SU483567A1 - Датчик положени сварочного электрода относительно стыка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в след щих системах автоматического управлени  сварочным электродом при сварке стыков со значительной кривизной.

Известны датчики положени  сварочного электрода относительно стыка, содержащие объектив, подвижную диафрагму и схему преобразовани  оптического сигнала.

Предложенное устройство отличаетс  от известных тем, что, с целью повыщени  точности положени  электрода, схема преобразовани  выполпена в виде каналов преобразовани  сигналов расположени  стыка и электрода в импульсы и блока преобразовани  взаимного положени  импульсов в сигнал посто нного тока. Каждый из каналов снабжен неподвижной диафрагмой, конденсором, фотоприемником и узлом обработки сигнала фотоприемника . В канале электрода диафрагма разделена на две равные части непрозрачной перемычкой, узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схемы выделени  импульсного сигнала, образуемого при перемещении вращающейс  диафрагмы относительно перемычки неподвижной диафрагмы, а в канале стыка узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схемы выделени  импульсов, положение которых по времени определено положением изображени 

стыка в пределах пол  зрени  неподвижной диафрагмы.

Это позвол ет повысить точность слежени  по стыку, особенно при сварке стыков зпачительной кривизны.

На фиг. 1 изображена блок-схема датчика положени  электрода относительно стыка; на фиг. 2 - эпюры напр жений датчика.

Датчик направлен на стык вблизи зоны

сварки и край сварочного электрода и содержит бленду 1, объектив 2, при этом край сварочного электрода 3 направлен на плоскость соедин емых кромок 4, подвижную диафрагму 5 с отверстием, неподвижную диафрагму 6 с двум  отверсти ми, конденсор 7 канала электрода с отверстием разделенным перемычкой на равные части, конденсор 8 канала стыка, фотоприемпик 9 канала электрода , фотоприемник 10 стыка канала, узел

11 обработки сигнала фотоприемника канала электрода, узел 12 обработки сигнала фотоприемника стыка и блок 13 преобразовани  взаимного положени  импульсов в посто нное напр жение. Узел 11 обработки сигнала

фотоприемника канала электрода содержит в свою очередь формирователь 14 положительных сигналов, формирователь 15 отрицательных сигналов, схему 16 совпадени . Узел 12 обработки сигнала фотоприемника канала

стыка содержит усилитель 17, дополнительный формирователь 18 положительных сигналов , дополнительный формирователь 19 отрицательных сигналов и дополнительную схему 20 совпадени .

Устройство работает следующим образом.

При сварке край сварочного электрода и стык соедин емых деталей у входа в зону сварки посто нно наход тс  в поле зрени  фотоприемников 9, 10, датчика соответственно каналов электрода и стыка. Световой ноток сварочного электрода прерываетс  отверстием подвижной диафрагмы 5, проходит через отверсти  неподвижной диафрагмы 6 канала электрода и собираетс  конденсором 7 на фотоприемнике 9 канала электрода. Отраженный от кромок соедин емых деталей световой поток э Еектрода, прошедший через отверсти  подвижной диафрагмы 5 и неподвижной диафрагмы 6 канала стыка, собираетс  конденсором 8 на фотоприемник 10 канала стыка. Наличие перемычки в центре неподвижной диафрагмы в поле зрени  фотоприемника канала электрода и наличие стыка в центре пол  зрени  фотоприемника канала стыка позвол ет на выходе каждого из них получать сигналы с паузами т; TI (фиг. 2 а, d). Взаимное положение этих пауз определ ет положение стыка относительно электрода.

Дл  упрощени  использовани  этой информации из сигналов пауз формируютс  импульсы стыка и электрода. Дл  этого сигналы с фотоприемников каналов стыка и электрода подаютс  соответственно на узлы 11, 12 обработки сигналов. Сигнал t/ie фотоприемника канала электрода поступает на формирователи положительного и отрицательного сигналов, на выходе которых соответственно снимаютс  импульсы Uz и t/з. Передний фронт положительного импульса t/2 совпадает с передним фронтом сигнала t/ie, задний фронт совпадает с задним фронтом импульса паузы. Передний фронт отрицательного имнульса f/3 совпадает с передним фронтом импульса паузы сигнала t/je, задний фронт совпадает с задним фронтом сигнала электрода. Сформированные положительные и отрицательные сигналы поступают на схему 16 совпадени , на выходе которой снимаютс  импульсы электрода U, которые поступают на один из входов блока преобразовани  взаимного положени  импульсов электрода и стыка в посто нное напр жение. На второй вход блока 13 преобразовани , поступают импульсы стыка Ug, формируемые из сигналов стыка, которые усиливаютс  усилителем 17 и подаютс  на дополнительные

формирователи 18, 19 положительных и отрицательных сигналов, а на их выходах снимаютс  соответственно импульсы положительной и отрицательной пол рности tV и L/S. Дополнительна  схема 20 совпадени  выдел ет из этих импульсов импульс УЭ стыка длительность которого определ етс  шириной зазора в стыке соедин емых деталей. При совмещении оси стыка с осью электрода импульс стыка t/g располагаетс  точно по середине между двум  импульсами электрода U,. При смещении стыка относительно электрода на выходе блока преобразовани  снимаетс  посто нное напр жение, соответствующее взаимному расположению импульсов стыка и электрода.

Выходные сигналы содержат информацию о положении стыка относительно электрода в непосредственной близости от него, а узлы

обработки сигналов фотоприемников каналов стыка и электрода позвол ют получать информацию о взаимном положении середины стыка относительно середины электрода независимо от ширины зазора в стыке. Использование этой информации позвол ет повысить точность слежени  по стыку и осуществл ть слежение при значительной кривизне стыка.

Предмет изобретени 

Датчик положени  сварочного электрода относительно стыка, содержащий объектив, вращающуюс  диафрагму с осью вращени , совпадающей с оптической осью объектива, и схему преобразовани  оптического сигнала,

отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности положени  электрода, схема преобразовани  выполнена в виде каналов преобразовани  сигналов расположени  стыка и электрода в импульсы и блока преобразовани  взаимного положени  импульсов в сигнал посто нного тока, каждый из каналов снабжен неподвижной диафрагмой, конденсором , фотоприемником и узлом обработки сигнала фотоприемника, в канале электрода

диафрагма разделена на две равные части непрозрачной перемычкой, узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схем выделени  импульсного сигнала, образуемого при перемещении вращающейс  диафрагмы

относительно перемычки неподвижной диафрагмы , а в канале стыка узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схемы выделени  импульсов, положение которых по времени определено положением изображени  стыка в пределах пол  зрени  неподвижной диафрагмы.