiorniki fel dźwiękowych i elementy etandaryzujgce, znamienny tym, że do elementów łgczonych, obrabianych /Ei, E2, ..., EN/ dotykajg generatory fal dźwiękowych /Gl,

   G2, ..., GN/, urzgdzenie meehaniczne /GM/ do wywoływanin fal dźwiękowych w łgczonych, obrabianych elementach /El, E2, ET// oraz łdbiornikl fal dźwiękowych /Fl, F2, ..,,FT/, których wyjścia eg doprowadzone do wejść elementów etnndaryzujgcych /Pi, P2, ..., PN/, których wyjścia eg doprowadzone do wejść bloku analizy widmowej sygnałów akustycznych /BA/, którego pierwsze wyjście Jeet doprowadzone do wejścia systemu sterowania stanowiskiem zautomatyzowanego procesu łgczenla, obróbki elementów /SR2/, e drugie wyjście bloku analizy widmowej sygnałów akustycznych /B^^ Jeet doprowadzone do wejścia bloku formowania sygnału konnroll /BF2/, którogo wyjście Jeot dołgczone do kolejnego raojścia systemu ^ero^nlo stanowiskiem zautomatyzowanego procoou łgczenla, obróbki elementów /SR2/, zaś piervjsze wyjście systemu ^c^owania stanowiskom zautomatyzowanej ^proceeu ^łgczenin^, elemontito/sRZ/, Jcc¹ dołgezone do ostatniego wae^cia bloku analizy widmowej sygnałów akustycznych /BA/, a jeden z odbiorników fal dźwiękowych /FO/ Jest umieezczony w pewnym oddaleniu od elementów łgczonych, obrabianych /El, E2, ..,^^// i narzędzia technologicznego dokonujecogo łgczenla, obróbki elementów.
3. 3. Układ według zestrz.l, znemienny tym, że odbiornik fel dźwiękowych /FO/, umieszczony w pewnym oddaleniu od elementów łgczonych, obrabianych /E1,E2...../// 1 a-· rzędzia technologicznego dokonującego łgczenia, obróbki elementów, Jeet połgczony z wejściem bloku formowania eygnełu konnroli /BFl/ tak samo Jak pozoesałe ^ό^τηΐ^ fal dźwiękowych /Fl, F2, ..., FN/, dotykajgce elementów łgczonych, obrabianych /El, E2, ...,E//.
4. 4. Układ według zastrz.2, znamienny tym, że odbiornik fel dźwiękowych /FO/ umieszczony w pewnym oddaleniu od elementów łgczonych, obrabianych /El, E2, ..,,ΕΝ/ 1 narzędzie technologicznego dłkłnujgcagł łgczenia, obróbki elementów. Jest połgczony z wejściem elementu etenderyzuJącego /PO/, którego wyjście Jeet doprowadzone do wejście bloku analizy widmowej sygnałów akustycznych /BA/.
5. 5. Układ według zaesrz.l, znamienny tym, że część odbiorników fel dźwiękowych /Fl, F2, .... EN/ jeet zanetałowana na elementach narzędzia technologicznego dłkłnujgcagł łgczenla, obróbki elementów.
6. 6. Układ według zeetrz. 1, znamienny tym, że zawiere urzgdzenie meehaniczne /GM/ povw^i^i^^gce powstawanie fal dźwiękowych w elementach łączonych, obrabianych /Ei, E2,

   ..., EN/ przez jego uderzanie meehaalczna w elementy ^gczone, obrabiane.

   159 453
7. 7. Ukłed według zastrz.l, znamienny tym, że zawiere generatory fal dźwiękowych /Gl, G2, ..., GN/ działające na zasadzie przetwarzania energii elektrycznej na fale dźwiękowe.
8. 8. Układ według zaetrz.1, albo3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny t y m, źe odbiorniki fal dźwiękowych /Fl, F2, ..., FN/, urzędzenie mechaniczne /GM/ oraz generatory fal dźwiękowych /Gi, G2, .... GN/ zanatalowane sę na ruchomych ramionach, których ruchem steruje system sterowania procesu łęczenla, obróbki elementów /SR1, SR2/, * * *