SU862172A1 - Тренажер дл обучени электросварке - Google Patents

Description

(54) ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОСВАРКЕ

Изобретение относитс  к электронн обучающим устройствам и предназначен дл  отработки первоначальных профессиональных навыков ручной дуговой сварки. Известен тренажер дл  обучени  электросварке, содержащий узел июттации приведени  электросварки, св занный через узел контрол  и управлени  обучением с блоком информации Недостатком известного тренажера  вл етс  невысока  эффективность обу чени  . Целью изобретени   вл етс  повыше ние эффективности обучени . Дл  этого предлагаемый тренажер имеет блок индукционных датчиков и св занный с ним имитатор электрода, при этом имитатор электрода состоит из индикаторной лампы и металлического стержн  с электромагнитной катушкой , покрытой ИЗОЛЯЦИОИНЫ4-материалом и подсоединенной к индикаторной лампе, блок иидукционных датчиков сост(жт из размещенных в каркасе катушек индукт вностей, охватывашфос каркас дополнительных обмоток и ферромагнитных экранов, расположенных перед катушками индуктивностей, принем блок индукционных датчиков св зан с узлом коитрол  и управлени  обучением . Узел контрол  и управлени  обучением состоит из последовательно св занных блоков ввода нормативных дан-; ных, сравнени  и пам ти. Блок пам ти содержит задатчик нарушени  длины электросварочной дуги, задатчик обрывов электросварочной дуги, задатчик заварки кратера, задатчик коротких замыканий и задатчик нарушений скорости сварки, при этом входы задатчиков подключены к выходам блока сравнени , а их выходы к одним из входов блока информации. Блок сравнени  имеет схему сравнени  длины электросварочной дуги, схему сравнени  скорости сварки, схе3 му фиксировани  заварки в конце шва и схему определен1|  обрывов электросварочной дуги, при этом первый вход каждой схемы соединен с соответствую щим выходом блока ввода нормативных данных, второй вход каждой схемы св  зан с соответствующим выходом блока индуктивных датчиков, а выходы указанных сКем подключены к входам блок пам ти. Блок ввода нормативных данных име ет схему ввода нормативной длины электросварочной дуги, выходы которо подключены к соответствуюпщм входам блока сравнени , схему ввода норма ,тивнрй скорости сварки, схему ввода нормативного положени  в пространстве и схему ввода нормативного времен заварки кратера, одни из выходов которых подсоединены к выходам блока индукционных датчиков, при этом второй выход схемы нормативной скорости сварки св зан с одним-из входов схемы сравнени  скорости сварки блок сравнени  На фиг. 1 приведен обищй вид тденажера дл  обучени  электросваркеj на фиг. 2 - информационна  панель тренажера; на фиг. 3 - обищй вид бло ка индукционных датчиков с имитаторо электрода; на фиг. 4 - блок-схема тр нажера. Тренажер дл  обучени  электросвар ке состоит из корпуса 1, на котором смонтированы корпус 2 блоков контрол и управлени , информационна  панель 3, прдставка 4 дл  укладки электродержател  5, в которой закреплен ими татор электрода 6, основани  тренаже ра 7, корпуса блока 8 индукционных датчиков, рабочей поверхности 9 дл  тренажера обучаемого в потолочном положении. В корпус 2 вмонтирован блок индукционных датчиков с рабочей поверхностью 10 дл  тренажа в вертикальном положении. На корпусе 1 закреплен корпус индукционных датчиков 11 с двум  рабочими поверхност м . 12 и 13 дл  тренажа is нижнем и горизонтальном поло жени х. Информационна  панель .тренажера (см. фиг. 2) содержит световую дорож ку 14 бегущего огн  нормативной скорости сварки, клавишные переключатели 15 и 16, включающие бегущий огонь дорожки нормативной скорости в том или другом направлении, световую дорожку 17 бегущего огн  фак- 4 тической скорости сварки, световые дорожки 18 и 19 фактической скорости сварки меньше нормативной и фактической скорости сварки больше нормативной , стрелочные индикаторы 20 и 21, имитирующие показани  соответственно тока и напр жени  в дуге вертикальные световые столбики 22 и 23, представл ющие визуальную световую информацию о заданной нормативной длине дуги и изменений длины дуги в период тренажа, цифровые индикаторы 24, 25 и 26, указывающие соответственно количество обрывов дуги, отклонений от нормативной длины дуги коротких замыканий световое табло 27, регистрирующий наличие заверенного кратера в конце шва, переключатели 8, 29 и 30, устанавливающие соответственные нормативные параметры по длине дуги по скорости сварки и положению шва в пространстве, переключатели 31, 32 и 33, включающие или отключающие тренажер обучаемым лицом, световое табло 34 тренажер готов к работе и звуковой индикатор:, длины дуги 35. Блок индукционных датчиков с имитатором электрода (см. фиг. 3;) содержит рабочие поверхности 9 или 10, или 12, или 13, дес ть индукционных катушек 36 скорости сварки и п ть индукционных катушек 37 длины дуги, имитатор электрода 38 с электромагнитной катушкой на металлическом стержне 39, котора  покрыта обмазкой 40, имитатор электрода имеет колпачок 41, в котором закреплена лампочка 42, подсвечивающа  столб дуги и высвечивающа  световое п тно ферромагнитные экраны 43,, устанавливающие рассто ние действи  индукционных датчиков по Щирине шва. Блок-схема тренажера дл  обучени  электросварке (см. фиг. 4) содержит блок возбуждени  дуги 44, блок ввода нормативных данных 45, который состоит из схемы ввода нормативной длины электросварочной дуги 46, схемы ввода нормативной скорости сварки 47, ввода нормативного положени  в пространстве 48, блока включени  тренажера в работу и 49 f схемы ввода нормативного времени заварки кратера 50, блока индукционных датчиков 51 и блока сравнени  52, который включает схему сравнени  длины электросварочной дуги 53, схему сравнени  скорости сварки 54, схему фиксировани  заварки в конце шва 55, схему определени  обрывов элек тросварочной дуги 56, блок пам ти 57, который состоит из задатчиков нарушений длины электросварочной дуги 58, обрывов электросварочной дуги 59, заварки кратера 60, коротких замыкани  61; нарушений скорости сварки 62, блок информации 63, который содержит схему пам ти норма тивной скорости сварки 64 и блок питани  65. Узел имитации проведени  электро сварки включает в себ  подставку 4 дл  укладки электродержател  5, электродержатель 5, имитатор 6 элек трода, блок 8 индукционных датчиков и рабочие поверхности 9, 12 и 13 дл  обучаемого. Тренажер дл  обучени  электросварке работает, следующим образом. Вначале обучающеес  лицо задает исходные.нормативные данные включением переключателей 28, 29 и 30 соответственно длины дуги, скорости сварки и положени  шва в пространст ве. Затем преподаватель включает эле трические цепи тренажера дл  обучени  электросварке в работу клавишны ми переключател ми 31, 32 и 33 соответственно проверки заземлени , и точника питани  и вентил ции. При . этом только совместное включение ука- з$

занных переключателей обеспечивает срабатывание светового табло 34 тренажер готов к работе.

После включени  светового табло 34 тренажер готов к работе на лицевой панели блока контрол  и управлени  будет представлена следующа  информаци  .

Стрелочный индикатор 21 на лицевой панели тренажера будет покаж1тать напр жение холостого хода источника |ПИтани , на вертикальном световом столбике 22 лицевой панели будет высвечиватьс  цифра нормативиой длины дуги, ш«фровые индикаторы количества нарушений длины дуги, коротких замыканий и обрывов высвечивают цифру О. Перед обработкой основные технологических режимов ручной дуговой сварки обучающеес  лицо приобретает . навыки движени  руки с нормативной скоростью сварки иа световой дорожрый воздействует иа входные элементы электронных ключей длины дуги и скорости сварки при движении имитатора электродд вдоль рабочей поверхности.

Заве1шает окончание тренажа прием заварки KpaTepai который выполн етс  в следующей последовательности.

В конце рабочей поверхности останавливают движение по скорости сварки, затем опускают, торец имитатора электрода вниз на I мм, вы|Держиван т 1-2 с и отвод т имитатор электрода до обрыва дуги. После этих операций по заварке кратера ке 14 бегущего огн  нормативной скорости сварки. Клавишными переключател ми 15 и 16 прозвод т изменение направлени  бегущего огн  или сброс освещени  лампочек, после чего выполн ют повторные тренировки по скорости сварки. Эти упражнени  выполн ют до тех пор, пока не будет освоено движение руки с заданной скоростью. Операции обработки приемов и параметров технологического рехима дуговой сварки: возбуждение дуги,, поддержание нормативных длины дуги и скорости сварки, заварка кратера в конце шва обучающеес  лицо проводит на одной из выбранных рабочих поверхностей 9, 10, 12 или 13. Дл  этого необходимо вначале замкнуть конец имитатора электрода о рабочую поверх- ность. При отведении торца имитатора электрода на нормативную длину дуги, блок питани  65 через блок возбуждени  дуги 44 подает питание на сигнальную лампочку 42 на торце имитатора электрода 6, котора  высвечивает столб дуги и световое п тно икштатор сварочной ванночки, за которым наблюдает обучающеес  лицо при прохождении всего участка шва рабочей поверхности, на электромагнитную катушку на стержне имитатора электрода , котора  питаетс  переменным током промышленной частоты и создает перементай магнитный поток, котоэлектрическа  схема тренажа включает световое табло 27 кратер заварен, световое табло 27 При прохождении тренажа вдоль рабочей поверхности обучаемый получает информацию в виде звукового сигнала об изменени х длины дуги и визуального сигнала в форме светового п тна на рабочей поверхности, а преподаватель получает дополиительную и 

78

формацию о динамике тренажа с информационной панели jtto индикаторньм приборам 17-26.

После окончани  тренажа обучаемый получает информацию на информационной панели о количестве коротких замыканий,которые были сделаны во врем  тренажа, а также о количестве отклонений от нормативной длины дуги, количестве обрывов по цифровым Индикаторам 24, 25 и 26, о количестве незаваренных участков шва на световой дорожке 17 фактической скорости сварки, о количестве отклонений от нормативной скорости сварки в сто рону уменьшени  при увеличении по световым дорожкам 18 и 19 соответственно и, наконец, о заварке кратер в конце шва по световому табло 27 . кратер 3aiBapeH.

Работает тренажер, св занный с дестви ми обучаемого, следующим образом (см, фиг. 4) .

Первый такт-вкгаочение тренажера в работу и ввод нормативных данных.

Дл  включени  тренажера в работу преподаватель включает переключатели 31, 32 и 33 соответственно проверке заземлени , вентил ции и источника питани .

В результате на выходе блока включени  в работу и сброса 49 возникает напр жение от блока питани  65.

Это напр жение по каналам св зи поступит соответственно на блок возбуждени  дуги 44, на все схемы: .блока ввода нормативных данных 45, на блок индукционных датчиков 51, на все схемы блока сравнени  52, на все схемы блока пам ти 57 и на блок информации 63.

В результате под напр жение станет световое табло 34 тренажер готов к работе

Далее обучаемый по указани м преподавател  устанавливает нормативные данные по скорости сварки, длине дуги, положению в пространстве и направлению ведени  процесса.

Дл  этого он устанавливает в соответствующие положени  по надпис м на лицезой панели переключатели нормативной длины дуги 28, нормативной скорости сварки 29, положени  в пространстве 30.а также переключатели 1 ИЛИ 16 направлени  ведени  процесса.

Второй такт-имитади  возбуждени  дуги.

28

Процесс тренажа обучаемый начинает с момента касани  имитатора электрода о выбранную рабочую поверхность. При этом срабатывает блок возбуждени  дуги 44, что приводит к следующему: ищщкаторна  лампочка на конце имитатора электрода получит питание с некоторой задержкой по времени, с момента окончани  короткого замыкани  получит хштание электромагнитна  катушка 38 имитатора электрода 6, по каналу св зи (блок возбуждени  дуги 44 - задатчик коротких замыканий 61) поступит управл юищй сигнал на. задатчик коротких заМЬжаний, ас выхода задатчика коротких замыканий 61 управл ющий сигнал поступит на вход блока информации 63. Врезультате этого цифровой индикатор 26 зафиксирует короткое замыкание, т.е. будет высвечена цифра 1, и, кроме того, начнет функционировать задатчик нарушений скорости сварки 64, т.е. возникнет бегущий огонь вдоль световой дорожки нормативной скорости сварки.

Затем обзгчаемый должен ввести торец имитатора электрода на уровень нормативной длины дуги. При этом возможны три случа : обучаемый вводит торец электрода на уровень, который не соответствует нормативной длине дуги: обучаемый обрывает дугу; обучаемый выводит торец имитатора электрода на нормативную длину дуги. Пока обучаемый выводит торец имитатора электрода на нормативную длину дуги, будет закончена задержка по времени и на обмотку имитатора электрода 38 поступит напр жение переменного тока промышленной частоты. В результате вокруг торца имитатора электрода возникнет переменное магнитное поле и в датчиках блока индукционных датчиков будет наведена ЭДС взаимоиндукций . Таким образом будет реализован канал св зи.между блоком возбуждени  дуги 44 и блоком шодукционш 1х дат1иков 5 .

Claims (5)

1. Электрическа  схема блока датчиков по длине дуги предусматривает последовательное включение электронных ключей, которые настроены каждый на свою длину дуги за счет регулировки реостатов во входных цеп х индукционных датчиков по мере приближени  имитатора электрода к изделию. и последовательное их отключение по мере удалени  его от издели . При этом схема электронных ключей предусматривает работу только о ного ключа, а именно того, который настроен на фактическую в данный мо мент длину дуги. При выходе на какую-либо длину дуги срабатывает электронный ключ, который настроен на эту длину дуги. В результате будет реализована св зь блок индукционных датчиков 51 - схема сравнени  длины электросварочной дуги 53. В случае несовпа дени  фактической длины дуги с нормативной на выходе схемы сравнени  длины электросварочной дуги 53 возникнет управл ющий электрический сигнал, который по каналу св зи пос тупит на вход задатчика нарушений длины электросварочной дуги 58, и с выхода задатчика управл кнций сигна по каналу св зи поступит на вход блока информации 63. В результате этого цифровой индикатор 25 высвеТИТ цифру нарушений нормативной дли ны дуги. С другой стороны, если произойде обрыв дуги, возникнет соответству щий сигнал на выходе блока индукци онных датчиков 51, который по канал св зи пос.тупит на вход схемы опреде лени  обрьшов сварочной дуги 56. Эт в свою очередь приведет к по влению управл ющего электрического сигнала на выходе схемы определени  обрьшов электросварочной дуги 56, который по -каналу св зи поступит на вход задатчика обрывов электросварочной дуги 59. При этом на выходе задатчика обрывов электросварочной дуги 59 возникнет электрический сигнал, который поступит на вход блока инфо мации 63. В результате этого цифровой индикатор 24 высветит цифру обрывов длины дуги. Третий такт работы тренажера ведение дуги вдоль кромок рабочей поверхности с поддержанием нормативных скоростей сварки и длины дуги. При этом возможны следукицие ситуации, которые св заны с нарушени ми обучаемыми нормативны} скорос тей сварки и длины дуги. При ведении {фЬцесса тренажа по скорости сварки работает канал св зи блок индукционных датчиков 51 - схема сравнени  длины элёктро :варочной дуги 54, а также канал св зи схема ввода нормативной скорости сварки 47 - схема сравнени  скорости сварки 54, В случае несовпадени  фактической скорости сварки с нормативной на выходе схемы сравнени  скорости сварки 54 возникает соответствующее напр жение, которое по канару св зи поступит на вход задатчика нарушений скорости сварки 62. В резу льтате этого на выходе этого задатчика возникнет соответствующий электрический сигнал, который по каналам св зи поступит на вход блока информации 63. Это приведет к тому, что на горизонтальных световых дорожках 18 и 19 будут высвечены те участки, на которых фактическа  скорость ведени  процесса тренажа не совпадала с установленной нормативной скоростью. Если совпадает фактическа  скорость сварки с нормативной на выходе схемы сравнени  скорости сварки 54 электрический сигнал не возникнет, и этот канал св зи реализован не будет. При ведении процесса тренажа по поддержанию нормативной длины дуги работаеч- канал св зи блок индукционных датчиков 51 - схема сравнени  длины электросварочной дуги 53. Кроме этого, работает канал св зи схема ввода нормативной длины электросварочной дуги 46 - схема сравнени  дпины электросварочной дуги 53. Во всех ..случа х несовпадени  фактической длины дуги с нормативной действует канал св зи схема сравнени  длишл электросварочной дуги 53 - задатчик нарушений длины электросварочной дуги 58. В результате этого на выходе задатчика нарушений длины сварочной дуги 58 возникает не-обходимый электрический сигнал который по каналу св зи поступает на вход блока информации 63. Это в свою очередь приведет к тому , что на информационном табло будет высвечено на цифровом индикаторе 25 количество нарушений длины уги. Четвертый такт работы - заварка ратера в конце шва. При правильном выполнении операии заварки кратера останавливают вижение электрода в конце рабочей 8 поверхности, затем опускают конец электрода так, чтобы у обучаемого фактическа  длина дуги была короче нормативной в конечной точке щва в течение некоторого промежутка времени. При заварке кратера действу ет схема фиксировани  заварки в конце шва 55 блока сравнени  52. В этот блок поступают необходимые управл ющие сигналы по каналам св зи блок индукционных датчиков 52 схема фиксировани  заварки в конце шва 55, схема, ввода нормативного вре мени заварки кратера 50 - схема фиксировани  заварки в конце шва 55. В случае если процесс заварки кратера произведен верно, на выходе схемы фиксировани  заварки в конц шва 55 возникнет необходимое напр же ние, которое поступит по каналу св зи на задатчик заварки кратера 60. В этом случае на выходе этого задатчика возникает напр жение, которое поступит по каналу св зи в блок информации 63, что приведет к высвечиванию на табло кратер заварен на лицевой панели тренажера. П тый такт работы тренажера сброс информации, котора  зафиксирована в блоке пам ти 57 и в блоке информации 63. Это осуществл ют переключател ми 31, 32 и 33, при этом блок включени  в работу и сброса 49 перестает получать питание. О подготовленности обучаемого суд т .по показани м цифро вых, стрелочных и световых индикаторов на информационном табло (см. фиг. 2). При этом получают сведени  о количестве коротких замыканий кару шений длины дуги, обрывов, заварки кратера, количестве и характере отклонений по скорости сварки , количестве пропущенных участков по длине рабочей поверхности. Подготовленным считают того обучаемого , который в процессе обучени  в заданном пространственном положени сделал одно короткое замыкание, кото рое необходимо дл  возбуждени  дугового процесса, прошел без пропусков вдоль всей рабочей поверхности без нарушений длины дуги и обрывов, зава рил кратер в конце шва. Во всех других случа  х тренаж дол жен быть повторен по приведенной так тограмме в данном пространственном положении столько раз, сколько это J2 необходимо дл  получеЬи  указанного результата. Использование тренажера дл  обучени  сварке, конструкци  которого содержит индукционные датчики, имитатор электрода и информационную панель соединенную с блоком контрол  и управлени , и расширение его функциональных возможностей выгодно отличает данное устройство от прототипа, так как применение индукционных датчиков под рабочими поверхност ми и имитатора электрода с индукционной катушкой и лампочкой подсветки столб дуги и высвечивание ванночки расплавленного металла расшир ют диапазон выбора технологических приемов и параметров режима ручной Дуговой сварки на данном тренажере, создают натуральное представление о дуговом промежутке между торцом имитатора электрода и рабочей поверхностью. За счет этого повьипаетс  эффективность обучени  приемам электросварки . Формула изобретени  Тренажер дл  обучени  электросварке , содержащий узел имитации проведени  электросварки, св занный через узел контрол  и управлени  обучением с блоком информации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности обучени , он имеет блок индукционных датчиков и св занньк с ним имитатор электрода , при этом имитатор электрода состоит из индикаторной лампы и металлического стержн  с электромагнитной катушкой, покрытой изол ционным материалом и подсоединенной к индикаторной лампе, блок индукционных датчиков состоит из размещенных в каркасе катушек икдуктивностей, охватываюпщх каркас дополнительных обмоток и ферромагнитных экранов, расположенных перед катушками индуктивностей , причем блок индукционных датчиков св зан с узлом контрол  и управлени  обучением.
2. 2. Тренажер по п. I, о т л и чающийс  тем, что узел контрол  и управлени  обучением состоит из последовательно св занных блоков ввода нормативных данных, сравнени  и пам ти. 13
3. 3.Тренажер по п. I, отличающийс  тем, что блок пам ти содержит задатчик иарушений длины.электросварочной дуги, задатчик обрывов электросварочной ду1ги, задатчик заварки кратера, задатчик коротких зa Iыкaний и задатчик нарушений скорости сварки, при .этом вхо задатчиков подключены к выходам .бло ка сравнени , а их выходы - к одним из входов блока информатдаи.
4. 4.Тренажер по п.2,отличающийс  тем, что блок срав неии  имеет схему сравнени  дпииы электросварочной дуги, схему сравнени  скорости сварки схему фиксировани  заварки в конце шва и схему определени  обрывов электросварочной дуги, при этом первый вход каждой ,схемы соединен с соответству ющим выходом блока ввода нормативных данньпс, второй вход каждой схемы св зан, с соответствующим выходом лока индукционных датчиков, а выхоы указанных схем подключены к входам блока пам ти.
5. 5. Тренажер по п. 2, отличающийс  тем, что блок ввода нормативных данных имеет схему ввода нормативной дАины электросварочной ДУГИ, выходы которой подкш)чены к соответствующим входам блока сравнени , схему ввода нормативной с:корости сварки, схему ввода нормативного положени  в пространстве и .схему ввода нормативного времени завар- ки кратера, одни из выходов которых подсоединены к входам блока индукЦИОН1ШХ датчиков, при этом второй вшсод схемы ввода нормативной скорости сварки св зан с одним из.входов схемы сравнени  скорости сварки блока сравнени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании 1465872, кл. G 5 G, 1976.

   ft ff ff

   If

   ff

   У

   Jf

   ,f