SU1638145A1

SU1638145A1 - Устройство тренировки сварщиков

Info

Publication number: SU1638145A1
Application number: SU884634585A
Authority: SU
Inventors: Борис Петрович Грузинцев; Анатолий Васильевич Сас; Сергей Владимирович Антипов
Original assignee: Мгту Им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к сварке, в частности к техническим средствам обучени приемам и навыкам ручной электросварки. Цель изобретени - повышение эффективности техники ручной дуговой сварки путем контрол нормативных параметров процесса ведени сварки. Имитатор стыка устройства представл ет собой световую дорожку , подсвечиваемую изнутри импульсной лампой с посто нной частотой. Остальна часть операционного пол подсвечиваетс другой импульсной лампой с той же частотой световых вспышек , но со сдвигом фазы 180 . Устройство содержит блок обработки информации , прин той фотодатчи.ком, который размещен на конце имитатора электрода . В результате обработки информации устройство определ ет попадают ли в заданные границы контролируемые параметры - скорость перемещени имитатора электрода вдоль стыка, величина имитируемого дугового промежутка , нахождение имитатора электрода над световой дорожкой. Перва по вл - юща ошибка фиксируетс на блоке световой индикации и останавливает тренаж. При этом индицируетс также величина пройденного до возникновени ошибки пути в условных единицах. 3 ил. (/

Description

Изобретение относитс к сварке, в. частности к техническим средствам обучени приемам и навыкам ручной Эл ектр ос вар ки.

Цель изобретени - повышение эффективности обучени технической ручной дуговой сварки путем контрол норпативных параметров процесса ведени сварки.

На фиг.1 изображена функциональна схема устройства; на фиг.2 - конструкци модели свариваемого объекта и имитатора электрода; на фиг.З - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) содержит модель 1 свариваемого объекта с размещенными внутри его импульсными лампами рабочей зоны (т.е. собственно имитатора стыка) и нерабочей зоны соответственно 2 и 3, блоки питани импульсных ламп рабочей зоны и импульсных ламп нерабочей зоны соответственно 4 и 5, имитатор 6 электрода с фотоприемником 7, усилитель 8, селекторы импульсов рабочей.зоны и импульсов нерабочей зоны соответственно 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов , амплитудные детекторы импульсов рабочей зоны и импульсов не05 00 00

4ъ СП

рабочей зоны соответственно 12 и 13( триггер Шмитта 14 с плавающим порогом , ждущий мультивибратор 15, интегратор 16 с разр дными цеп ми, компараторы 17 и 18, амплитудный детектор 19 огибающей импульсов рабочей зоны, компараторы 20-22, блок 23 триггеров ошибок, блок 24 световой индикации, блок 25 звуковой индикации, узел 26 блокировки входов блока триггеров ошибок, узел 27 обнулени , блок 28 счетчиков меток скорости, блок 29 цифровой индикации.

Конструктивно модель 1 свариваемого объекта представл ет собой (фиг.2) короб с размещенными внутри импульсными лампами рабочей и нерабочей зон 2 и 3, в верхней части которого закреплены направл ющие 30. Внутри модели установлен также экран 31 со световой щелью 32. Метки скорости 33 нанесены на прозрачную пластину 34 операционного пол . Импульсные лампы рабочей и нерабочей зон разделены друг от друга непрозрачной опорной пластиной 35. Дл повышени равномерности подсветки нерабочей зоны операционного пол в нижней части короба под углом к основанию установлены отражатели 36. Модели свариваемого объекта девизуали- зируетс при помощи светонепроницаемого экрана-щитка 37. Бокова крышка 38 сделана съемной, что позвол ет осуществл ть быструю смену экрана 31 и пластины 34 с целью замены типа траектории.

Принцип действи устройства состоит в том, что анализируетс соотношение амплитуд импульсов, прин тых отоприемником имитатора электрода со стороны импульсной лампы рабочей зоны и со стороны импульсной лампы нерабочей зоны. В результате определ етс факт нахождени имитатора электрода в рабочей зоне и величина имитируемого дугового промежутка, а по частоте модул ции света при дви- ении имитатора электрода над меткаи скорости - величина скорости переещени имитатора электрода.

Генератор 11 тактовых импульсов обеспечивает управление блоками питани импульсной лампы рабочей зоны 2 и импульсной лампы нерабочей зоны 3 соответственно 4 и 5 с достаточно высокой посто нной частотой и со

10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сдвигом фаз импульсов зажигани ламп 180 град. Эти же сигналы управл ют селекторами импульсов рабочей и нерабочей зон соответственно 9 и 10. Световые импульсы от импульсных ламп обеих зон преобразуютс фотоприемником 7 в электрические, которые усиливаютс в усилителе 8, раздел ютс на импульсы рабочей зоны и импульсы нерабочей зоны в селекторах импульсов рабочей зоны 9 и нерабочей зоны 10„ Амплитудный детектор 12 импульсов рабочей зоны выдел ет огибающую импульсов рабочей зоны, опреде- л емую модул цией света при прохождении имитатора электрода над светонепроницаемыми метками скорости 33. Эта огибающа преобразуетс триггером Шмитта 14 в импульсы той же час- тоты, .которые укорачиваютс в ждущем мультивибраторе 15 и накапливаютс в интеграторе 16. Напр жение с интегратора 16 подаетс на компараторы 17 и 18, на вторые входы которых подаютс опорные напр жени , соответствующие минимальной и максимальной скорост м перемещени имитатора электрода . При выходе величины скорости за установление границы, напр жение на выходе интегратора достигает одного из порогов, что приводит к срабатыванию соответствующего компаратора и установке одного из триггеров блока 23 триггеров ошибки в единичное состо ние.

Дл контрол за величиной имитируемого дугового промежутка огибающа импульсов рабочей зоны с амплитудного детектора 12 подаетс на амплитудный детектор 19 импульсов рабочей зоны, который выдел ет амплитуду импульсов рабочей зоны при прохождении имитатора электрода над прозрачными (освещенными) участками световой дорожки. Эта величина сравниваетс в компараторах 20 и 21 с опорными напр жени ми, соответствующими заданному интервалу положени имитатора электрода по высоте. Выходы компараторов соединены с соответствующими входами блока 23 триггеров. Кроме того, амплитуда импульсов с амплитудного детектора 19 огибающей импульсов г рабочей зоны поступает на вход компаратора 22, на второй вход которого подаетс сигнал с амплитудного детектора 13 импульсов нерабочей зоны. Таким образом, осущест-

вл етс сравнение амплитуд импульсов рабочей зоны и нерабочей зоны в цел х определени момента выхода имитатора электрода из рабочей зоны в нерабочую. В этот момент сигнал с выхода компаратора 22 поступит на блок 23 и зафиксирует ошибку Выход из рабочей зоны.

Узел 26 блокировки входов предназначен дл выделени первой возникшей в ходе очередного тренажа ошибки.

Блок 28 счетчиков меток осуществл ет подсчет количества меток скорости , пройденных при условии отсутстви ошибок тренажа. До тех пор пока не начат новый цикл тренажа, сохран етс состо ние блока 28 счетчиков и в блоке 29 цифровой индикации запомненное число подсчитанных меток.

Устройство работает следующим образом.

В начале тренажа имитатор электрода устанавливаетс над первой более прот женной, чем остальные, непрозрачной меткой скорости. Обучаемый де визуальизирует модель свариваемого объекта с помощью непрозрачного экрана 37. Уровень амплитуды импульсов рабочей зоны при этом минимален, компаратор 22 имеет на выходе высокий уровень, соответствующий превышению амплитуды импульсов нерабочей зоны над амплитудой импульсов рабочей зоны . Затем нажимаетс кнопка ИСХ, дава разрешение счетным импульсам блока счетчиков меток. При начале движени имитатора электрода в момент перехода над светопроницаемым промежутком компаратор 22 обнул ет блок 28 счетчиков меток и устанавливает триггеры блока 23 в исходное нулевое состо ние. I

При движении имитатора электрода

над метками скорости импульсы, прин тые с рабочей зоны, модулируютс по амплитуде. С выхода амплитудного детектора 12 импульсов рабочей зоны модулированный , сигнал дискретизиру- етс триггером Шмитта 14 с плавающим порогом. Импульсы укорачиваютс ждущим мультивибратором 15 и накапливаютс в интеграторе 16. При скорости имитатора электрода, равной заданной , напр жение на выходе интегратора равно иопопн VCp . При увеличении скорости напр жение на выходе интегратора .16 увеличиваетс и при некоторой заданной максимальной скорости

v/waiccДостигнет напр жени Uonop | V компаратора 18, который сработает и зафиксирует тем самым в блоке 23

триггеров ошибку (|I. Наоборот, при уменьшении скорости движени имитатора электрода до заданной минимальной скорости V, напр жение на выходе интегратора 16 уменьшитс до

0 Uonof HVMMH сработает компаратор 17, фиксиру ошибку

С выхода амплитудного детектора 19 огибающей импульсов рабочей зоны напр жение равно амплитуде импульсов

5 ра бочей зоны в момент прохождени имитатора электрода между светонепроницаемыми метками и несущее информацию о имитируемом дуговом промежутке (фиг.Зж), сравниваетс в ком0 параторах 20 и 21 с UanopH h мин и

Чжори hAAOKc- Если имитируемый дуговой промежуток меньше заданного Ьмин, то вследствие приближени фотоприемника к световой дорожке и возрастани 5 напр жени на выходе амплитудного детектора 19 огибающей импульсов рабочей зоны, срабатывает Компаратор 20, фиксиру в блоке 23 триггеров ошибку h hMt/1H . Если промежуток увеличи0 ваетс больше заданного, амплитуда импульсов рабочей зоны падает, срабатывает компаратор 21, фиксиру ошибку h hMaKC,.

Напр жение с выхода амплитудного детектора 13 огибающей импульсов рабочей зоны (фиг.1) в процессе тренажа непрерывно снавниваетс в компараторе 22 с напр жением амплитудного детектора 13 импульсов нерабочей зоны. Если происходит увод имитатора электрода в сторону от световой дорожки, то напр жение с выхода амплитудного детектора 19 уменьшаетс , а напр жение с выхода амплитудного детектора 13 увеличиваетс . При выходе имитатора электрода из рабочей зоны напр жение с выхода амплитудного детектора 13 становитс больше напр жени с выхода амплитудного детектора 19, срабатывает компаратор 22, фиксиру в блоке 23 триггеров ошибку Выход из рабочей зоны.

5

0

5

0

Если тренаж выполнен без ошибок до конца, т. е. пройдены и сосчитаны все метки световой дорожки,то счетчики блока 28 счетчиков достигают определенного состо ни , при котором выдаетс сигнал Без ошибок на блок 23 тригге10

15

ров дл фиксации одноименного состо ни последнего

При любом изменении состо ни триггеров блока 23 блок 25 звуковой индикации осуществл ет подачу короткого звукового сигнала.

После того как тренаж прерываетс вследствие допущени какой-либо из названных выше ошибок, а также при правильном выполнении всего тренажа , обучаемый слишит звуковой сигнал , убирает экран 37, видит на блоке 24 световой индикации допущенную им ошибку или сигнал Без ошибок, запоминает длину пройденной без ошибок траектории (количество меток), высвеченную на блоке 29 цифровой индикации , ставит имитатор электрода вновь в начало траектории на первую светонепроницаемую метку,девизуализи- рует с помощью экрана 37 модель 1, нажимает кнопку ИСХ и с выходом имитатора электрода на светлый участок между метками начинаетс новый цикл тренажа.

Устройство обладает повышенной помехоустойчивостью по отношению к внешним источникам света благодар значительному превышению уровн ркости им-30 пульсов света подобного типа ламп над световым фоном и возможными близконаход щихс источников излучени (например, естественного освещени , ламп дневного света). Высо- 35 ка экономичность позвол ет изготовить устройство с автономным питанием , что нар ду с сохранением работоспособности его в любых пространственных положени х делает возможным 40 значительно разнообразить услови тренажа.

Предлагаемое устройство может работать в режимах тренажа как по произвольной траектории, так и по про-дз извольной совокупности контролируемых параметров.

20

25

Claims

Формула изобретени

Устройство тренировки сварщиков, содержащее модель свариваемого объекта с имитатором стыка, имитатор электрода с размещенным на конце фо- топриемникомэ генератор тактовых импульсовэ ждущий мультивибратор, узел обнулени , компаратор, усилитель и светопроницаемый экран-щиток, отличающеес тем, что,

16381458

с целью повышени эффективности тренажа техники ручной дуговой сварки, оно снабжено двум импульсными лампами , двум блоками питани импульсных ламп, триггером Шмитта, интегратором, четырьм компараторами, блоком триггеров ошибок, блоком световой индикации , узлом блокировки, блоком счетчиков меток, блоком цифровой индикации , а также двум селекторами импульсов и трем амплитудными детекто-- рами, причем модель свариваемого объекта выполнена в виде трафарета из прозрачной пластины с двум зонами , одна из которых, имитирующа стык, выполнена в виде световой дорожки чередующихс прозрачных и йе- прозрачных дл света участков, а втора , нерабоча зона расположена по обе стороны от первой, при этом под трафаретом установлен светонепроницаемый экран со световой щелью, расположенной вдоль световой дорожки , в экране размещена перва импульсна лампа напротив световой щели, а втора импульсна лампа установлена вне экрана под первой с возможностью равномерной засветки нерабочей зоны, первой и второй блоки питани импульсных ламп выходами соединены соответственно с первой и второй импульсными лампами, а входами - с первым и вторым входами генератора тактовых импульсов и первыми входами селекторов импульсов соответственно , вторые входы которых св заны с выходом усилител , входом соединенного с фотоприемником, выход первого селектора импульсов через первый амплитудный детектор подключен к входам второго амплитудного детектора и триггера Шмитта, выход которого соединен с первым входом узла обнулени и через последовательно соединенные ждущий мультивибратор и интегратор с входами первого и второго компараторов , выходами св занных соответственно с первым и вторым входами блока триггеров, выход второго амплитудного детектора соединен через третий и четвертый компараторы соответственно с третьим и четвертым входами блока триггеров и непосредственно с первым входом п того компаратора , второй вход которого через третий амплитудный детектор св зан с выходом второго селектора импульсов, а выход - с п тым входом блока триг50

55

геров и вторым входом узла обнулени , третий вход которого соединен с высчетчиков меток, первым выходом под-- ключенного к блоку цифровой индика

ходами блока световой и входом блока зву- ции, а вторым входом - к седьмому

ковой индикации, первый выход узла . обнулени через узел блокировки св зан с шестым входом блока триггеров , второй выход - с входом блока

36

входу блока триггеров, выход которого соединен с входом блока световой индикации.

30

Щи г. 2

ТтгПТПТтьг -нгпиПтг

ГгТТТг --,-г- Г1Тг

Itf

Про Вено плавающего порога

.JJj-.

Я tit

Составитель В. Родимов Редактор М. Недолуженко Техред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Заказ 900

Тираж 287

ВНИИПИ Государствечного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

п,

Z

L L чсревн . инп. ( Earayat.mtt UonaoiTVmtiH. i

Подписное