SU1006124A1 - Устройство дл контрол процесса дуговой сварки - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащее контактный элемент, подпружиненный стержень, преобразователь перемещений контактного элемента в электричв. ский сигнал, состо щий из осветител , формирукицего световую полосу, фотоприемника и диафрагмы, причем , контактный ..элемент посредством под- ,пружиненного стержн  св зан с диаф1рагмой , котора  расположена между осветителем и фотоприем1 иком и имеет клиновидную щель с основанием, пер- нендикул рным к оси стержн ,; о т личающеес  тем, что, с целью улучшени  качества сварки за счет повышени  точности контрол  положени  сварочной головкн относительно поверхности свариваемого издели , в него дополнительно введены второй и третий фотоприемники и два триггера, выходы второго и третьего фотоприемников св заны со входами триггеров, а диафрагмасодёр: жит вторую клиновидну10 щель и два отверсти , при этом клиновидные щели выполнены симметрично; одна относительно ;фугой, их вершины отсто т друг от друга на рассто нии, равном высоте световой полосы осветител , основани  клиновидных щелей меньше V) ширины световой полосы на величину, равную удвоенному диаметру отверстий с диафрагмы, последние отсто т от продольной оси клиновидных щелей на рассто ний , равном половине ширины осно-с вани  этих щелей и от поперечной оси клиновидных щелей на рассто нии, рав ном половине высоты световой полосы осветител , причем оптический входы .фотоприемников выполнены в виде свеоводов . .

Description

Изобретение относитс  к автомати.эации процессов сварки и может быть применено, например, при производств большого диаметра методом дуговой сварки. Как показывает практика производства труб большого диаметра, одним из существенных возмущающих факторов |Вли ющих на процесс сварки, а следовательно и на качество формируемого шва труб,  вл ютс  вертикальные смеще ни  свариваемой поверхности относительно сварочной головки, вызываемые йеровност ми свариваемой трубы по образующей , начилием раструба на концах , дефектами формовки и -транспортирующих механизмов. Поэтому точный и надежный контроль вертикальных смещений свариваемой поверхности от заданного положени   вл етс  важным требованием повышени  качества шва. Известен р д устройств, воспроизвод щих профиль свариваемых поверхностей , по сигналам которых корректируетс  положение сварочной горелки относительно этих поверхностей. В направл ющем устройстве машины дл  автоматической сварки профиль свариваемой поверхности определ етс  путем прощупывани  профил  роликом, расположенным перед горелкой Недостатком этого технического ре шени   вл етс  наличие механической многозвенной передаточной системы, уменьшаквдей точность и надежность устройства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  устройство дл  контрол  процесса сварки, содержащее контактный элемент сварочной головки, соединенный посредством подпружиненного стержн  с фотоэлектр ческим преобразователем перемещений контактного элемента в электрический сигнал, осветитель и диафрагму с кли новидной щелью, причем диафрагма жестко закреплена на вертикальном стержне и расположена между осветите лем и преобразователем, а основание клиновидной щели перпендикул рно про дольной оси л афрагмы и равно ширине световой полосы, образуемой осветителем t23. Указанное устройство имеет следующие недостатки. При нахождении контролируемой поверхности в заданном (среднем положении на фотопреобразЬвателъ падает некоторый световой поток, устройство выдает определенный, отличный от нул сигнал, величина которого увеличиваетс  при смещении контролируемой поверхности от заданного положени  в одну сторону, а уменьшаетс  при смещении этой поверхности в другую сторону , т.е. одинаковым по абсолютному значению смещени м контролируемой поверхности от заданного положени  соответствуют сигналы различной величины на выходе устройства, что определенным образом затрудн ет настройку устройства при его использовании в замкнутом контуре,.рргулировани  и снижает точность контрол  положени  сварочной головки. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества сварки за счет повышени  точности контрол  положени  сварочной головки относительно поверхности свариваемого издели . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  процесса дуговой сварки, содержащее контактный элемент, подпружиненный стержень , П1 еобразователь перемещений контактного элемента в электрический сигнал, состо щий из осветител ,формирующего световую полосу, фотоприемника и диафрагмы, причем контактный элемент посредством подпружиненного стержн  св зан с диафрагмой, котора  расположена между осветителем и фотоприемником и имеет клиновидную щель с основанием, перпендикул рным оси стержн , дополнительно введены второй и третий фотоприемники и два триггера, причем выходы второго и третьего фотоприемников св заны со входами триггеров, а диафрагма содержит вторую клиновидную щель и два отверсти , при этом клиновидные щели- выполнены симметрично одна относительно другой, их вершины отсто т друг от друга на рассто нии равном высоте световой полосы осветител , основани  клиновидных щелей меньше ширины световой полосы на величину, равную удвоенному диаметру отверстий диафрагмы, последние отсто т от продольной оси клиновидных щелей на рассто нии,равном половине ширины основани  этих щелей и от поперечной оси клиновидных щелей - на рассто нии равном половине высоты световой полосы осветител , причем оптические входы фотоприемников выполнен в виде световодов . На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг.-1. Контактный элемент в виде опорного ролика 1, прижатый к контролируемой поверхности 2 при помощи пружины 3, соединен со стержнем 4, установленным в направл ющих 5. Диафрагма 6 с клиновидными щел ми 7 и 8, имеющими основани  а, жестко закреплена на стержне 4. Осветитель 9, включающий в себ  лампу накаливани  10, конденсор 11, окно 12 и микрообъектив 13, образует в плоскости диафрагмы 6 световую полосу 14 ишриной b и высотой h. Световод 15 располржен таким образом, чтобы све товой поток, проход щий через клино видные щели 7 и 8, попадал на фотоприемник 16. На диафрагме 6 имеютс  отверсти  17 и 18 диаметром d , причем b а + 2d, d « h. Световоды 19 и 20 расположены таким образом, чтобы световой поток, проход щий. через отверсти  17 и 18 попадал соответственно , на фотоприемники 21 и 22, выход фотоприемника;. 21 соедине с входим 1 триггера 23 и входом О триггера 24,. а выход фотоприемника 22 соединен с входом 1 триггера 24 и входом О триггера 28. Устройство работает следук дим об разом. Контролируема  поверхность 2/ например, кромки свариваемой трубы, профиль которой необходимо воспроизвести , перемещаетс  в направлении показанном на. фиг. 1 стрелкой. Путем предварительной регулировк длины стержн  4 устройство настраиваетс  таким образом, чтобы при про хождении контролируемой поверхности в заданном положении светова  полос 14 проецировалась на участок диафрагмы 6, расположенный между вершинами клиновидных щелей 7 и 8. Тогда на фотоприемник 16 световой поток не попадает и сигнал на аналоговом выходе устройства отсутствует, это свидетельствует о том, что контролируема  поверхность находитс  в задан ном положении (а следовательно и вылет электрода, равный рассто нию от токопровод щего мундштука до свариваемой поверхности, имеет заданное значение). При смзцении контролируемой поверхности от заданного положени  вверх или вниз, опорный ро лик 1, стержень 4 и диафрап ла 6 перемещаютс  в соответствующую сторону и световой поток от осветител  проходит через клиновидную щель -В при смещении вверх и 7 - при смещении внизi и световод 15, засвечива  фотоприемник 16, который преобразует световой поток в электрический аналоговый сигнсш, причем величина этог сигнала пропорциональна величине сме . щени  контролируемой поверхности i от заданного положени . Знак рассогласовани  между заданньо4 и фактическим положением контролируемой поверхности определ етс  следующим об:разом . При смещении контролируемой поверхности 2 {а значит и диафрагмы 6/ вверх от заданного положени  светова  полоса 14 через отверстие 18 и световод 20 засвечивает фотоприемник 22, сигнал от которого устанавливает триггер 24 через вход 1 в . единичное состо ние. На выходе триггера 24 по витс  дискретный Сигнал Выше. Одновременно триггер 23 через вход О устанавливаетс  в нулевое состо ние и на его выходе сигнал Ниже отсутствует. При смещении контролируемой поверхности 2 вниз от заданного положени  светова  полоса 14 через отверстие 17 и световод 19 засвечивает фотоприемник 21, сигнал от которого устанавливает триггер 23 через вход 1 в единичное положение. На выходе триггера 23 по витс  дискретный сигнал Ниже. Одновременно триггер 24 через вход О устанавливаетс  в нулевое положение, и сигнал на его выходе отсутствует. Таким образом, предлагаемое техни ,ческое решение в отличие от известного устройства, выдает сигнал о положении контролируемой поверхности, симмет-. ричный относительно заданного положени  этой поверхности. При на хождении контролируемой поверхности в заданном положении сигнал от устройства равен нулю. Указанные факторы овлегчают использование предложенного устройства (по сравнению с известным) в автоматизированных системах контрол  регулировани  процесса сварки. Кроме того, данное техническое решение позвол ет расширить пределы измерени  устройства в 1,7-1,9 раза по сравнению с известным устройствомбазовым объектом при равной ширине световой полосы, а следовательно при pajвныx по сложности габаритах и стоимости оптического блока осветите л  9. Устройство целесообразно использовать на агрегатах дуговой сварки труб большого диаметра.

J

.if Ж

Ul

Чз

В 20

AUCKP. сигнал .Диже

Даем, сигнал „выше

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащее контактный элемент, подпружиненный стержень, преобразователь перемещений контактного' элемента в электрический сигнал, состоящий из осветителя, формирующего световую полосу, фотоприемника и диафрагмы, причем , контактный ..элемент посредством под— ,пружиненного стержня связан с диафiрагмой, которая расположена между осветителем и фотоприемником и клиновидную щель с основанием.

   имеет пер- иендикулярным к оси стержня, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества сварки за счет повышения точности контроля положения сварочной головки относительно поверхности свариваемого изделия, в него дополнительно введены второй и третий фотоприемники и два триггера, приц^м выходы второго и третьего фотоприемников связаны со входами триггеров, а диафрагма'содёр: жит вторую клиновидную щель и два отверстия, при этом клиновидные щели выполнены симметрично; одна относительно другой, их вершины отстоят друг от друга на расстоянии, равном высоте световой полосы осветителя, основания клиновидных щелей меньше ширины световой полосы на величину, £ равную удвоенному диаметру отверстий диафрагмы, последние отстоят от про- £ дольной оси клиновидных щелей на расстояний, равном половине ширины осно-g вания этих щелей и от поперечной оси “ клиновидных щелей на расстоянии, равном половинё высоты световой полосы осветителя, причем оптический входы .фотоприемников выполнены в виде све-оводов.