SU829365A1 - Устройство дл слежени за сварнымшВОМ - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматизации процессов сварки, а именно к устройствам слежения по стыку.

Для получения качественного сварного шва необходимо в процессе сварки следить за сформированным швом, а после сварки для выявления внутренних дефектов шва необходимо направлять дефектоскоп с высокой точностью по оси шва.

Известен способ телевизионного слежения за положением сформированного шва, использующий инфракрасные лучи, длина волны которых не превышает шероховатостей поверхности Шва [1].

Однако сложность этого способа ограничивает его практическую реализацию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухканальный датчик стыка свариваемых кромок, содержащий объектив, вращающуюся диафрагму с двумя отверстиями, два фотоприемника, соединенные со своими усилителями, выходы которых через схему совпадения подключены к формирователю выходного сигнала [2].

Недостатком устройства является невысокая точность и плохая помехозащищенность за счет неоднородностей поверхности сформированного шва.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путём повышения точности слежения и помехозащищенности.

Поставленная цель достигается Тем, что в устройство введены преобразователь разнополярных импульсов, схема задержки, преобразователь рабочего цикла, блок триггеров и триггер запрета,а двухканальный оптический сканирующий датчик снабжен дополнительным осветителем, установленным перед сканирующей диафрагмой во втором канале, при этом выход триггера запрета соединен с одним из входов блока управления исполнительным механизмом, другой его вход подключен к выходу преобразователя разнополярных импульсов, а выходы усилителей подключены ко входам преобразователя разнополярных импульсов и ко входам блока триггеров, выход которого подключен ко входу усилителя триггера запрета, причем выход усилителя второго канала подключен к блоку триггеров через последовательно соединен ные схему задержки и преобразователь рабочего цикла.

В предлагаемом устройстве формируется сигнал оптической оси датчика независимо от неоднородностей поверхности сформированного, шва, относительно которого представляется возможным определять середину шва. Во избежание сбоя работы устройства изза случайных помех введены в устройство блоки,'которые шунтируют прохождение сигнала управления на исполнительный механизм на время помехи.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для слежения по шву,* на фиг. 2 — формы выходных напряжений сигналов.

Оптический сканирующий датчик 1 состоит из объектива 2, сканирующей диафрагмы 3 с двумя отверстиями, осветителя 4, световой поток которого, отраженный от поверхности шва, проходит через одно отверстие сканирующей диафрагмы и конденсатор 5 на фотоприемник 7 первого канала датчика, выход которого соединен с нормирующим усилителем 11, световой поток от дополнительного осветителя 9 через отверстие сканирующей диафрагмы и конденсатор 6 поступает на фотоприемник 8 второго канала датчика, выход фотоприемника соединен с нормирующим усилителем 11, выход которого соединен с одним входом преобразователя. 12 разнополярных импульсов и входом схемы 13 задержки, выход которой связан со схемой преобразователя 14 рабочего цикла, второй пход преобразователя разнополярных импульсов связан, с нормирующим усилителем 11 второго канала, ει выход преобразователь' 12 соединен с одним входом блока 17 управления исполнительным механизмом. Выход схемы .13 задержки соединен с преобразователем 14 рабочего цикла, выход которого соединен с одним входом блока триггеров 15, второй вход которого соединен с нормирующим усилителем 10 первого канала, а выход соединен со входом триггера 16 запрета, выход которого соединен со вторым ,входом блока 17 управления.

Устройство работает следующим образом.

При вращении сканирующей диафрагмы 3 световой поток, созданный осветителями 4 и отраженный от сформированного шва, поступает на объектив 2 и отверстие-щель сканирующей диафрагмы 3, и через конденсатор 5 попадает на фотоприемник 7 первого канала датчика. Световой поток от дополнительного осветителя 9 через отверстие сканирующей диафрагмы 3 и конденсатор 6 попадает на фотоприемник 8 второго канала датчика. Нормирующие усидители 10, 11 усиливают, ог раничивают и формируют сигналы фотоприемников. На выходе усилителей 10, 11 соответственно снимаются нормированные по амплитуде сигналы Й^ и И^. Частота следования сигналов определяется скоростью вращения сканирующей диафрагмы. Импульс оптической оси датчика на выходе нормирующего усилителя 11 второго канала датчика снимается с крытыми фронтами U2/ ^а длительность его определяется масштабом изображения в плоскости сканирования, размером щели сканирующей диафрагмы и скоростью ее вращения. Момент возникновения импульса соответствует оптической оси датчика.

.Выходной сигнал первого канала датчика 1_1ф ограничивается на уровне U_o_, преобразовывается нормирующим усилителем 10 в последовательность импульсов , которые поступают на один вход преобразователя 12 разнополярных импульсов, на второй вход которого поступают импульсы оптической оси с усилителя 11, на выходе преобразователя 12 снимаются импульсы Up, передний фронт положительных импульсов соответствует переднему фронту импульсов шва, а задний фронт - переднему фронту импульса оптической оси датчика, и отрицательные импульсы, передний фронт которых соответствует заднему фронту импульсов оптической оси датчика, а задний фронт - заднему фронту импульса шва. Выходной сигнал преобразователя 12 поступает на блок 17 управления исполнительным механизмом 17 и устанавливает дефектоскоп по оси сформированного шва, отрабатывает рассогласование до тех пор, пока длительность отрицательных и положительных импульсов преобразователя 12 не сравняются .

При наличии помехи С в сигнале Цф первого канала датчика за счет неоднородностей поверхности шва, возникших после импульса оси датчика, сформированный сигнал преобразователя 12 разнополярных импульсов вызывает ложное срабатывание исполнительного механизма. Во избежание сбоя в работе устройства создается сигнал запрета, шунтирующий поступление сигнала U_n с преобразователя 12 на . блок 17 управления. Для этого выходной сигнал нормирующего усилителя второго канала датчика (сигнал оптической оси датчика) задерживается схемой 13 задержки на полпериода Т/2 вращения сканирующей диафрагмы, и преобразовывается преобразователем 14 .рабочего цикла в сигнал цикла и_ц для сброса устройства в исходное состояние и поступает на один вход блока триггера (2-триггера), на второй вход которого поступает сигнал нормирующего усилителя 10 первого канала. Длительность сигнала рабочего цикла несколько больше интервала t-χ- . Если за период сигнала рабочего цикла t₂~ tj. появится помеха, т.е. в интервале Т/2 число импульсов будет больше одного, то блок 15 триггеров перебросит триггер 16 за- , прета, выходной сигнал которого шун- ³ тирует прохождение сигнала на блок 17 управленияисполнительным механизмом. Появление помехи в интервале t^- не приводит к сбою устрой- , ства.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять слежение по оси шва с высокой точностью и помехозащищенностью. Использование его в комплекте с дефектоскопом повышает точность 15 и надежность контроля качества свариваемого шва. Статическая обработка дефектов сварных швов позволяет внести коррекцию в режим сварки и тем самым увеличить производитель- 20 ность сварочного стапеля. Использование его в системе автоматического управления параметрами сварочной цепи уменьшает дефекты'сварного шва.

Claims (2)

1. Изобретение откоситс  к автоматизации процессов сварки, а -Именно к устройствам слежени  по стыку. Дл  получени  качественного свар ного шва необходимо в процессе свар ки следить за сформированным швом, а после сварки дл  вы влени  внутре них дефектов шва необходимо направл ть дефектоскоп с высокой точность по оси шва. Известен способ телевизионного слежени  за положением сформированного шва, использующий инфракрасные лучи, длина волны которых не превышает шероховатостей поверхности шва i. Однако сложность этого способа ограничивает его практическую реали зацию. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  двухканальный датчик стыка сваривае мдх кромок, содержащий объектив, вр щакадуюс  диафрагму с двум  отверсти ми, два фотоприемника, соединенные со своими усилител ми, выходы которых через схему совпадени  подключе ны к формирователю выходного сигнала 2. Недостатком устройства  вл етс  невысока  точность и плоха  помехозащищенность за счет неоднородностей поверхности cфop лиpoвaннoгo шва. Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  путём повышени  точности слежени  и помехозащищенности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены преобразователь разнопол рных импульсов, схема задержки, преобразователь рабочего цикла, блок триггеров и триггер запрета,а двухканальный оптический сканируквдий датчик снабжен дополнительным осветителем, установленным перед сканирующей диа)рагмой во ijTOром канале, при этом выход триггера запрета соединен с одним из входов блока управлени  исполнительным механизмом , другой его вход подключен к выходу преобразовател  разнопол рных импульсов, а выходы усилителей подключены ко входам преобразовател  разнопол рных импульсов и ко входам блока триггеров, выход которого подключен ко входу усилител  триггера запрета, причем выход усилител  второго канала подключен к блоку триггеров через последовательно соединенные схему задержки и преобразователь рабочего цикла. В предлагаемом устройстве формируетс  сигнал оптической оси датчика независимо от неоднородностей поверх ности сформированного, шва, относительно которого представл етс  ВОЕмо5кным определ ть середину шва. Во избежание сбо  работы устройства изза случайных помех введены в устройство блоки,которые шунтируют прохож дение сигнала управлени  на исполнительный механизм на врем  помехи. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства дл  слежени  по шву; на фиг. 2 - формы выходных напр жений сигналов. Оптический сканирующий датчик 1 состоит изобъектива 2, сканирующей диафраглы 3 с двум  отверсти ми, осветител  4, световой поток которо го, отраженный от поверхности шва, проходит через одно отверстие сканирующей диафрагмы и конденсатор 5 на фотоприемник 7 первого канала датчика, выход которого соединен с нормирующим усилителем 11, световой поток от дополнительного освети тел  9 через отверстие сканирующей диафрагмы и конденсатор б поступает на фотоприемник 8 второго канала датчика, выход фотоприемника соединен с нордхмрующим усилителем 11, выход которого соединен с одним вхо дом преобразовател . 12 разнопол ркых импульсов и входом схемы 13 задержки , выход которой св зан со схемой преобразовател  14 рабочего цикла , второй пход преобразовател  разнопол рных импульсов св зан, с нормирующим усилителем 11 второго канала Si выход преобразовате.л  12 соединен ,с одним входом блока 17 управлени  исполнительным механизмом. Выход схемы .13 задержки соединен с преобразователем 14 рабочего цикла, выход которого сое.динен с одни1М входом бло ка триггеров 15, второй вход которого соединен с нормирующим усилителем 10 первого канала, а выход соединен со входом триггепа 16 запрета, выход которого соединен со вторым ,входом блока 17 управлени . Устройство работает следующим образом . При вращении сканирующей диафрагмы 3 световой поток, созданный осветител ми 4 и отраженный от сформированного шва, поступает на объектив 2 и отверстие-щель сканирующей диафрагмы 3, и через конденсатор 5 попадает на фотоприемник 7 первого канала датчика. Световой поток от дополнительного осветител  9 через отверстие сканирую1дей диафрагмы 3 и конденсатор б попадает ьа фотоприёмник 8 второго канала датчика. Нормирую1дие уси/тители 10, 11 усиливают, ограничивают и формируют сигналы фотоприемников . На выходе усилителей 10, 11 соответственно снимаютс  нормированные по амплитуде сигналы Й и иГ. Частота следовани  сигналов определ  тс  скоростью вращени  сканирующей диафрагмы. Импульс оптической оси датчика на выходе нормирующего усилител  11 второго канала датчика снимаетс  с крытыми фронтами ( а длительность его определ етс  масштабом изображени  в плоскости сканировани , размером щели сканирующей диафрагмы и скоростью ее вращени . Момент возникновени  импульса соответствует оптической оси датчика. Выходной сигнал первого канала датчика Уф ограничиваетс  на уровне UQ/ преобразовываетс  нормирующим усилителем 10 в последовательность импульсов и , которые поступают на один вход преобразовател  12 разнопол рных импульсов, на второй вход которого поступают импульсы оптической оси с усилител  11, на выходе преобразовател  12 снимаютс  имлульсы Up г передний фронт положительных импульсов соответствует переднему фронту импульсов шва, а задний фронт - переднему фронту импульса оптической оси датчика, и отрицательные импульсы, передний фронт которых соответствует заднему фронту импульсов оптической оси датчика, а задний фронт - заднему фронту импульса шва. Выходной сигнал преобразовател  12 поступает на блок 17 управлени  исполнительным механизмом 17 и устанавливает дефектоскоп по оси сформированного шва, отрабатывает рассогласование до тех пор, пока длительность отрицательных и положительных импульсов преобразовател  12 не сравн ютс  . При наличии помехи С в сигнале (, первого канала датчика за счет неоднородностей поверхности шва, возникших после импульса оси датчика, сформированный сигнал преобразовател  12 разнопол рных импульсов вызывает ложное срабатывание исполнительного механизма. Во избежание сбо  в работе устройства создаетс  сигнал запрета, ь унтирующий поступление сигнала Un с преобразовател  12 на . блок 17 управлени . Дл  этого выходной сигнал нормирующего усилител  второго канала датчика (сигнал оптической оси датчика) задерживаетс  схемой 13 задержки на полпериода Т/2 вращени  сканирующей диафрагмы, и преобразовываетс  преобразователем 14 .рабочего цикла в сигнал цикла Ьц дл  сброса устройства в исходное состо ние и поступает на один вход блока триггера (2-триггера), на второй вход которого поступает сигнал и нормиру1эщего усилител  10 первого канала. Длит.ельность сигнала рабочего Цикла несколько больше интервала . Если за период сигнала рабочего цикла tj- ij. по витс  помеха, т.е. в интервале Т/2 число импульсо будет больше одного, то блок 15 триггеров перебросит триггер 16 запрета , выходной сигнал которого шун тирует прохождение сигнала на блок 17 управлени -исполнительным механизмом . По вление помехи в интервале tj не приводит к сбою устройства . Предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть слежение по оси шва с высокой точностью и помехозащищен ностью. Использование его в комплек те с дефектоскопом повышает точност и надежность контрол  качества свариваейого шва. Статическа  обработк дефектов сварЕ ых швов позвол ет внести коррекцию в режим сварки и тем самым увеличить производительность сварочного стапел . Использов ние его в системе автоматического управлени  параметрами сварочной це пи уменьшает дефектысварного шва. Формула изобретени  Устройство дл  слежени  за сварным швом, содержащее двухканальный оптический сканирующий датчик, вклю чающий в себ  объектив, осветитель, вращающуюс  диафрагму с двум  ОТверсти ми , два фотоприемника, выход которых св заны со входами соответствующих усилителей, и блок управлени  исполнительным механизмом, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени  путем повышени  точности слежени  и помехозащищенности, в устройство введены преобразователь разнопол рных импульсов, схема задержки , преобразователь рабочего цикла, блок триггеров и триггер запрета, а двухканальный оптический сканирующий датчик снабжен дополнительным осветителем, установленньпу перед сканирующей диафрагмой во втором канале , при этом выход триггера запрета соединен с одним из входов блока управлени  исполнительным механизмом, другоП его вход подключен к выходу преобразовател  разнопол рных импульсов , а выходы усилителей подключены ко входам преобразовател  разнопол рных импульсов и ко входам блока триггеров, выход которого подключен ко входу триггера запрета, причем выход усилител  второго канала подключен к блоку триггеров через последовательно соединенные схему задержки и преобразов.гель рабочего цикла. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №571355, кл. В 23 К 9/10, 21.06.75.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №433981, кл. В 23 К 9/10, 26.12.74.

   Фиг /

   fl

   , L.-J /1лAи

   JUtJtJv

   У

   П П

   inh

   :11

   П П П 0