Устройство для измерения ширины разделанного сварного стыка Советский патент 1986 года по МПК G01B21/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при роботизации сварочных работ в процессе электронной сварки лент, полос и т.д.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения немагнитных материалов при контроле ширины разделанного сварного стыка.

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема разделанного шва; на фиг.З - диаграммы напряжений на элементах схемы.

Устройство содержит первичный преобразователь, состоящий из источника 1 света, излучающего световода 2 , h приемных С1зетоводов 3, одни ия концов которых объединены в инейку и, И фотоприемников 4,1-4И , и усилителей-преобразователей 5.1- 5И, пороговых элементов б.1-6и, -входовый элемент ИЛИ 7, i -3-вхо- довый элемент ИЛИ 8, два элемента НЕ 9 и 10, два двухвходовых элемента КЛК П и 12, первый триггер 3, двухвходовую схему 14 совпадения генератор 15 образцовой частоты, счетчик 16 импульсов, блок 17 цифрового отсчета, второй триггер 18, вторую двухвходовую схему 19 совпадения, второй счетчик 20 импульсов и второй блок 21 цифрового отсчета.

Каждый из фотоприемников 4.1- 4п соединен через соответствующие усилители-преобразователи 5. l-5h и пороговые элементы 6.1-6 п с входами h -входового элемента И.Г1И 7 , первый триггер 13, первал ;:.ема 14 совпадения с подключеш1ым к ее второму входу генератором 15 образцовой частоты, первый счетчик 16 1- 1пуль- сов и первьш блок 17 цифрового отсчета соединены последовательно, вторая схема 19 совпадения, второй счетчик 20 импульсов и второй блок 21 отсчета соединены последовательно, выходы двухвходоБЫХ элементов ИЛИ 11 и 12 соединены с соответствующими входами второго триггера 18, выход которого подключен к первому входу схемы }9 совпадения, к второму входу которой подключен генератор 15, выход 1 -входового элемента ИЛИ 7 соединен с первьми входами триггера 13, элемента ИШ IS и элемента НЕ 9, входы элемента ИЛИ 8 соединены через соответствуьэ

5

0

5

щие элементы со всеми фотоприемниками 5.-5i . , кроме трех центральных, выход элемента ИЛИ 8 сое- диенен с вторым входом элемента ИЛИ 12 и входом элемента НЕ 10, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 11, к второму входу которого и к второму входу триггера i 3 подключен вькод элемента НЕ 9.

Устройство работает следующим образом.

Механически жестко связанные между собой излучающий 2 и приемные 3 световоды совершают возвратно- поступательное движение поперек от свариваемого стыка, причем отраженный луч источника 1 света при движении над, свариваемым материалом попадает на средний световод 3 или соседний с нрм, т.е. срабатывает средний или соседний с ним пороговые элементы 6. Это достигается начальной установкой первичного преобразователя, так как расстояние от свариваемого материала до световодов 3 постоянное. При этом

сигнал на выходе h

лвходового

элемента И.ПИ 8 отсутствует. Лри попадании световодов 3, представляющих собой первичный преобразователь, в зону paздeлa н oгo сварного стыка расстояние, проходимое свето- BbiM лучом до поверхности свариваемого материала, увеличивается и отраженный луч, выйдя из центральной зоны, попадает на большие или меньшие по индексу приемные световоды 3. Через соответствующий усилитель-преобразователь 5.-5h срабатывает соответствующий пороговый элемент 6.1-6h и появляется сигнал на выходе и -3-входового элемента ИЛИ 8, который через двухвходовый элемент ИЛИ 12 взводит триггер 18. Напряжением с выхода последнего от- крь1вается схема 19 совпадения, и импульсы генератора 15 образцовой частоты проходят во второй счетчик 20 -:мпульсов и регистрируются вторым блоком 2 цифрового счетчика до тех пор, пока луч излучающего световода 2 не попадет в сквозной разделенный стьпс. В этот момент луч уйдет в сквозную разделку и отраженный луч не попадет ни на олин из приемных световодов 3. Все пороговые элементы 6,-бп будут в несработавшем состоя лп и ,, а лапряжение на выходе h-входового элемента ИЛИ 7 отсутствует. Напряжение проинвертированное элементом НЕ 9, через двухвходовый -элемент ИЛИ 11 сбросит второй триггер 18. Цифровая информация во втором счетчике 20 импульсов будет соответствовать первой части ширины Л, разделанного сварного стыка (фиг.2). Одновременно со сбросом второго триггера 18 сигнал с выхода элемента НЕ 9 взведет первый триггер 13 оценки ширины Л г сквозной части стыка (фиг.2). Напряжение с выхода последнего откроет двухвходовую схему 14 совпадения, и импульсы генератора 15 образцовой частоты будут проходить на счетчик 16 импульсов и регистрироваться блоком 17 цифрового счетчика до тех пор пока не закончится сквозной стык. Как только начнется несквозная часть разделанного стыка Aj, отраженный луч попадет на один из .приемных световодов 3, сработает соответствующий пороговый элемент 6.1-6h и сигнал с выхода h -входового элемента ИЛИ 7 закроет триггер 13. Число импульсов , прошедших на счетчик 16 импульсов, соответствует ширине сквозной части разделанного стыка Л Затем аналогично будет измерена

вторая несквозная часть разделанно го стыка Л. Сигналом с выхода h-входового элемента ИЛИ 7 взведется повторно триггер 18 через двухвходовый элемент ИЛИ 12, и импульсы

генератора 15 образцовой частоты- будут проходить на второй счетчик 20 импульсов через открытую схему 19 совпадения. Как только окончится неразделанная часть стыка, отраженный световой луч попадает на средний приемный световод 3 и, соответственно, сработает средний пороговый элемент 6. На h - 3-входовом элементе ИЛИ 8 сигнал будет отсутствовать и проинвертированный элементом НЕ 10 сигнал сбросит триггер 18. Он закроет двухвходовую схему 19 совпадения. Информация в первом счетчике 16 импульсов соответствует

ширине сквозной части . , в счетчике 20 - ширине несквозной пазделанной часты стыка й + .

Фыг.2.

Фиг.