Устройство для слежения за стыком свариваемых изделий Советский патент 1987 года по МПК G05D3/12 

строке, причем его середина совпадает с моментом наиболее вероятного появления сигнала от стыка, В случае непоявления сигнала от стыка в текущей и поспедующих строках устройство продолжает его окидать удерживая середину участка анализа в окрестности появления последнего а1гнала от стыка. По окончании анализа некоторого, заранее заданного числа строк, в которых отсутствовал сигнал от стыка, вновь начинается поиск стыка по всей строке. Поиск реализуется двоичными п-разрядными

1

Изобретение относится к автоматизации сварочного производства и может найти применение, например, при очувствлении сварочных промьшшенных роботов, используемых при дуговой сварке.

Целью изобретения является повышение точности устройства за счет увеличения помехозащищенности.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - эпюры сигналов.

Устройство слежения за стыком свариваемых изделий содержит генератор синхроимпульсов 1, генератор развертки 2, телевизионный датчик 3, видеоусилитель А, пороговый дискриминатор 5, первый п-разрядный двоичный счетчик 6, второй п-разрядный двоичный счетчик 7, 2 п-входо- вый элемент И 8, RS-триггер 9, п+1- входовый элемент И 10, коммутатор 11, блок выборки и хранения 12, сумматор 13, компаратор 1А, одно- вибратор 15 и двухвходовый элемент И 16, счетчик-делитель 17, источник постоянного напряжения U., (не приведен) .

Устройство работает следующим образом.

Синхроимпульсы 18 (фиг.2), поступающие с выхода генератора синхроимпульсов 1, запускают генератор развертки 2, вырабатывающий пилообразное напряжение 19.

0268

счетчиками 6 и 7, 2п-входовым элементом И 8, (п+1)-входовыи элементом И 10 и RS-триггером 9. Хранение результатов анализа сигналов строки, формирование участка анализа и его размещение в строке реализуется

блоком выборки и хранения 12, одно- вибратором 15, сумматором 13 и компаратором 14 соответственно. Число строк, в течение которых устройство продолжает ожидать появления сигнала от стыка внутри участка анализа, определяется коэффициентом деления счетчика-делителя 17. 2 ил.

За время нарастания пилообразного напряжения 19 телевизионным датчиком 3 производится поэлементное считывание строки изображения и ви- деосигнал подается на видеоусилитель 4. С выхода видеоусилителя

4видеосигнал 20 поступает на вход порогового дискриминатора 5. Всем сигналам от элементов изображения,

имеющим достаточную величину, соответствует логическая 1 на выходе дискриминатора 5, а остальным - О. Выходной сигнал 21 дискриминатора

5поступает на вход первого п-раз- рядного двоичного счетчика 6, этим

счетчиком производится подсчет количества импульсов видеосигнала. Вторым таким же счетчиком 7 подсчитывается количество синхроимпульсов

18. При условии, что единственным сигналом в строке является импульс от стыка, к моменту поступления 2 - го синхроимпульса на всех выходах счетчиков 6 и 7 установится уровень

.1 сигналов 22 и 23.

На выходе 2 п-входового элемента И 8 также установится уровень 1 сигнала 24, под воздействием которого RS-триггер 9 перейдет в сое-

хояние 1.

Таким образом будет зафиксирован факт наличия качественного изображения от стыка, по крайней мере, в течение последних 2 -I строк. В случае наличия помех любой природы

или отсутствия импульсов от стыка к моменту з.аполнения счетчика 7 у счетчика 6, хотя бы на одном из выходов, сигнал будет иметь нулевой

останется в

уровень и триггер 9 состоянии О.

С приходоу 2 -го синхроимпульса счетчик 7 переходит в нулевое сотояние, а на выходе n+1-входового элемента И 10 появляется сигнал 25 сбрасывающий в нулевое состояние счетчик 6 (счетчики 6 и 7 изменяют свое состояние по заднему фронту входного импульса).

Для работы устройства характерны два режима: режим поиска, когда RS-триггер 9 находится в состоянии О, и режим слежения, когда триггер 9 находится в состоянии 1. В режиме поиска нулевой уровень

с выхода RS-триггера 9 поступает На управляющий вход коммутатора 11. При этом сигнал 2 поступает на первый сигнальный вход коммутатора 11 и как выходной сигнал 26 коммутатора 11 воздействует на управляющий вход блока выборки и хранения 12. На сигнальный вход блока поступает пилообразное напряжение 19 с выхода ге

нератора развертки 2. При единичном уровне сигнала 26 на выходе блока выборки и хранения 12 устанавливается уровень сигнала 27, соответствующий значению пилообразного напряжения 19 в данный момент. Это напряжение, пропорциональное положению сигнала от стыка (видеоимпульса 21) относительно начала строки, сохраняется запоминается) до поступления следующего видеоимпульса. t

С выхода блока выборки и хранения 12 сигнал 27 поступает на один из входов сумматора 13, на его второй вход поступает напряжение сме- щения и противоположного знака. Выходное напряжение 28 сумматора 13 меньше по абсолютному значению напряжения сигнала 27 на величину в результате чего в следующей строке момент совпадения уровней сигналов 19 и 28 наступит несколько раньше, чем момент, когда сигнал 27 примет новое значение. Выходным сигналом 29 компаратора 14 запускается одновибратор 15. Одновибратор 15 вырабатывает импульсный сигнал 30, длительность которого выбрана равной

to

15

0

5

0

сумме длительности видеоимпульса от стыка максимальной ширины Tg уоке и удвоенной величины максимального смещения импульса от стыка в соседних строках - 2it. При изменении U(. сигнал 30 перемещается во времени относительно сигнала 21.

Величина U устанавливается при регулировании устройства так, чтобы середины сигналов 2I и 30 совпадали. При работе устройства обеспечивается, в соответствии с изложенным, размещение середины сигнала 30 на том месте текущей строки, где в предыдущей находилась середина сигнала 21.

Таким образом, в режиме поиска подготавливаются элементы устройства, ответственные за работу в режиме слежения. Режим поиска завершается переключением RS-триггера 9 в состояние 1. Его выходной сигнал 31 воздействует на коммутатор 11 таким образом, что управляющий вход блока выборки и хранения 12 отключается от выхода порогового дискриминатора 5 и соединяется с выходом двухвходового элемента И 16.

I

После этого блоком выборки и

0 хранения 12 управляют только те импульсы 21, которые поступали во вр.е- мя единичного уровня сигнала 30, т.е. в то время, когда появление сигналов от стыка наиболее вероятно.

Выходной сигнал двухвходового элемента И 16 поступает также на сбросовый вход счетчика-делителя 17, на его счетный вход поступают синхроимпульсы 18. Если сигнал от стыка изчезает (в районе прихватки, в результате экранирования дымом, брызгами металла и т.п.), то счетчик- делитель 17 начнет считать строки, в которых отсутствует сигнал от сты5 ка. После прохождения определенного количества m таких строк подряд выходной сигнал счетчика принимает единичное значение и переводит RS-триггер 9 в нулевое состояние.

0 С этого момента начинается поиск стыка. Коэффициент деления m счетчика-делителя 17 определяется количеством строк, в течение которых устройство должно ожидать появления

5 сигналов от стыка, управляя приво- . дом сварочной горелки по запомненной информации о стыке. При появлении сигналов от стыка до прохождения, m строк выходной сигнал двух512902

входового элемента И 16 поступает на сбросовый вход счетчика-делителя 17, а также через коммутатор 11 - fta блок выборки и хранения 12, и устройство работает в режиме слежения по текущей информации.

С устройства для слежения за стыком свариваемых изделий на устрой- ство управления приводом сварочной горелки (не показано) выдается два сигнала: сигнал на включение привода единичный уровень сигнала 31 с выхода RS-триггера9 и сигнал 27 о положении стыка с выхода блока выборки и хранения 12.

Повышенная помехоустойчивость устройства обеспечивается тем, что, во-первых, устройство имеет механизм анализа некоторого фрагмента изображения с целью выявления сигнала действительно от стыка. В основу анализа положено предположение о том, что если в достаточном п количестве строк изображения обнаружено п сигналов, то эти сигналы .принадлежат стыку. Анализ фрагмента изображения производится непосредственно перед переходом устройства в режим слежения. Благодаря этому вероятность выхода устройства в режим слежения за дефектом поверхности свариваемых изделий достаточно мала. .Во-вторых, в процессе слежени принимаются во внимание (считаются сигналами от стыка) лишь те сигналы которые расположены в строке на участке наиболее вероятного появления сигнала от стыка (в том районе текущей строки, в котором в предыдущей бьш зафиксирован сигнал от стыка). Благодаря этому помехоустойчивость устройства увеличивается во столько раз, во сколько длительность участка ожидания сигнала от стыка меньше длительности строки изображения, практически в 2-3 раза В-третьих, в случае временного пропадания сигналов от стыка устройство продолжает выдавать на управлени приводом горелки сигнал, используя информацию о последнем зафиксированном сигнале от стыка и ожидая в то

же время появление новой информации о стыке.

Формула изобретения

Устройство для слежения за стыком свариваемых изделий, содержащее последовательно соединенные генератор синхрс импульсов, генератор развертки, телевизионный датчик, видеоусилитель, и пороговый дискриминатор, а такж:е сумматор, отлич аю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства за счет увеличения помехозащищенности, оно содержит последовательно соединенные одновибратор, двухвходовый элемент И, коммутатор, блок выборки и хранения, сумматор и компаратор, последовательно соединенные счетчик- делитель и RS-триггер, а также источник постоянного напряжения, первый п-разрядный двоичный счетчик, второй п-разрядный двоичный счетчик,

2 п-входовый элемент И и (п+1)-вхо- довый элемент И, подключенный п , входами к соответствукщим п выходам второго п-разрядного двоичного счетчика и к соответствующим первым п

входам 2 п-входового элемента И, п+ входом - к счетному входу второго п--разрядного двоичного счетчика, к выходу генератора синхроимпульсов и к первому входу счетчика-де-

лителя., а выходом - к входу сброса первого п-разрядного двоичного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом порогового дискриминатора, с вторым входом двухвходового ,

элемента И и с вторым входом коммутатора,, а п выходов - с соответствующими вторыми п входами 2 п-входового элемента И, второй вход КЗ-триг- гера подключен к выходу 2 п-входового элемента И, а выход - управляющему входу коммутатора, второй вход компаратора связан с выходом генератора развертки и со вторым входом блока выборки и хранения, а выход со входом одновибратора, второй вход счетчика-делителя соединен с выходом двухвходового элемента И, а второй вход сумматора - с выходом источника постоянного напряжения.

IS

19

п п п п п п п

1хууулих Лхг.

Редактор Н.Бобкова

Составитель Е.Владимирова

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

-Заказ 7900/44 Тираж 86А Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к автоматизации сварочного производства. Цель изобретения - повышение точности слежения за стыком за счет увеличения помехозащищенности. Работа устройства начинается с поиска стыка. При этом реализуется алгоритм, в основе которого лежит предположение о том, что если при построчном считывании изображения в п строках фиксируется п видеосигналов, то они принадлежат стыку. По окончании поиска устройство переходит в режим слежения. При этом анализу подвергается ограниченный участок строки. Положение участка анализа в текущей строке определяется сигналом от стыка в предьщущей с (Л