Устройство для автоматического слежения за сварным швом Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

1 Изобретение относится к автоматизации неразрушающего контроля сва ных соединений и может быть использовано для автоматического направления ультразвукового или другого датчика неразрушаищего контроля по валику усиления сварного соединения а также при сварке листовых конструкций для слежения за стыком. Известно устройство для автоматического направления электрода по стыку, содержащее электромагнитный датчик с питающей катушкой и соглас но включенными измерительными катушкаь1и, корректор положения сварочной головки и схему управления с каналом фазовой обработки сигнала ухода головки от стыка и каналом обнаружения края изделия с ключевым элементом lj . Известное устройство характеризуется сложностью и недостаточной чувствительностью датчика. Кроме то го, оно может быть использовано только при сварке ферромагнитных материалов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического направления электрода по стыку, содержащее электромагнитный датчик с питающей катушкой и согласно включенными измерительными катушками, корректор положения сварочной головки и схему управления с каналом фазово обработки сигнала ухода головки от стыка, канал амплитудной обработки сигнала и сумматор сигналов каналов амплитудной и фазовой обработки zj Недостатком известного устройств является сложность схемы обработки сигнала. Цель изобретения - повьшение точ ности слежения путем повышения поме хоустойчивости. Поставленная цель достигается те что устройство для автоматического слежения за сварным твои, содержаще генератор, электромагнитный датчик с питающей и измерительной катушкам следящий привод, формирователь, сое диненный с измерительной катушкой датчика, дополнительно снабжено сче ньв4 триггером, двумя усилителями, элементом И-НЕ и двумя каналами обр ботки сигнала, включающими в себя каждый два элемента И, интегрирующе звено, компаратор и усилитель, при этом питающая катушка датчика выпол 90 иена со средней точкой, подключенной к выводу источника питания, вход триггера связан с генератором, а каждый из выходов через соответствующий усилитель связан с концами питающей катушки датчика и непосредственно с первыми входами первых элементов И каналов обработки сигналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу формирователя, в каждом из каналов выход первого элемента-И связан через последовательно соединенные интегрирующее звено, компаратор, второй элемент И с входом усилителя, выходы усилителей обоих каналов соединены с входом привода, причем выходы компараторов каждого канала связаны с соответствующими входами элемента И-НЕ, выход которого связан с вторыми входами вторых элементов И-каждого канала. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство состоит из генератора 1, счетного триггера 2, усилителей 3 и 4, электромагнитного датчика 5, первого 6 и второго 7 каналов обработки сигналов. .Электромагнитный датчик 5 конструктивно вьшолнен с двумя взаимно перпендикулярными катушками, где питающая катушка 8 расположена внутри по центру измерительной катушки 9, при этом питающая катушка 8 выполнена со средней точкой. Формирователь 10 соединен с выходом измерительной катушки 9. Первый канал 6 обработки сигналов содержит YiepBb элемент И 1 1, интегрирующее звено 13, компаратор 15, второй элемент И 18, усилитель 20. Первый вход первого элемента И 11 соединен с выходом формирователя 10, а выход соединен через интегрирующий элемент 13 с первым входом компаратора 15. Выход компаратора 15 соединен с первыми входами элемента И-НЕ 17 и второго элемента И 18, выход которого соединен с входом усилителя 20. Второй канал 7 обработки сигнала содержит первый элемент И 12, интегрирующий элемент 14, компаратор 16, второй элемент И 19 и усилитель 21. Соединение между элементами второго канала аналогично первому каналу. Кроме того, устройство содержит элемент И-НЕ 17 и привод 22 корректоpa. Входы элемента И-НЕ 17 соединены с выходами компараторов 15 и 16, а выход соединен с вторыми входами эле ментов И 18 и 19. На вторые входы компараторов 15 и 16 подается опорное напряжение. Устройство работает следующим образом. При включении питания импульсный генератор 1 начинает вырабатывать импульсы, которые подаются на вход счетного триггера 2. На прямом и инверсном выходах триггера 2 формируют ся импульсы, сдвинутые друг относительно друга. Импульсы с выходов триггера 2 через усилители 3 и 4 подаются на вторые входы первых элементов И 11 и 12 обоих каналов. Усилители 3 и 4 поочередно включают первое и второе плечи питающей катушки 8. Катушка 8 датчика 5 выполнена со средней точкой. Когда датчик устанавливается симметрично над валиком усиления, магнитное поле возбуждающей.катушки 8 возбуждает в плоскости изделия равные по величине и противоположные по направлению вихревые токи. Магнитные поля этих токов, Пересекая плоскость обмотки измерительной катушки 9, наводят в ней ЭДС против положных направлений, которые взаим но компенсируются. При смещении валика усиления в какую-либо сторону от оси датчика с метрии и условия компенсации нарушаю ся. В измерительной обмотке 9 появляется ЭДС рассогласования определе ной фазы и амплитуды, которая подае ся на вход усилителя-формирователя 10. На выходе формирователя 10 п являются импульсы, которые подаются на первые входы элементов И 11 и 12 обоих каналов 6 и 7. Причем эти импульсы совпадают по времени с импульсами, поданными с выходов счетного триггера 2 на вторые входы первых элементов И 11 или 12 первого 6 или второго 7 канала. При совпадении импульсов на входах первого элемента И 1.1 на выходе интегрирующего звена 13 появляется напряжение, которое подается на первый вход компаратора 15. На второй вход компаратора 15 подается опорное напряжение, превьш1ающее уровень шумов. Изменяя величину опорного напряжения, можно также регулировать зону нечувствительности устройства. При превьш1ении сигналом на первом входе компаратора 15 величины опорного напряжения на его выходе появляет- ся сигнал логической 1, который через второй элемент И 18 подается на вход усилителя 20, последний, в свою очередь, включает привод 22, осуществляющий перемещение датчика 5 до установки его симметрично валику усиления сварного соединения. ЭДС измерительной катушки датчика 5 взаимно компенг сируется, и сигнал на выходе канала, 6 исчезает. Привод 22 отключается. Работа второго канала 7 происходит аналогично при смещении валика усиления в противоположную сторону. Элемент И-НЕ 17 служит для исключения одновременного прохождения сигналов , на включение привода 22 от первого и второго каналов, возможного при воздействии на устройство внешних помех. . Таким образом, устройство построено на логических элементах и является достаточно простым, надежным и легко настраиваемьм. Использованиеэлементов цифровой техники повьш1ает надежность и помехозащищенность уст-, ройства, что в конечном счете ведет к првьш1ению качества контроля сварног .го шда.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА СВАРНЫМ ШВОМ, содержащее генератор, электромагнитный датчик с питающей и измерительной катушками, следящий привод, формирователь, соединенный с измерительной катушкой датчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности слежения путем повьшения помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено счетным триггером, двумя усилителями, элементом И-НЕ и двумя каналами обработки сигнала, включающими в себя каждый два элемента И, интегрирунидее эвено, компаратор и усилитель, при этом питающая катзтпка датчика выполнена со средней точкой, подключенной к , выводу источника питания, вход триггера связан с генератором, а каждый из выходов через соответствующий усилитель связан с концами -питающей ка, тушки датчика и непосредственно с первыми входами первых элементов И каналов обработки сигналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу формирователя, в каждом из каналов выход первого элемента И сл связан через последовательно соединенные интегрирующее звено, компаратор, второй элемент И с входом усилителя, выходы усилителей обоих каналов соединены с входами привода, причем выходы компараторов каждого канала связаны с соответствующими входами элемента И-НЕ, выход котосо рого связан с вторыми входами вто4 рых элементов И каждого канала. Oi CD