SU949646A1

SU949646A1 - Устройство дл лучевого нагрева

Info

Publication number: SU949646A1
Application number: SU782645851A
Authority: SU
Inventors: Владимир Евгеньевич Митрофанов; Евгений Петрович Чубаров; Маргарита Борисовна Коломейцева; Анатолий Григорьевич Бутковский; Виктор Алексеевич Кубышкин; Александр Николаевич Емельянов
Original assignee: Ордена Ленина Институт Проблем Управления
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1982-08-07
Also published as: GB2026209A; GB2026209B

Description

Изобретение относится к автоматике, в частности к автоматизации установок нагрева подвижным источником энергии, например электронным лучом. ’

Известны устройства управления подвижным источником энергии, которые обеспечивают запрограммированную развертку источника энергии по нагреваемой поверхности с целью получения заданного температурного поля. При этом регулируемыми параметрами движения источника являются радиус окружности, по которой он перемещается, и скорость вращения источника по окружности. Эти параметры регулируются изменением амплитуды и частоты гармонически изменяющихся напряжений. Для этого устройства содержат два фазовращателя, сумматор, три усилителя и двусторонний ограничитель амплитуды сигнала [1] и [2].

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для электроннолучевого нагрева ,содержащее блок управления сканированием, первым выходом подключенный к управляющему входу датчика температурного поля, выход которого связан с первым вхо^и дом элемента сравнения, вторым входом связанным с задатчиком температурного· поля, а выходом- со входом блока ключей, выходом подключенного ко входу последовательно соединенных первого блока памяти, первого вычислительного блока и второго блока управления ключами, вход которого связан со вторым выходом блока управ- . ления сканированием, а также сумматоры, интеграторы, пороговые элементы, блок синхронизации и блоки управления движением источника нагрева [3].

Известное устройство обладает сложностью процесса управления й аппаратурной реализации.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит первый, второй, третий и четвертый коммутаторы, задатчик составляющих скорости движения источника нагрева и второй вычислительный блок, вход которого подключен к выходу второго блока памяти, а выходы - к одним входам первого и второго коммутатора, другие входы ко,торых соединены с соответствующими входами третьего и четвертого коммутаторов и выходом блока синхронизации, а выход задатчика со-<5 входы которого подсоединены к выходам пороговых элементов, входами связанных с выходами соответствующих интеграторов и входами соответствующих блоков управления движением источника нагрева., ставляющих скорости движения источника· нагрева подключен к другим входам третьего и четвертого коммутаторов, выходами связанных с первыми входами сумматоров, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго коммутаторов, а выходы - со входами интеграторов.

С целью расширения области применения , устройство содержит блок управления мощностью источника нагрева, а первый вычислительный блок выполнен в виде последовательно соединенных блока усреднения и блока элементов сравнения, выхода которого подключены ко входам второго блока памяти, а входы - к выходам первого блока памяти и входам блока усреднения , выходом соединенного со входом блока управления мощностью источника нагрева.

Сигналы управления движением источника энергии (луча} формируют параллельно по двум ортогональным осям. Для этого заданную траекторию движения источника энергии аппроксимируют конечным числом линейных отрезков и определяют проекции каждого из участков на ортогональные оси. Пропорционально величине этих проекций задают ортогональные составляющие скорости движения источника. Сигнал Коррекции скорости для каждого из участков траектории разделяю·^· на два сигнала, соответствующих составляющим коррекции по каждой оси, затем· эти. сигналы суммируют с сигналами, соответствующими ортогональным составляющим заданной скорости движения источника энергии, после чего интегрируют суммарные сигналы.

В случае периодического движения источника энергии по поверхности нагрева целесообразно изменять мощность источника энергии пропорционально усредненному на всех элементарных участках сигналу,' соответствующему разности заданной и измеренной температур. При этом сигнал, соответствующий величине коррекции скорости движения источника.энергии на элементарных участках, формируют по сигналу разности между сигналом, соответствующим разности ной и измеренной температур и лом, соответствующим среднему нию этих раэно.стных сигналов.

задансигназ начеНа фиг. 1 представлен принцип управления движением источника энергии по траектории, аппроксимируемой Ътрезками прямых? на фиг. 2 - Функ- / источника циональная схема устройства управления, движением источника энергии} на фиг. 3 - функциональная схема устройства управления для случая периодического движения источника. Устройство содержит датчик 1 температурного поля, задатчик 2 температурного поля, элемент 3 сравнения, предназна*ченный для определения разности измеренной и заданной температур, блок 4 управления сканированием, который предназначен для задания траектории движения и для управления блоком 5 управления ключами, блок 6 ключей, информационным входом с выходом элемента сравнения, управляющими входами - с выходами блока управления ключами, а .выходом - со входами· первого блока 7 памяти, предназначенного для запоминания сигналов разности заданной и измеренной температур; первый вычислительный блок 8, второй блок 9, памяти,, соединенный своим выходом со входом второго вычислительного блока 10, который предназначен для разделения сигнала коррекции на два «сигнала коррекции составляющих скорости по осям; первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 блоки коммутаторов, первые два из _wкоторых своими информационными входами соединены с выходами блока 10, по которым формируется сигнал коррекции скорости по ортогональным д осям, и предназначены для коммутирования сигналов, соответствующих составляющим коррекции скорости по осям на первые входы первого 15 и второго 16 сумматоров, а два других коммутатора предназначены для коммутирования сигналов, соответствующих ортогональным составляющим заранее заданной скорости, на вторые входы сумматоров и соединены своими входами с первым и вторым выходами задатчика 17 составляющих скорости движения , а выходами - со вторыми входами первого и второго сумматоров} первый 18 и второй 19 интеграторы, которые предназначены для интегрирования результирующих сигналов с сумматоров, для чего их входы подключены к выхо-, дам соответственно первого и второго сумматоров; первый 20 и второй 21 пороговые элементы, каждый из которых соединен входом с выходом соответствующего интегратора, а выходом со входом блока 22 синхронизации й предназначен для фиксации отрезков разбиения траектории, блок 22. предназначен для синхронизации работы коммутатором, выход его подключен одновременно к управляющим входам всех четырех коммутаторов; два блока 23 и 24 управления движением источника нагрева (по ортогональным осям)

65-развертывающие луч в плоскости 25.

соединенный

Работа устройства заключается в следующем.

Датчик 1 просматривает участки зоны нагрева по некоторой траектории, задаваемой блоком 4, в котором также программируется скорость движения пятна съема температуры вдоль траектории. Выдаваемые блоком 4 координаты пятна съема информации одновременно подаются на входы блока 5, который вызывает последовательное сра-10 батывание ключей блока б и запись разности измеренной и заданной температур, которая вычисляется в бло ке 3 в соответствующие ячейки блока 7. Таким образом, в памяти- блока'7 ^получается дискретное отображение отклонения температурного поля нагреваемой поверхности от заданного температурного поля. Содержимое памяти блока 7 перерабатывается по определенному алгоритму блока 8, на выходе которого выдаются сигналы коррекции скорости движения источника на каждом участке траектории, запоминаемые в ячейках блока.9 памяти.

В блоке 10 сигнал коррекции скорости на каждом участке разделяется на ортогональные составляющие и далее сигналы управления движением источника формируют параллельно по двум каналам для блоков управления движением источника по ортогональным осям.

Сигналы составляющих коррекций ортогональным осям последователькоммутируются через коммутаторы и-12 на входы сумматоров 15 и 16, по но 11 а сигналы ортогональных составляющих 'заданной скорости от блока задания составляющих скорости 17 синхронно коммутируются через блоки • 13 и 14 на другие входы сумматора. Суммарные сигналы в обоих каналах интегрируются блоками 18 и 19 и подаются соответственно на блоки управления движением источника по ортогональным осям 23 и 24. Сигналы с выходов интеграторов подаются также на блоки пороговых элементов 20 и 21, где квантуются по уровню в соответствии с разбиением траектории на отрезки, и затем выходные сигналы пороговых элементов используются для управления блоком 22 синхронизации. В соответствии с управляющими сигналами от пороговых элементов в блоке синхронизации производится последовательное переключение управляющих сигналов на управляющих входах коммутаторов 11 -. 14 , что соответствует движению источника энергии по отрезкам ломаной, аппроксимирующей заданную траекторию.

Функциональная схема устройства . управления в случае периодического движения источника энергии (фиг.З) содержит блок 2Ь усреднения сигналов

I разности измеренной и заданной температур) , блок 27 элементов сравнения, которые предназначены для определения разности между соответствующим разности и измеренной температур,, соответствующим среднему этой разности, а также блок 28 управления мощностью источника нагре ва, предназначенный для изменения мозности ветствии лучаёмым сигналом, заданной и сигналом, значению источника энергии в соотсусредненным сигналом, лона выходе’ блока 2ь.

Claims

1.Куцан Ю,Г. и др. Автоматическое управление электронным лучом пушек при сварке кольцевых швов. Сб. Системы и элементы автоматики, Таллин, 1972.

2.Патент США 3390222, кл. 13-31 опублик. 1968,

3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2542762/24,

кл. G 05 D 23/00, от 31.10.77 (прототип ) .