Устройство для измерения разновысокости кромок свариваемого стыка Советский патент 1984 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочным работам и может быть использовано для автоматизации, контроля и измерения стыков в. процесс-е газовой сварки лент, полос, рельс, обечаек и т.д. .Известно устройство для измерения ширины свариваемого стыка, содер жащее постоянный магнит для подмагни Чивания свариваемого материала,. магнито-индукционньй преобразователь соединенный через парафазный усилитель с триггером, генератор образцовой частоты, счетчик и блок цифровой индикации IJ. Однако это устройство определяет только ширину свариваемого стыка и не определяет превьппение кромок. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для измерения превьшения кро мок свариваемого стыка 2. Однако известное устройство требует стабилизации величины одного из зазоров между индукционным датчиком стыка и кромкой свариваемого материа ла. Цель изобретения - повышение точности измерения превышения кромок свариваемого стыка при любом расстоя НИИ датчика стыка от кромок в пределах зазора. I- , , . - : . Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее постоян ный магнит для прдмагничивания свари ваемого стыка ферромагнитного матери ла, индукционный датчик, пар 1фазный усилитель, два детектора, интегратор триггер, первую схему совпадения, генератор образцовой частоты, счетчик импульсов и блок цифрового отсчета, при этом выход индукционного датчика соединен с входом парафазного усилителя, выходы которого связаны с входами двух детекторов, выход триггера подключен к одному из входов первой схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выход - к входу прямого счета реверсив ноге счетчика импульсов, выход которого связан с блоком цифрового отсчета, введены ключ интегратора, два аналоговых ключа,пороговая схема,вторая схема совпадения, четыре последовательно соединенных одновибратора и схема ИЛИ, причем выходы детекторо через соответствующие аналоговые клю чи подсоединены к первому входу инте;Гратора, выход которого через порогрг вую схему подключен к сбросовому входу триггера, выход последнего подключен к одному из входов второй схемы совпадения, второй вход которой связан с выходом генератора образцовой частоты, третьи входы схем совпадения подключены соответственно к выходам второго и четвертого одновибраторрв, причем каждый из этих выходов подсоединен также к управляющему входу соответствующего аналогового ключа и входам схемы ИЛИ, выход которой через ключ интегратора соединен с вторым входом интегратора и одновременно с установочным входом триггера, выход второй схемы совпадения подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика импульсов, сбросовый вход которого связан с выходом первого одновибратора, при этом вход последнего подключен к инверсному выходу парафазного усилителя. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временная диаграмма, поясняющая принцип его работы. Устройство содержит постоянный магнит 1, подмагничивающий свариваемый материал, индукционный датчик 2с измерительной катушкой, парафазный усилитель 3, детекторы 4 и 5, аналоговые ключи 6 и 7, интегратор 8, ключ 9 интегратора, пороговую схему 10, триггер 11, схемы 12 и 13 совпадения на три входа, генератор 14 образ1;овой частоты, реверсивный счетчик -15 импульсов, блок 16 цифрового отсчета, последовательно соединенные одновибраторы 17-20 и схему 21 ИЛИ на два вховхода. В устройстве управляющие входы ключей 6 и 7 подключены к выходам одновибраторов 18 и 20. Вход сброса триггера 11 подключен к выходу пороговой схемы 10, а вход установки - к выходу схемы 21 ИЛИ. Вход для прямого счета счетчика 15 соединен со схемой 12 совпадения, а для обратного счета - СО схемой 13 совпадения. Сброс счетчика 15 осуществляется с выхода одновибратора 17. Устройство работает следуюйщм образом. При перемещении индуктивного датчика 2 поперек оси свариваемого стыка в измерительной катушке наводятся 3 от стыка разнополярные импульсы (фиг. 2ci), причем первым наводится импульс положительной полярности. Ам плитуды этих импульсов U| и Ifj обратно пропорциональны расстояниям А, и А от индукционного датчика до кромок свариваемых деталей. Эти напряжения з-апоминаются пиковыми детекторами 4 и 5. По заднему фронту второго импульса индукционного датчика 2 срабатыва ет одновибратор 1.7, и в течение длительности его импульса происходит регистрация результатов предыдущих измерений (фиг. 25), По заднему фронту импульса этого одновибратора происходит сброс реверсивного счетчика 15 импульсов. Затем срабатывает одновибратор 18, ив течение Длительности его работы про- исходит Измерение первого зазора А (фиг. 2В). Сигналом с выхода одновибратора 18 открывается аналоговый ключ 6,.и напряжение с выхода детектора 4, обратно пропорциональное величине зазора, подается на вход ин тегратора 8. Одновременно сигнал с I выхода схемы 21 ИЛИ, который подаетс Нд ключ 9, разрешает интегрирование интегратором В напряжения с выхода детектора 4 и открывает схему 12 сов падения на три входа. Импульсы генератора 14 образцовой частоты (фиг. 2) проходят на вход прямого счета ревер сивного счетчика 15 импульсов и суммируются в нем до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора 8 не достигает уровня срабатывания пороговой схемы 10 (фиг. 2е). При их равенстве пороговая схема 10 срабатывает, и сигнал с ее выхода сбрасывает триггер 11 в нулевое состояние. Схема 12 совпадения закрывается, импульсы генератора 14 образцовой частоты перестают проходить на вход реверсивного счетчика 15 импуль сов. Цифровой код счетчика пропорцио нален значению зазора (фиг. 2з), Затем срабатывает одновибратор 19 (фиг 2г). Сигнал управления на ключ 9 не подается, и напряжение на интеграторе 8 разряжается до нулевого уровня. По заднему фронту выходного сигнала одновибратора 19 срабатывает од новибратор 20 (фиг, 2). Напряжением с его выхода открывается анапогЪвый ключ 7, и напряжение с выхода детек тора 5, обратно пропорциональное величине зазора АЗ., подается на вход интегратора 8. Одновременно сигнал 154 с выхода схемы 21 ИЛИ на два входа подаваемый на вход ключа 9, разрешает интегрирование интегратором 8 напряжения с выхода детектора 5 и открывает схему 13 совпадения на три входа. Импульсы генератора 14 образцовой частоты проходят на вход реверсивного счетчика 15 импульсов. Цифровой код счетчика 15 пропорционален разности зазоров Ад- Л, Действительно, пусть измеряется первый зазор Д.. Напряжение на-выгходе интегратора 8 при интегрировании напряжения ( растет и при равенстве его напряжению срабатывания пороговой схемы 10, последняя срабатывает, что соответствует равенству 1/fiC/V,o( , где Vhc- напряжение срабатывания пороговой, схемы RC постоянная времени входной цепи интегратора. Откуда 1/,ТXI/RС т -VncffC Так как - 1 Vi -J --величина постоянная, то ий ГЛ .... 1 тервал времени Т,, пропорционален величине зазорал .. Заполняя интервал времени Т импульсами T(j генератора 14 образцовой частоты (фиг. 2е), получаем цифровой эквивалент (фиг. 2з). М - Тх - УнсйС То Ток где величина первого зазора между свариваемым материалом и индукционным датчиком. Аналогично по сигналу одновибратора 20 блока управления происходит измерение второго зазора AJ,, и импульсы 1 xJL ticJRC ; вычитаются . из реверсив- - -Так - ь. .J .- . . . ;,..... iHoro счетчик:а 15 импульсов. Цйфроёьй эквивалент в счетчике 15 импульсов () пропорциоНх,- N,i нален величине превышения А кромок свариваемого стыка, а зиак разности указывает, что ( А,-Aj 0) или А A2(Ai- Aj,). Применение предлагаемого устройства измерения превышения кромок свариваемого стыка позволяет повысить

511316156

быстродействие, точность и надежность свариваемым материалом. Область приконтроля благодаря отсутствию махани- менения предлагаемого устройства огческого контакта между датчиком и раничивается газовой сваркой.

«

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ , РАЗНОБЫСОКОСТИ КРОМОК СВАРИВАЕМОГО СТЫКА, содержащее постоянный магнит для подмагничиванйя свариваемого стыка ферромагнитного материала, индукционный датчик иарафазный усилитель, два детектора, интегратор, триггер, первую схему совпадения, генератор образцовой частоты, счетШк импульсов и блок цифрового отсчета, причем выход индукционного датчика соединен с входом .парафазного усилителя, выходы которого связаны с входами двух детекторов, выход триггера подключен к одному из входов первой схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу генератора образцовой частоты, a выход - к входу прямого счета реверсивного счетчика импульсов, выход которого связан с блоком цифрового отсчета. отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения превышения кромок, в устройство введены ключ интегратора, два аналоговых ключа, пороговая схема, вторая схема совпадения, четыре последовательно соединенных одновибратора и схема ИЛИ, причем выходы детекторов через соответствукяцие аналоговые ключи подсоединены к первому входу интегратора, выход которого через пороговую схему подключен к сбросовому входу триггера, выход последнего подсоединен к одному из входов второй схемы совпадения, второй вход .которой связан с выходом генератора образцовой частоты, третьи входы схем feo совпадения подключены соответственно к выходам второго и четвертого одновибраторов, причем каждый из этих выходов подсоединен также к управляющему входу соответствующего аналогового ключа и входам схемы ИЛИ,выход которой через ключ интегратора соедисо Од нен с вторым входом интегратора и одновременно с установочным входом триг гера, выход второй схемы совпадения подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика импульсов, СП сбросовый вход которого связан с выходом первого одновкбратора, при этом вход последнего подключен к инверсному выходу парафазного усилителя.

гМь

В

а

V,

xz

2

Vff85

f

-. f

f

V

/7C

fro4

3

/Vyf

1