ТРЕНАЖЕР СВАРЩИКА РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ Российский патент 2006 года по МПК B23K9/00 G09B19/24 

Изобретение относится к дидактическим средствам обучения освоению процесса сварки и может быть использовано в учебном процессе при подготовке сварщиков для выработки профессиональных начальных приемов и навыков ручной электродуговой сварки.

Заявителю известен аналог заявляемой полезной модели (а.с. №1441446 СССР от 30.11.88 г. бюл. №44), как близкий ему по совокупности существенных признаков. Данный аналог представляет тренажер сварщика, где электронная схема контролирует положение электрода (в основном по приборам), другие параметры, но также косвенно, т.е. данный тренажер является контролирующим, поэтому с ним работают профессиональные сварщики при переаттестации и повышении квалификации.

Недостатком такого тренажера по сравнению с заявляемым является отсутствие обратной связи между тренажером и обучающимся, низкий уровень наглядности, опосредованная связь с педагогом, отсутствие контроля и самоконтроля, самообучения, а также очень сложная электронная схема, которая требует квалифицированного обслуживания, высокая цена, невозможность самостоятельного изготовления в условиях учебного заведения. Этот тренажер контролирует огромное количество параметров, которые для начинающего сварщика не являются главными.

Заявителю известен также аналог заявляемого изобретения, как близкий ему по совокупности существенных признаков (а.с. СССР №1596369 от 30.09.90 г. бюл. №36). Данный прототип представляет собой тренажер для овладения умениями ручной электродуговой сварки, а именно овладение первоначальными умениями профессиональных приемов. Такой тренажер содержит имитатор свариваемых деталей, имитатор электрода с электрододержателем. Имитация сварного шва получается путем отсоса воздуха с песком с поверхности имитируемых свариваемых деталей. По форме дорожки, которая получается при отсосе песка с поверхности имитируемых свариваемых деталей, судят об умениях сварщика. Кроме того, на имитаторе свариваемых деталей имеются поперечные ребра, которые помогают обучающемуся освоить ограниченное число сварных швов.

Недостатком этого аналога является низкая наглядность, например имитируется не только свариваемые детали, сварной шов, а также электрод и держатель. В этом прототипе физический принцип электродуговой сварки заменен механическим (отсосом песка с поверхности свариваемых деталей). Поперечные ребра на поверхности имитируемых свариваемых деталей позволяют разучить ограниченное число сварных швов, совершенно не имитируются сварные швы на криволинейной поверхности, потолочные швы и другие. На имитаторе поверхности свариваемых деталей педагогу трудно задать упражнение, которое должен выполнить обучающийся. После каждого упражнения необходимо привести поверхность свариваемых деталей в первоначальное состояние (необходимо вновь насыпать слой песка). Тренажер сварщика для ручной электродуговой сварки привязан к пневмосистеме и не может быть использован автономно, кроме того, он не может длительное время сохранять результаты обучения, например, после каждого задания педагога. Шум от компрессора не лучшим образом влияет на самочувствие учащегося и педагога.

Прототипом настоящего изобретения является А.С. №556908 (бюллетень №17 от 1977 г.). Целью изобретения по этому А.С. является также повышение эффективности процесса обучения. Для достижения этой цели тренажер снабжен электрическим преобразователем сварочной дуги в звук различной частоты и головными телефонами, подключенными в сварочную цепь.

Тренажер позволяет значительно ускорить процесс обучения сварщиков благодаря совместному участию двух органов чувств в восприятии информации о длине сварочной дуги.

Задача, на решение которой направлено изобретение, является увеличение наглядности, введение эффективной обратной связи для контроля и самоконтроля обучаемого, возможностей записи действий обучаемого по выполнению задания педагога и сохранения этой записи в течение всего периода обучения на бумажном носителе. Заявляемое изобретение предполагает использовать электрод и электрододержатель промышленного образца. Автору изобретения удалось решить проблему имитации электрической искры, которая создается электронной схемой, т.е. сохранить физическую сущность электродуговой сварки. Эта искра вырабатывается электронной схемой от гальванических батарей, следовательно, может работать автономно, при этом уровень шума снижен до пороговой величины. Предлагаемое автором изобретение позволяет выполнить тренажер портативным и переносным, в отличие от прототипа выполнен в виде «дипломата» и, кроме того, заявляемый тренажер способен работать в автономном режиме. Все это соответствует критерию «изобретательность».

В заявляемом тренажере удалось решить проблему записи и сохранения действий обучаемого и записи заданий педагога, что достигается использованием электрической искры от электронной схемы, которая способна прожигать бумажный лист, если он лежит на металлической подложке, которая является частью имитатора свариваемых деталей и одновременно служит вторым электродом электронной схемы. След от такой искры представляет на бумажном листе ряд перфорированных точек, которые повторяют задание педагога, которое может быть нарисовано на этом же листе или задано вербально. Имитатор свариваемых деталей изготовлен из тонкой металлической пластинки, поверх которой располагается лист бумаги и которая может принимать различные формы деталей для имитации сварных швов, в том числе и на криволинейной поверхности, а также позволяет имитировать потолочные швы и может быть установлен под любым углом.

Достижение технического результата изобретения возможно только за счет сохранения физической сущности процесса электродуговой сварки на тренажере. Благодаря обратной связи обучаемый имеет возможность контроля и самоконтроля, при этом его действия записываются на бумажном носителе и сохраняются в течение всего периода обучения, что позволяет проследить динамику освоения обучаемым умений в области ручной электродуговой сварки. Увеличение наглядности повышает качество умений и знаний обучаемого.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, потому изобретение соответствует критерию "новизна".

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид тренажера электросварщика ручной электродуговой сварки. Он содержит имитатор свариваемых деталей (2), корпус (4), внутри которого находится электронная схема (см. фиг.2), электрод с электрододержателем (5 и 6), лист бумаги для записи выполнения задания обучаемым (1), который крепится к имитатору свариваемых деталей с помощью магнитов, стойки (3) для установки имитатора свариваемых деталей под любым углом.

Тренажер работает следующим образом. Обучаемый концом электрода касается имитатора свариваемых деталей, чтобы зажечь дугу, а затем ему необходимо сохранять такое расстояние от конца электрода до имитатора свариваемых деталей, чтобы на листе бумаги оставался ровный ряд одинаково перфорированных точек, т.к. слишком близкое расположение конца электрода вызывает обугливание части листа бумаги, на ней появляются пятна с обугливаемыми краями, а слишком большое расстояние от листа бумаги не оставляет никаких следов. О степени освоения начальных умений ведения ручной электродуговой сварки судят по этим следам, а если сохранять эти листы бумаги, то можно проследить изменения в динамике в освоении обучаемым профессиональным приемам.

Электрическая схема представляет собой преобразователь напряжения, который позволяет получать на выходе 20-15 кВ, тогда как на входе схемы 6-9 В. Величина тока в этой схеме является ничтожной, что и обеспечивает безопасные условия занятий на тренажере. Тренажер может работать полностью в автономном режиме, он прост в изготовлении и доступен в обслуживании.

Изобретение относится к дидактическим средствам обучения начальным приемам и навыкам ручной электродуговой сварки. Тренажер содержит корпус, имитатор свариваемых деталей, электрод, закрепленный в электроде-держателе, и электронную схему преобразования напряжения. Электронная схема преобразования напряжения расположена внутри корпуса и выполнена в виде преобразователя напряжения, выход которого соединен с электродом и имитатором свариваемых деталей. Имитатор свариваемых деталей выполнен в виде гибкой тонкой металлической подложки с закрепленным на ней с помощью магнита листом бумаги. Имитатор установлен с возможностью изменения угла наклона для имитации различных видов сварочных швов. Тонкая гибкая металлическая подложка с закрепленным на ней листом бумаги может быть выполнена как с плоской, так и с криволинейной поверхностью. Это позволит ускорить процесс обучения и увеличить его наглядность за счет введения обратной связи и возможности записи действий обучаемого на бумажный носитель.2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Тренажер электросварщика ручной электродуговой сварки, содержащий корпус, имитатор свариваемых деталей, электрод, закрепленный в электрододержателе и электронную схему преобразования напряжения, отличающийся тем, что электронная схема преобразования напряжения расположена внутри корпуса и выполнена в виде преобразователя напряжения, выход которого соединен с электродом и имитатором свариваемых деталей, выполненным в виде гибкой тонкой металлической подложки с закрепленным на ней с помощью магнита листом бумаги, при этом имитатор свариваемых деталей установлен с возможностью изменения угла наклона для имитации различных видов сварочных швов.2. Тренажер электросварщика ручной электродуговой сварки по п.1, отличающийся тем, что тонкая гибкая металлическая подложка с закрепленным на ней листом бумаги выполнена с плоской поверхностью.3. Тренажер электросварщика ручной электродуговой сварки по п.1, отличающийся тем, что тонкая гибкая металлическая подложка с закрепленным на ней листом бумаги выполнена с криволинейной поверхностью.