SU997895A1 - Способ диагностировани работы трубосварочного стана и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к сварке' труб и может быть использовано для диагностирования работы трубосварочных станов, содержащих устройства для высокочастотной сварки.

Известен спосбб диагностирования работы трубосварочного стана по биению формующих валков, при котором регистрируют параметры, характеризующие биение формующих валков, сравнивают эти параметры с допустимыми и по величине их отклонений судят о работе стана [13.

Известно также устройство для осуществления способа, содержащее датчик определения биения формующих валков, связанный с регистрирующим прибором [13.

Недостатком этого способа и реализующего его устройства является необходимость установки датчиков и устройств для обработки сигналов на каждом формующем валке, что усложняет диагностирование вследствие не- ’ обходимости обработки большого количества информации и снижает его точность, так как она зависит от ошибок всех элементов системы. Это обстоятельство весьма существенно, поскольку формующие устройства трубо сварочных станов представляют собой многоклетевые агрегаты. Еще одним недостатком известных способа и уст5 ройства является наличие механических контактов между измерительной системой и формующими валками.

Целью изобретения является повышение точности диагностирования ра1Q боты трубосварочного стана.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диагностирования работы трубосварочного стана по биению формующих валков, при котором регистрируют параметры, ха15 ракт.еризующие биение формующих валков, сравнивают эти параметры с допустимыми и по величине их отклонений судят о работе стана, в качест„ ве параметра, характеризующего биение формующих валков, принимают спектральные составляющие сигнала, полученные путем регистрации температурного излучения из очага сварки,' приведения полученного сигнала к номинальной скорости сварки, ’раскладывания его на сумму периодических составляющих и фиксации спектральных составляющих сигнала.

Устройство, для осуществления 30 способа содержащее датчик определе ния биения формующих валков, связанный с регистрирующим прибором, снабжено соединенным с датчиком определения биения формующих валков анализатором спектра, блоком сравнения и запоминающим устройством, в качестве датчика использован фотопцромеФр, один из выходов анализатора спектра подключен к входу блока сравнения, а другой - к входу запоминающего устройства, выход которого подключен к второму входу блока сравнения .

Способ осуществляется следующим образом.

Процесс высокочастотной сварки ' подвержен возмущающим воздействиям, связанным с биениями формующих валков, которые носят в основном периодический характер. Упомянутые возмущения влияют на процесс сварки, проявляясь прежде всего в изменении его температурных характеристик. Поэтому, воспринимая температурное излучение из очага сварки, например, при помощи фотопирометра, можно в скрытом виде получить информацию о возмущениях (биениях ) формующих валков. Разлагая полученный сигнал на периодические составляющие, где каждой частоте возмущения соответствует своя составляющая в спектральном разложении, можно сформировать спектральный образ работы стана и запомнить его с помощью известных средств. В процессе работы стана периодически повторяют эту процедуру и, сравнивая полученное разложение (текущий спектральный образ) с зарегистрированным ранее, принятым за эталонное,по его отклонению ( изменению частоты и амплитуды дискрет) судят о нормальной работе стана, зависящей от степени износа формующих валков и их биений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации способа ; на фиг. 2 - блок-схема анализатора спектра. ' ~ ·

Устройство содержит датчик определения биения валков (фотопирометр) 1, соединенный с анализатором 2 спектра, один из выходов анализатора спектра подключен к входу блока 3 сравнения, а другой - к входу запоминающего устройства 4, выход которого подключен к второму входу блока сравнения. Выход блока сравнения соединен с индикатором 5 отклонения. Анализатор спектра может быть выполнен как по схеме цифрового анализа (фиг. 2), так -и по схеме аналоговой обработки сигнала. Цифровой анализатор спектра состоит из аналогоцифрового преобразователя 6, вычислительного устройства 7 и арифметического устройства 8.

Устройство диагностирования работы трубосварочного стана работает еле- . дующим образом.

Поток излучения из очага сварки и нагретых кром'ок воспринимается фотопирометром, на выходе которого получают временной сигнал E(t), который поступает на вход анализатора спектра. При использовании цифрового анализатора временной сигнал E(t') поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, где непрерывный сигнал преобразуется в дискретные по амплитуде и времени сигналы отсчета, взятые с интервалом At. Эти сигналы, поступая в вычислительное устройство 7, подвергаются дискретному преобразованию Фурье. В качестве оценки спектра принимается величина сигнала S(K).

где X_к - значение преобразования Фурье реализации длительности At ;

Т - длина периода.

Оценки усредняются в арифметическом устройстве 8 по периодам длиной Т, таким образом определяется текущее значение S(K ).

. При использовании в качестве спектра схемы аналоговой обработки разложение осуществляется с помощью гетеродинного спектроанализатора, например, типа СК4 - 26. На выходе его формируется набор сигналов-отсчетов S(l), S(2)... S(N), соответствующих значениям спектра для частот ^f Ι+Δ-t’' ‘ Полученный для различных номинальных скоростей сварки дискретный набор спектров фиксируется запоминающим устройством 4, таким образом создается банк эталонных спектров. Автоматическая диагностика работы стана производится путем сравнения текущих значений сигналов 3(К ) с эталонными посредством устройства 3 сравнения и выделения разностного сигнала AL.

Поступая на индикатор 5 отклонения сигнала Δί сравнивается с пороговым сигналом ф· и, если Δί - 1; > О, то это указывает на отклонение режима работы от номинального больше допустимого (порогового), о чем свидетельствуют либо цветовой сигнал, либо показание стрелочного или цифрового прибора на индикаторе 5 отклонения.

Предлагаемые способ и устройство обеспечивают повышение надежности и точности диагностирования за счет непрерывности процесса измерения, отсутствия контактных элементов в устройстве и высокой степени формализации всех операций, исключающей субъективную оценку , возможность автоматизации процесса диагностирова6

«. 997895 ния и принятия решений, упрощение техники измерения за счет отсутствия датчиков на формующих клетях стана, а также накопление информации о процессе высокочастотной сварки и возможность реализации статистических методов контроля качества продукции. Экономический эффект получен за счет снижения брака продукции· и снижения времени перестройки стана в соответствий с полученным диагнозом.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к сварке труб и может быть использовано дл  диагностировани  работы трубосвароч ных станов, содержащих устройства дл  высокочастотной сварки. Известен спосбб диагностировани  работы трубосварочного стана по биению формующих валков, при котором регистрируют параметры, характеризующие биение формующих валков, сра нивают эти параметры с допустимыми и по величине их.отклонений суд т о работе стана ITИзвестно также устройство дл  осуществлени  способа, содержащее датчик определени  биени  формующих валков, св занный с регистриру ющим прибором 1. Недостатком этого способа и реа лизующего его устройства  вл етс  необходимость установки датчиков и устройств дл  обработки сигналов н каждом формующем .вашке, что усложн ет диагностирование вследствие не обходимости обработки большого коли чества информации и -снижает его точность, так как она зависит от ошибок всех элементов системы. Это обсто тельство весьма существенно, поскольку формующие устройства тру сварочных станов представл ют собой многоклетевые агрегаты. Еще одним недостатком известных способа и устройства  вл етс  наличие механических контактов между измерительной системой и формующими валками. Целью изобретени   вл етс  повышение точности диагностировани  работы трубосварочного стана. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу диагностировани  работы трубосварочного стана по биению формующих валков, при котором регистрируют параметры, характеризующие биение формующих валков , сравнивают эти параметры с допустимыми и по величине их отклонений суд т о работе стана, в качестве параметра, характеризующего биение формующих валков, принимают спектральные составл ющие сигнала, полученные путем регистрации температурного излучени  из очага сварки, приведени  полученного сигнала к номинальной скорости сварки, раскладыва .ни  его на сумму периодических составл ющих и фиксации спектральных составл ющих сигнала. Устройство, дл  осуществлени  способа содержащее датчик определени  биени  формующих валков, св зан ный с регистрирующим прибором, снабжено соединенным с датчиком определени  биени  формуицих валков анализатором спектра, блоком сравнени  и зaпo plинaющим устройством, в качестве датчика испольэобан фотопр , один из выходов анализатора спектра подключен к входу блока сра нени , а другой - к входу запоминаю щего устройства, выход которого под ключен к второму входу блока сравне ни  , Способ осуществл етс  следующим образом. Процесс высокочастотной сварки подвержен возмущающим воздействи м св занным с биени ми формующих вал ков, которые нос т в основном пери одический характер. Упом нутые воз мущени  вли ют на процесс сварки, про вл  сь прежде всего в изменении его температурных характеристик. Поэтому, воспринима  температурное излучение из очага сварки, например при помощи фотопирометра, можно в скрытом виде получить информацию о возмущени х (биени х ) формукщих валков. Разлага  полученный сигнал на периодические составл ющие, где каждой частоте возмущени  соответствует сво  составл юща  в спектрал ном разложении, можно сформировать спектральный образ работы стана И запомнить его с помощью известных средств. В процессе работы стана периодически повтор ют эту процедуру и, сравнива  полученное разложение (текущий спектральный образ с зарегистрированным ранее, прин тым за эталонное,по его отклонению (изменению частоты и амплитуды дискрет) суд т о нормальной работе стана, завис щей от степени износа формующих валков и их биений. На фиг. 1 представлена блок-схем устройства дл  реализации способа ; на фиг, 2 - блок-схема анализатора спектра, - Устройство содержит датчик определени  биени  валков (фотопирометр 1, соединенный с анализатором 2 спектра, один из выходов анализатор спектра подключен к входу блока 3 сравнени , а другой - к входу запоминающего устройства 4, выход которого подключен к второму входу блока сравнени . Выход блока сравнени  соединен с индикатором 5 отклонени  Анализатор спектра может быть выпол нен как по схеме цифрового анализа (фиг, 2), так -и по схеме аналоговой обработки сигнала. Цифровой анализатор спектра состоит из аналогоцифрового преобразовател  6, вычислительного устройства 7 и арифметического устройства 8, Устройство диагностировани  работы трубосварочного стана работает слеДУЮ14ИМ образом. Поток излучени  из очага сварки и нагретых кромок воспринимаетс  фотопирометром, на выходе которого получают временной сигнал E(t), который поступает на вход анализатора спектра. При использовании цифрового анализатора временной сигнал E(,t) поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  6, где непрерывный сигнал преобразуетс  в дискретные по амплитуде и времени сигнаЯы отсчета, вз тые с интервалом At. Эти сигналы, поступа  в вычислительное устройство 7, подвергаютс  дискретному преобразованию Фурье, В качестве оценки спектра принимаетс  величина сигнала S(K), где Х - значение преобразовани  Фурье реализации длительности At i Т - длина периода. Оценки усредн ютс  в арифметическом устройстве 8 по периодам длиной Т, таким образом определ етс  текущее значение S(K ),. . При использовании в качестве спектра -схемы аналоговой обработки разложение осуществл етс  с помощью гетеродинного спектроанализатора, например, типа СК4 - 26, На выходе его формируетс  набор сигналов-отсчетов 3(1), 3(2),,, S(N), соответствующих значени м спектра дл  частот f f-i+A-t Полученный дл  различных номинальных скоростей сварки дискретный набор спектров фиксируетс  запоминающим устройством 4, таким образом создаетс  банк эталонных спектров. Автоматическа  диагностика работы стана производитс  путем сравнени  текущих значений сигналов 3(К ) с эталонными посредством устройства 3 сравнени  и выделени  разностного сигнала ДЬ. Поступа  на индикатор 5 отклонени  сигнала Д1 сравниваетс  с пороговым сигналом Li и, если 4i - Lj JO, то это указывает на отклонение режима работы от номинального больше допустимого (порогового), о чем свидетельствуют либо цветовой сигнсш, либо показание стрелочного или цифрового прибора на индикаторе 5 отклонени . Предлагаемые способ и устройство обеспечивают повышение надежности и точности диагностировани  за счет непрерывности процесса измерени , отсутстви  контактных элементов в устройстве и высокой степени формализации всех операций, исключающей субъективную оценку г возможность автоматизации процесса диагностировани  и прин ти  решений, упрощение тех ники измерени  за счет отсутстви датчиков на формующих клет х стана, а также накопление информации о процессе высокочастотной сварки и возможность ре-ализации статистически методов контрол  качества продукции Экономический эффект получен за счет снижени  брака продукции, и снижени  времени перестройки стана в соответствий с полученным диагнозом. Формула изобретени  1. Способ диагностировани  работы Ьгрубосварочного стана по биению форЬ гадих валков, при котором регистрируют параметры, характеризующие биение формующих валков, сравнивают эти параметры с допус илмми и по величине их отклонений суд т о р&боте стана , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности диагностировани , в качестве параметра , характеризующего биение фор ,мующих валков, принимают спектральные составл ющие сигнала, полученные путем регистрации температурного из-i лучени  из очага; сварки, приведени  полученного сигнала к номинальной скорости сварки, раскладывани  его на сумму периодических составл ющих и фиксации спектральных составл ющих сигнала.
2. 2. Устройство дл  осуществлени « способа по п. 1, содержащее датчик определени  биени  формующих валков, св занный с регистрирующим прибором, отличающеес  тем, что оно снабжено соединенным с датчиком определени  биени  формующих валков анализатором спектора, блоком сравнени  и запоминающим устройством, в качестве датчика использован фотопирометр , один из выходов анализатора спектра подключен к входу блока сравнени , а другой - к входу запоминающего устройства, выход которого подключен к второму входу блока сравнени  . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии 1308439, ; кл. G 01 В 7/12, 28.02.73 (.прототип).