Тренажер для обучения сварщиков Советский патент 1988 года по МПК G09B19/24 

Изобретение относится к средствам обучения обращению с инструментом и может быть использовано в качестве технического средства для обучения приемам и навыкам ручной и полуавтоматической электросварки при горизонтальном, вертикальном и потолочном видах шва, а также для проведения до- пускного контроля сварщиков во всех отраслях народного хозяйства, где используется сварка.

Цель изобретения - повышение эф- эфективности и расширение функциональных возможностей тренажера в части большего разнообразия приемов сварки и возможности группового обучения.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого тренажера; на фиг. 2 - схема центрального поста сварщика; на фиг. 3 - схема поста сварщика; на фиг.4 - одна из возможных схем реализации блока синхронизации; на фиг.5 - одна из возможных схем реализации блока формирования изображения. сварного шва; на фиг. 6 - одна из возможных схем реализации блока формирования изображения сварочной ванны; на фиг.7 - схема, иллюстрирующая принцип формирования изображения сварочной ванны на экране телевизионного дисплея ; на фиг. 8 - одна из возможных схем- реализации блока формирования изображения искр; на фиг. 9 - схема, иллюстрирующая принцип формирования изображения искр на зкране телевизионного дисплйя; на фиг.10- одна из возможных схем реализации блока выделения сигналов ошибки; на фиг.11 одна из возможных схем реализации блока генераторов; на фиг. 12 - возможные траектории движения сварочной ванны; на фиг. 13 - одна из: возможных схем реализации блока переме- щения сварочной ванны; на фиг.14 - одна из возможных траекторий по экрану телевизионного дисплея; на фиг.15 одна из возможных схем реализации блока контроля; на фиг. 16 - одна из возможных схем реализации узла формирования сигнала ошибки по слежению на фиг. 17 - одна из возможных схем реализации блока моделирования теплового баланса; на фиг. 18 - конструк- ция имитатора ручного инструмента дл сварки штучным злектродом; на фиг.19 то же, для сварки электродной проволокой в среде защитных газов; на

фиг.20 - одна из возможных схем реализации задатчика условий; на фиг.21- одна из возможных схем реализации узла задания параметров; на фиг.22 - одна из возможных схем реализации узла задания номера поста сварщика; на фиг. 23 - одна из возможных схем реализации блока сопряжения; на фиг. 24 - пример реализации схемы дисплейного модуля; на фиг. 25 - одна из возможных схем реализации б:ю- ка положения сварочной ванны; на фиг. 26 - одна из возможных схем реализации блока изображения сварочной ванны и длины дуги; на фиг. 27 - одна из возможных схем реализации блока смесителей; на фиг. 28 - одна из возможных схем реализации блока уп- Фавления; на фиг. 29 - пример реализации схемы узла подсчета ошибок; на фиг. 30 - пример реализации схемы блока перемещения мишени; на фиг.31 - пример реализации схемы блока формирования изображения мишени.

Предлагаемый тренажер для группо-5 вого обучения сварщиков (фиг.1) со-, держит центральный пост 1 сварщика, п постов 2 сварщика, выходы 3 и 4 сигналов кадровой и строчной синхронизации центрального поста сварщика, выходы 5 и 6 сигналов первой и второ опорных частот центрального поста сварщика, выход 7 сигналов дискретизации центрального поста сварщика, полюса 8,9 и 10 сигналов адресации, информации и управления центрального поста сварщика, вход 11 центрального поста сварщика, входы 12-16 сигналов кадровой, строчной синхронизации, первой, второй опорных частот и дискретизации поста сварщика, полюса 17, 18 и 19 сигналов адресации, информации и управления и выход 20 поста сварщика.

Центральный пост сварщика (фиг.2) содержит блок 21 синхронизации, блок 22 формирования изображения сварного шва, блок 23 формирования изображения сварочной ванны, блок 24 формирования изображения искр, блок 25 выделения сигналов ошибки, блок 26 генераторов, блок 27 перемещения сварочной ванны, блок 28 контроля, блок 29 моделирования теплового баланса, имитатор 30 ручного инструмента, электроакустический преобразователь 31, задатчик,32 условий, блок 33 сопряже нця, магнитофон 34, блок 35 имитации

объекта тренажа, коммутатор 36, дисплейный модуль 37, выходы 38-41 сигналов кадровой, строчной синхронизации, первой, второй опорных частот блока 21 синхронизации, выходы 42 и 43 сигналов третьей .опорной частоты и дискретизации блока 21 синхронизации, с первого по седьмой входы 44управления задатчика условий, выход 130 сигналов управления коммутатором, аналоговые вход 131 и выход 132 блока 33 сопряжения, синхронизирующий, идс}1тифицирующий и цифровой информационный входы 133-135 блока сопряжения, вход 136 сигналов опорной частоты .блока сопряжения, выход 137

Изобретение относится к устройствам для обучения сварщиков и может быть использовано в качестве техни- .ческого средства для обучения приемам ,и навыкам ручной и полуавтоматической сварки. Целью изобретения являетт ся повышение эффективности и расши-. рение функциональных возможностей тренажера. Тренажер содержит, блок перемещений сварочной ванны, задатчик условий, дисплейный модуль, блок сопряжения, коммутатор и п постов сварщика. Каждый пост сварщика содержит блок формирования изображения сварного шва, блок выделения сигналов ошибки, блок моделирования теплового баланса, блок положения сварочной ванны, блок изображения сварочной ванны и длины дуги, блок имитации объекта трена жа, блок управления, дисплейный модуль, мультиплексор, блок перемещения мишеней, блок смесителей, электроакустический преобразователь и имитатор ручного инструмента. Устройство позволяет повысить качество обучения навыкам сварки и расширить функциональные возможности устройства в части большего разнообразия приемов .; сварки, возможности-группового обучения и контроля правильности усвоения профессиональных нашыков путем введения визуальной обратной связи между движущейся мишенью и положением конца имитатора электрода, режима обуче- ния почерку инструктора с соблюдением параметров процесса сварки, выдерживаемых инструктором. Вязможно создание библиотеки образцовых сварочных процессов и обучения по ней.1 з.п. ф-лы, 31 ил. сл 4 о

50 блока 22 формирования изображения ю сигнала готовности блока сопряжения.

сварного шва, выход 51 сигнала изображения шва блока 22 формирования изображения сварного шва, с первого по четвертый входы 52-55 блока 23 формирования изображения сварочной ванны, выход 56 сигнала разделки кромок блока 23 изображения сварочной ванны, выходы 57 и 58 сигналов положения микрорастра и центра ванны блока 23 изображения сварочной ванны, выходы 59-62 сигналов изображения с первого по четвертый кругов блока 23 изображения сварочной ванны, с первого по десятый входы 63-72 блока 24 формирования изображения искр, выходы 73 и 74 сигналов и изображения блока формирования изображения искр, с первого по шестой входы 75-80 блока -25 выделения сигналов ошибки, выходы 81-84 сигналов рассогласования, зо управления, дисплейный блок 158, светоперй, длины дуги, скорости свар- мультиплексор 159, блок 160 перемени блока 25 вьщеления сигналов ошибщения мишени, блок 161 формирования изображения мишени, первые и вторые входы 162 и 163 и выходы 164 и 165

ки, выход 85 сигналов перемещения блока 26 генераторов, с первого по

четвертый входы 86-89 блока 27 пере- 5 блока положения сварочной ванны, с

первого по пятый входы 166-170 бл изображения сварочной ванны и длин дуги, выходы 171-174 сигналов раз делки кромок, положения микрорастр

первого по пятый входы 166-170 блока изображения сварочной ванны и длины дуги, выходы 171-174 сигналов разделки кромок, положения микрорастра,

мещения сварочной ванны, с первого по четвертый выходы 90-93 блока 27 перемещения сварочной ванны, с первого по девятый входы 94-102 блока 28 контроля, выходы 103-105 сиг налов на- 40 изображения длины дуги блока изобра- рушения нормального режима сварки, жения сварочной ванны и длины дуги,

выходы 175-178 сигналов изображений с первого по четвертый кругов блока изображения сварочной ванны и длины моделирования теплового баланса, вы- 45 ДУ первого по тридцатый входы ход 109 сигнала энтальпии сварочной 179-191 блока смесителей, выходы 192

и 193 сигналов излучения и изображения блока смесителей, с первого по шестой входы 194-199 блока управлезвукового сопровожде шя, управления двигателем блока 28 контроля, с первого по.третий входы Г06-108 блока 29

ванны, блока 29 моделирования теплового баланса, первый и второй входы 110 и 111 имитатора 30 ручного инструмента, выход 112 сигнала фотодат- Q ния, с первого по пятый выходы 200чика и выход 113 сигнала угла наклона имитатора 30 ручйого инструмента, вход 114 электроакустического преобразователя 31, с первого по девятый входы 1 1 5-1 23. .задатчика 32 условий, синхронизирующий, идентифицируюпщй и цифровой информационные выходы 124, 125 и 126 задатчика условий, полюса 127-129 адресации, информации.

204 блока управления, выходы 205-207 сигналов нарушения нормального режима сварки, нарушения длины дуги и звукового сопровождения блока управ- gg ления, полюса 208-210 управления, информации, адресации блока управления, выходы 211 и 212 сигналов управления двигателем и энтальпии мишени, с первого по четвертый входы

синхро1шзирую1дий, идентифицирующий и цифровой информационные выходы 138140блока сопряжения,-линейные выход

141и вход 142 магнитофона, вход 143 блока имитации объекта тренажа, с

первсгго по четвертый входы 144-147 коммутатора 36, выход 148 коммутатора., с первого по четвертый входы 149-152 дисплейного модуля, выход

153 дисплейного модуля.

Пост сварщика (фиг.З) содержит блоки 22,25,28,30,31 и 35, а также входы и выходы этих блоков, идентичные одноименным блокам, входам и выходам этих блоков центрального поста сварщика, и, кроме того, блок 154 положения сварочной ванны, блок 155 изображения сварочной ванны и длины дуги, блок 156 смесителей, блок 157

управления, дисплейный блок 158, мультиплексор 159, блок 160 перемещения мишени, блок 161 формирования изображения мишени, первые и вторые входы 162 и 163 и выходы 164 и 165

блока положения сварочной ванны, с

первого по пятый входы 166-170 блока изображения сварочной ванны и длины дуги, выходы 171-174 сигналов разделки кромок, положения микрорастра,

изображения длины дуги блока изобра- жения сварочной ванны и длины дуги,

Q ния, с первого по пятый выходы 200204 блока управления, выходы 205-207 сигналов нарушения нормального режима сварки, нарушения длины дуги и звукового сопровождения блока управ- gg ления, полюса 208-210 управления, информации, адресации блока управления, выходы 211 и 212 сигналов управления двигателем и энтальпии мишени, с первого по четвертый входы

213-216 дисплейного блока, выход 217 дисплейного блока, с первого по третий входы 218-220 мультиплексора, первый и второй выходы 221 и 222 мультиплексора, с первого по четвертый входы 223-226 блока перемещения мишени, первый и второй выходы 227 и 228 блока перемещения мишени, с первого по четвертый входы 229-232 блока формирования изображения мишени, выход 233 сигнала изображения м ишени блока формирования изображения мшпени. .

Блок 21 синхронизации предназна- чей для формированияг тактирующих сигналов , синхронизирующих работу всех блоков трена;кера, а также для реализации дискретного представления телевизионного растра.

Блок 21 синхронизации (фиг. 4) содержит генератор 234 синхроимпульсов счетчик 235 горизонтальной дискретизации, счетчик 236 вертикальной дискретизации и с первого по третий маги- стральные усилители 237-239.

Генератор 234 синхроимпульсов . предназначен для генерирования непре- рьшной последовательности импульсо.в частотой В мГц и может б14ть выпол- нен по известной схеме кварцевого генератора прямоугольш 1х импульсов.

Счетчик 235 горизонтальной дискретизации растра предназначен для строчной- дискретизации телевизионно- го растра и выработки целой последовательности импульсных сигналов, необходимых для работы остальных блоков тренажера. Выход генератора 234 синхроимпульсов подключен к тактово- ..му входу счетчика 235 горизонтальной дискретизации растра.

Счетчик 236 вертикальной дискретизации растра предназначен для выра- ботки целой последовательности импульсных сигналов, необходимых для работы остальных блоков тренажера. Выход старшего разряда Л9 счетчика 235 горизонтальной дискретизации ра- стра подключен к тактовому входу младшего разряда счетчика 236- вертикальной дискретизации растра. Вместе счетчики 235 и 236 образуйт 18-разрядный счетчик дискретизации растра, каждому состоянию которого соответст вует один определенный отрезок телевизионного растра длительностью 125 НС.

Блок 22 формирования изображения сварного шва предназначен для запоминания и хранения траектории движения конца имитатора ручного инструмента в течение одного сеанса работы тренажа и отображения этой траектории на экране телевизионного дисплея для анализа качества проведенного имитируемого сварочного процесса.

Блок 22 формирования изображения сварного шва (фиг.5) может быть выполнен по одной из известных схем полупроводниковой памяти и содержит входной коммутатор 240 данных, выходной коммутатор 241 данных, схему 242 управления входным коммутатором данных, входной регистр 243 данных, выходной регистр 244 данных, регистр 245 адреса, узел 246 регенерации памяти, коммутатор 247 адреса, схему 248 управления коммутатором адреса, узел 249 элементов памяти, Т-триг-.. гер , кнопку S 1.1 Сброс содержимого памяти.

Входной коммутатор 240 данных предназначен для коммутации входных сигналов Круг 1 (наименьший внутренний круг имитируемой сварочной ванны), сигнала центральной точки сварочной ванны Центр ванны и сигнала со светового пера СП.

Выходной коммутатор 241 данных предназначен для коммутации выходного сигнала блока 22 формирования изображения сварного шва в режимах Запись - Считывание.

Схема 242 управления входным коммутатором данных представляет собой двухсекционный переключатель режимов работы тренажера. Выходы схемы 242 подключены к управляющим входам входного коммутатора 240 данных.

Входной 243 и выходной 244 регистры предназначены дпя временного хранения записываемой и считываемой информации.

Регистр 245 адреса предназначен для хранения адреса ячейки памяти, в которую будет записана информация или с которой она будет считана.

Узел 246 регенерации памяти предназначен для регенерации содержимого ячеек памяти узла 249 элементов памяти во время строчных синхронизирующи импульсов.

Коммутатор 247 адреса предназначе для подключения адресных входов узла 249 элементов памяти к выходам ре7U

гистра 245 адреса, или к выходам узла 246 регенерации памяти,

Схема 248 управления коммутатором адреса предназначена для управления коммутатором 247 адреса и представля- ет собой триггер.

Узел 249 элементов памяти представляет собой динамическое оперативно-запоминающее устройство.

Схема 250 представляет собой Т- триггер.

Блок 23 изображения сварочной ванны предназначен для формирования на э сране телевизионного дисплея микро- растра изображения, например 4-х концентрических окружностей, имитирующих сварочную ванну в центре микрорастра формирования изображения разделки кромок имитируемых свариваемых де- талей и формирования сигнала изображения разделки кромок имитируемых свариваемых деталей и формирования сигнала центра изображения имитируемой сварочной ванны.

Блок 23 изображения сварочной ванны (фиг.6) содержит элементы 251(1) и 251(2), триггер 252(1 ) запуска микрорастра по горизонтали, триггер 252(2) запуска по вертикали, счетчик 253(1) горизонтальной дискретизации микрорастра, счетчик 254(|) верти-, кальной дискретизации,, формирователь 253 изображения сварочной ванны, разделки кромок, центра сварочной ванны.

При этом с целью сокращения нумерации однотипные блоки (т.е. имекхцие идентичные назначения и функции) обозначены одинаковыми номерами и отличаются индексами, При этом первые номера индексов присвоены блокам, находящимся в центральном .посте (пульте инструктора). Таким образом, у однотипных блоков, использованных в i-M посте ученика, величина индек- са увеличивается в соответствии с количеством однотипных блоков, уже использованных в центральном посте. Например, в посте инструктора применены блоки 253(1) и 254(1) (фиг.6), соответствующие блоки в i-м посте обучаемого (фиг,26) обозначены 253(1+ + 1) и 254(1+1), Дале е в центральном посте используются блоки 252(i) и 252(2), Соответствующие блоки в пос- те обучаемого обозначены 252(1+2) и 252(1+3) и т.д.

Счетчики горизонтальной 253(I) и вертикальной 254(1) дискретизации

446 8 микрорастра представляют собой, например, 8-разрядные двоичные счетчики, каждый, например, с коэ фициенто пересчета 256.

Триггеры 252(1) и 252(2) предназначены для запуска микрорастра по горизонтали и вертикали.

Формирователь 255 изображений сварочной ванны, разделки кромок и центра сварочной ванны представляет собой комбинационные схемы, предназначенные для формирования изображений 4-х концентрических окружностей (фиг.7), имитирующих сварочную ванну а такясе для формирования изображений разделки кромок и выработки сигнала центра имитируемой сварочной ванны. Формирователь 255 изображений сварочной ванны, разделки кромок и центра сварочной ванны может быть выполнен с применением, например, известных дискретных методов формирования изображений .

Блок 24 формирования изображения предназначен для формирования изображения искр, случайным образом разлетающихся от центра имитируемой сварочной ванны, а также формирования полного видеосигнала и импульсов излучения датчика длины дугового промежутка ,

Блок 24 формирования изображения искр (фиг.8) содержит счетчик 256 положения искр, генератор 257 псевдослучайной последовательности искр, узел 258 формирования траекторий движения искр, сумматор 259, усилитель 260 с управляемым коэффициентом усиления, электронный ключ 261, счетчик- делитель 262(1) на три, элемент И 263(1), переключатель S 2,1 - S 2.3 режима обучения сварке Сварка - слежение.

Счетчик 256 представляет собой, например, двоичный счетчик по модулю 16, предназначенный для дискретного высвечивания искры на экране телевизионного дисплея в процессе ее движения по соответствующей траектории.

Генератор 257 псевдослучайной последовательности импульсов предназначен для выбора одной из двенадцати возможных траекторий полета искры и может быть вьтолнен по одной из известных схем генератора псевдослучайной последовательности импульсов. Тактовый вход генератора 257 подклго

чен к выходу старшего разряда счетчика 256 положения искр, а выход генератора 257 подключен к узлу 258 формирования траекторий движения искр

Узел 258 формирования траекторий движения искр предназначен для формирования возможных траекторий разлета искр в микрорастре и может быть вы- . полнен с применением элементов И-НЕ, ИЛИ и элементов совпадения с применением известных методов формирования динамических изображений. Старшие разряды счетчиков горизонтальной 253(1) и вертикальной 254(1) дискретизации микрорастра подключены к первым входам элементо в совпадения, вторые входы которых подключены к счет- чи)у-256(1) положения искр.

На фиг. 9 представлен микрорастр, иллюстрирующий все двенадцать возможных траекторий искр. В верхнем левом квадрате микрорастра штриховыми линиями иллюстрируются движущиеся полосы, а стрелками - направления их движения.

Электронный ключ 261 предназначен для управления напряжением, соответствующим температуре сварочной ванны в режимах работы Сварка - слежение и может быть выполнен по известной схеме электронного ключа.

Счетчик-делитель 262(1) на три может быть выполнен по известной схеме делителя частоты.

Элемент И 263(1 ) предназначен для пропускания импульсов с частотой Ff.p/3 на излучающие элементы датчика длины дугового промежутка во время кадрового синхронизирующего импульс а

Блок 25 выделения сигналов ошибки предназначен для формирования управляющих сигналов, необходимых для перемещения изображения сварочной ванны

за перемещением конца имитатора руч- 45 в соединительных, усилительных и фор- ного инструмента по экрану телевизионного дисплея и может -быть выполнен по известной схеме, приведенной, например, на фиг. 10.

Блок 25 выделения сигналов ошибки 50 (фиг.10 содержит приемный элемент светового пера и датчика длины дугового промежутка, усилитель 264, элементы И-НЕ 265(1) - 265(4), элемент НЕ 266, компаратор 267, амплитудный 55 детектор 268, линию 269 задержки го-, ризонтального канала, линию 270 задержки вертикального канала, узел 271 горизонтальной обработки, узел 272

мирую1 .щх цепях.

Узел 271 горизонтальной обработки принятого световым пером сигнала предназначен для определения временного рассогласования между поступлением сигнала светового пера и сигнала центра изображения сварочной ванны по горизонтали. Узел 271 горизонтальной обработки содержит два D-тригге- ра, один RS-триггер и схему сравнения. Информационный вход первого D- триггера подключен к входу 277 сигнала светового пера узла 271 горизонтальной обработки, а информационный

20

. g

10 15

4144610

вертикальной обработки, узел 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали, узел 274 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по вертикали, цифроаналоговые преобразователи 275(1) и 275(2) и функциональный преобразователь 276 скорости сварки.

Элементы И-НЕ 265(1) и 265(2) предназначены для селективного пропускания во времени принятых сигналов светового пера и датчика длины дугового промежутка на входы соответствующих узлов обработки этих .сигналов .

Элемент НЕ 266 предназначен для инвертирования входного сигнала кадрового синхронизирующего импульса.

Компаратор 26-7 предназначен для . вьщеления полезного входного сигнала светового пера из всей совокупности входных сигналов и может быть выполнен по известной схеме триггера Шмитта.

Амплитудный детектор 268 предназначен для детектирования сигналов с частотой FCTP/З, отраженных от экрана телевизионного дисплея и принятых приемным элементом датчика длины дугового промежутка. Постоянная време- 35 ни выходной КС-цепи амплитудного детектора выбирается гораздо большей, чем З/FCTP и меньше, чем постоянная времени движения, руки сварщика.

Линии 269 и 270 задержки предназначены для компенсации запаздывания, возникающего из-за инерционности возбуждения люминофора экрана телевизионного дисплея, а также вследствие задержек распространения сигнала

25

30

40

в соединительных, усилительных и фор-

мирую1 .щх цепях.

Узел 271 горизонтальной обработки принятого световым пером сигнала предназначен для определения временного рассогласования между поступлением сигнала светового пера и сигнала центра изображения сварочной ванны по горизонтали. Узел 271 горизонтальной обработки содержит два D-тригге- ра, один RS-триггер и схему сравнения. Информационный вход первого D- триггера подключен к входу 277 сигнала светового пера узла 271 горизонтальной обработки, а информационный

вход второго D-триггера - к входу 278 сигнала центра изображения сва-г рочной ванны по горизонтали узла 27 горизонтальной обработки. Входы установки этих D-триггеров подключены к входу 279 кадрового синхронизирующего сигнала узла 271 горизонтальной обработки, а выходы этих триггеров подключены к входам RS-триггера и входам схемы сравнения, выход которой является выходом 280 узла 271 горизонтальной обработки, а выходы RS-триггера являются выходами 281 и 282 узла 271 горизонтальной обработ- ,ки. I

Узел 272 вертикальной обработки принятого световым пером сигнала имеет аналогичный состав и предназначен для определения временного рассогла-е сования между поступлением сигнала светового пера и сигнала центра возбуждения сварочной ванны по вертика- ли..

Узел 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали содержит реверсивный счетчик, четыре элемента И и элемент ИЛИ-НЕ, входы которого поразрядно подключены к выходам реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а суммирующий вход реверсивного счетчика - к выходу четвертого элемента И. Выходы первого и второго элментов И подключены к выходам 283 и узла 273. Четвертый вход первого И является входом 285, вход синхронизирующих импульсов входом 286, а четвертый вход второго элемента И является входом 287 узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изоб ражения сварочной ванны по горизон- тали. Вход 288 является первым входо третьего элемента И. Первые и вторые входы первого и второго элементов И подключены к входам 28S и 286 кадровых и строчных синхронизирующих импульсов узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной- ван Ш)1 по горизонтали. Третьи входы пер- вого и второго элементов И подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого также подключен к первому входу четвертого элемента И, второй и

284

элемента

строчных

выражением

третий входы которого также подключены к входам 286 и 289 узла 273 определения величины рассогласования

и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали. Второй вход третьего элемента И является входом 290 узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали.

Узел определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по вертикали имеет аналогичную структуру, что И , узел 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали.

Цифроаналоговые преобразователи 275(1) и 275(2) предназначены для преобразования числа импульсов, поступивших на выходы 81(1) - 81(4) блока 25 выделения сигналов ошибки, в.аналоговые сигналы скорости перемещения конца имитатора ручного инструмента соответственно по горизонтали и вертикали.

Функциональный преобразователь 276 (фиг.10) скорости сварки содержит логарифмирующие усилители 291(1) - 291(3), усилители 292(1)и 292(2) с коэффициентом усиления 2, антилога- рифмирующие усилители 293(1) - 293(3),

суммирующий усилитель 294 и усилитель 295 с коэффициентом передачи 0,5.

выражением

Функциональный преобраз ователь 276 скорости сварки предназначен/для вычисления в аналоговом виде скорости сварки по известным значениям горизонтальной Vx и вертикальной V составляющих скорости в соответствии с

выражением

(О

При этом для возведения переменной Z в степень а в блоке выполняются следующие операции: вычисление лога- переменной, умножение полученной величины на показатель степени, антилогарифмироватиие, т.е.

(Z )(a,ln,Z). (2)

Данный прием широко используется в аналоговой В1 1числительной технике для вычисления степеней как с целыми, так к дробными показателями.

131

Таким образом, усилители 291(i), 292(1) и 293(1) составляют цепь для вычисления значения V, цепь 291(2), 292(2) и 293(2) - для вычисления значения V (в обоих случаях показатель степени , что характеризует применение усилителей 292 с коэффициентом передачи ), а усилители 291(3 295 и 293(3) составляют цепь для выVi f YX+V у (показатель степени , что отражено применением усилителя 295 с коэффициентом передачи 0,5).

Блок 26 генераторов (фиг.11) предназначен для выработки сигналов перемещения сварочной ванны для формирования на экране телевизионного дисплея траекторий движения изображений сварочной ванны, соответствующих различным типам почерка сварщика, представленным на фиг.12: а) лрямая линия; б) в) меандр ; г) трапеция ; а также для регулировки скорости движения сварочной ванны по вертикали и горизонтали, регулировки ширины и шага движения ванны.

Блок 26 генераторов содержит управляемые генераторы 296(1)- 296(3) электронные ключи 297(1) - 297(3), элемент НЕ 298, Т-триггер 299, элементы И-НЕ 300(1) и 300(2), переключатель S 3 Пуск и переключатель S 4 траекторий движения изображения сварочной ванны.

Упгавляемые генераторы 296(1) - 296(3 предназначены для выработки прямоугольных импульсов с-регулируемой частотой.

Блок 27 (фиг.13) перемещения сварочной ванны предназначен для выработки сигналов запуска микрорастра по горизонтали М и. вертикали Mv/ и перемещения его по экрану телевизионного дисплея.

Блок 27 перемещения сварочной ванны содержит счетчик 301(1 ) поло- женил микрорастра по горизонтали, счетчик 302 положения микрорастра по вертикали, схемы сравнения 303(1) и 303(2), элементы И 304(1) и 304(2), коммутатор 305 управления перемещением микрорастра, переключатель 306 режимов работы Сварка - слежение, оп- ределитель 307 границ, комбинационную схему 308, первый и второй триггеры 309(1) и 309(2) и коммутатор 310.

5

0

5

0

5

0

5

g

5

Счетчик 301 положения микрорастра по горизонтали предназначен для записи числа, определяющего положение микрорастра на телевизионном растре по горизонтали, который представляет собой, например, 8-разрядный ревер- сивньпЧ счетчик.

Счетчик 302 положения микрорастра по вертикали предназначен для записи числа, определяющего положение микрорастра на телевизионном растре по вертикали, который представляет, например, 8-разрядный реверсивный счетчик.

Схемы сравнения 303(1) и 303(2) предназначены для сравнения значения кодов, находящихся в счетчиках 301 и 302 положения микрорастра по горизонтали и по вертикали с текущим адресом движущего луча телевизионной развертки. Первые входы схем сравнения 303(l) и 303(2) подключены к выходам счетчиков 301 и 302 положения микрорастра , а вторые - к входам сигналов дискретизации растра по горизонтали и по вертикали.

Элементы И 304(1) и 304(2) предназначены для выработки сигналов запуска микрорастра по горизонтали и вертикали при совпадении кодов на входах схем сравнения 303(1) и 303(2).

Коммутатор 305 управления перемещением микрорастра предназначен для коммутации управляющих сигналов счетчиков 30 и 302 положения микрорастра по горизонтали и по вертикали в двух режимах работы тренажера Сварка и Слежение. Б режиме Сварка управляющие входы счетчиков подключены к блоку 25 вьщеления сигналов ошибки, а в режиме Слежение - к блоку 26 генераторов через коммутатор 310.

Переключатель 306 работы предназначен для переключения входных управляющих сигналов коммутатора 305 управления перемещения микрорастра при двух режимах работы Сварка и Слежение и может быть выполнен по известной схеме с применением переключателей П2К. Конструктивно переключатель 306 режимов работы находится на передней панели центрального поста сварщика.

Определитель 307 границ предназначен для вьцхеления из сигналов дискретизации телевизионного растра сигналов,соответствующих границам XI , Х2, Y1 Y2 (фиг.14).

Комбинационная схема 308 предназначена для выработки сигналов управления первым и вторым триггерами 309(1) и 309(2),

Коммутатор 310 предназначен для коммутации сигналов от блока 26 генераторов на входы коммутатора 305 для реализации движения сварочной ванны в режиме Слежение по замкнутому контуру на экране-телевизионного дисплея (фиг,14).

Блок 28 контроля предназначен для управления и контроля имитируемого процесса сварки на центральном посте сварщика и может быть выполнен по схеме, представленной на фиг,15,

Блок 28 контроля содержит генера- тор 311 секундных импульсов, перестраиваемые первый, второй и третий генераторы 312() - 312(4), элемент И 313, электронные ключи 314(l) - 314(7), счетчики 315(1) -315(4) чис- ла ошибок по тепловому режиму сварочной ванны, длине дугового промежутка слежению, углу наклона имитатора ручного инструмента, счетчик 315.(5) времени простоя, счетчик 315(6) рабоче- го времени, счетчик 315(7) времени . сеанса сварки, счетчик 315(8) времени привара имитатора ручного инструмента к имитатору объекта тренажа, дешифраторы 316(1) и 316(8), индикато- ры 317(1) -,317(8), звуковой генератор 318(1) сигналов тревоги и звукового сопровождения, схему 319(1) управления двигателем, схему 320 формирования ошибки по тепловому режиму сварочной ванны, схему 321 формирования сигнала ошибки по длине дугового промежутка, схему 322(1) формирова- ния сигнала ошибки по углу наклона {имитатора ручного инструмента, компа- ратор 323 обрыва дуг и, компаратор 324 привара имитатора ручного инструмента, схему 325(1) формирования сигнала ошибки по слежению и переключатель S 3 Пуск.-

Перестраиваемые генераторы 312(1) 312(4) могут быть выполнены по известным схемам перестраиваемых генераторов прямоугольных импульсов с час-

тотой генерации, например, ,l- -10 Гц,

Индикаторы 317(1) - 317(8) предназначены для визуального отображения информации, записанной в счетчиках 315(1 ) - 315(8).

Переключатель S 3 блока 28 контроля предназначен для пропускания выходных импульсов с генераторов 311 и 312(1) - 312(4) на информационные входы электронных ключей 314(1) - 314(7) и конструктивно расположен на передней панели центрального поста сваршлка.

Схема 319 управления моторным приводом имитации плавления электрода представляет собой усилитель мощности, нагрузкой которого являются обмотки электродвигателя указанного привода, вход которого через реле подключен к входу 96 блока 28 контроля. Обмотка реле подключена к выходу компаратора 323 обрыва дуги.

Схема 320 формирования сигнала ошибки по тепловому режиму сварочной ванны может быть выполнена по известным схемам аналоговых компарато- ро.в,

Схема 322 формирования сигнала ошибки по углу наклона имитатора ручного инструмента представляет со бой электронный компаратор.

Компараторы 323 и 324 предназначены для выработки сигналов, свидетельствующих об обрыве дуги или приваре имитатора ручного инструмента к имитатору объекта тренажа.

Схема 325 формирования сигнала ошибки по слежению может быть выполнена по схеме, представленной на фиг. 16, и содержит первый элемент И 326, второй элемент И 327, элемент И-НЕ 328, двухразрядный двоичный счетчик 329, содержащий R-вход 330, счетный вход 331, инверсный выход 332, прямой выход 333, а также переключатель S 5 чувствительности по Слежению,

Двухразрядный двоичный счетчик 32 предназначен для подсчета количества импульсов, поступающих на его счетный вход 331,

Блок 29 моделирования теплового баланса предназначен для реализации решения уравнения теплопроводности в виде дифференциального уравнения в обыкновенных производных, соответ-г ствующего балансу количества тепла, поступившего в рассматриваемый объем от сварного источника тепла, и тепла ушедшего за пределы объема всеми видами теплопередачи (теплопровод-.

ность, конвенция, излучение и др.)- Математическое описание теплового баланса в упрощенной форме имеет вид dh

+Dh+(R-V.... -К Ua- Iq 7

.;

(uj,

л)б;

где

Vc6

h (3)

(4) (5) ванны;

I - 1 энтальпия сварочной скорость сварки; напряжение дуги; ток дуги;

длина дугового промежутка; a,b,D,R, К, - константы, зависящие от типа и режима сварки, геометрических размеров и теплофизичес- ких характеристик электрода и свариваемых деталей; - сигнал нарушения нормального режима сварки (0, если режим нарушен; , если режим сварки нормч.;,1ьный). Пример реализации блока 29 моделирования теплового баланса приведен на фиг. 17.Этот блок содержит электронный ключ 334, интегратор 335, сумматор 336, умножитель 337, функциональный преобразователь 338 длины дугового промежутка, функциональный преобразователь 339 тока дуги, потенциометр R10 установки скорости сварки в режиме Слежение и переключатель S 2.4 скорости сварки.

Электронный ключ 334 предназначен для выключения сигналов, имитирующих скорость сварки и ток дуги (последние два слагаемые уравнения (3)) при появлении сигнала нарушения нормального режима сварки.

Функциональный преобразователь 33 длины дугового промежутка предназначен для формирования сигнала напряжения дуги в соответствии с уравнением {4).

Функциональный преобразователь 33 тока дуги предназначен для реализаци виешней характеристики сварочного источника тока в соответствии с уравнением (5) .

Потенциометр R10 предназначен для установки напряжения, соответствующего определенной скорости сварки в программном режиме обучения сварщиков (Слежение).

Переключатель S 2,4 предназначен для коммутации входного сигнала ско- рости сварки в двух режимах работы:

i446

18

10

15

20

25

программном (Слежение) и самообуче- |НИя (Сварка) .

Имитатор 30 ручного инструмента предназначен для имитации реального ручного инструмента, применяемого в практике сварочного производства, и содержит имитатор ручного инструмента для сварки штучным электродом (фиг. 18) и имитатор ручного инструмента для механизированной сварки в среде защитных газов (фиг.19). Имитатор ручного инструмента содержит держатель 340 имитатора электрода, соб- ственно имитатор электрода 341, моторный привод 342 для имитации плавления электрода и датчик 343 угла гравитационного типа. Имитатор электрода выполнен полым внутри и на конце содержит четыре излучающих 344 и один приемный 345 элементы датчика длины дугового промежутка. Приемный элемент 345 является приемным элементом датчика длины дугового промежутка, предназначенным для приема отраженного от экрана телевизионного дисплея оптического излучения и одновременно служащим приемным элементом светового пера для восприятия излучения сварочной ванны, имитируемой оптически на экране этого же телевизионного дисплея.

Электроакустический преобразователь 31 выполнен в виде стандартного по размеру и внешнему виду шлема сварщика, в который вмонтированы головные телефоны с регулятором громкости.

Задатчик 32 условий предназначен для задания условий и режимов работы постам сварщика, выработки сигналов, необходимых при передаче и приеме информации от постов сварщика, а так- g же для управления работой блока 33 сопряжения при записи и воспроизведении траектории почерка и параметров ведения сварочного процесса сварщиком, коммутатора 36 и дисплейного модуля 3 7.

Задатчик 32 условий (фиг. 20)содержит аналого-цифровые преобразователи 346(1) и 346(2), узлы 347(1) - 347(3) задания параметров, узел 348 задания номера поста сварщика, буферный регистр 349, сдвигающий регистр 350 с выходом 351, переключатели S 1.2, S 3.5, S 5 - S 11, кнопку Кн 1.

30

35

40

50

55

I- 14

Лналого-циф1)ои1,1е преобрагизватели 346(1) и 346(2) предназначены для преобразования аналоговых значений

параметров длины дуги и энтальпии

сварочной ванны в цифровой код.

Узлы 347(1) и 347(3) задания параметров предназначены для задания в цифровом коде значений минимальной и максимальной длины дуги, энтальпии ,сварочной ванны, времени сеанса и и чувствительности.

Узел 347 может быть выполнен по схеме, представленной на фиг,21, и содержит элементы И 352(1) и 352(1+ +1), четырехразрядные двоичные счетчики 353(1) и 353(1+1), дешифраторы 354(1) и 354(1+1) и переключатели S-12(i) S-13(i).

Узел 348 задания номера поста сварщика (фиг. 22) предназначен для задания в цифровом коде номера поста сварщика, с которым необходимо провести сеанс связи центральному посту сварщика, и содержит злемент И 355, счетчик 356, дешифратор 357 и переключатель S 14.

Буферный регистр 349 предназначен для хранения значений длины дуги, энтальпии, координат сварочной ванны по горизонтали и вертикали, значений максимальных и минимальных параметро до длине дуги, энтальпии, времени сеанса, чувствительности, информации поступившей при воспроизведении с магнитофона, и поочередной выдачи ее на щины информации по сигналам Со г сдвигающего регистра 350.

Сдвигающий регистр 350 предназначен для выработки сигналов, необходи мых для работы буферного регистра 349 по сигналам от переключателей S 5 - S 7 и кнопки Кн 1 и может быть выполнен по известным схемам бегущей единицы.

Блок 33 сопряжения (фиг.23) предназначен для сопряжения центрального поста сварщика с магнитофоном 34 для записи и воспроизведения траектории почерка и параметров ведения сварочного процесса сварщиком путем преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал, приемлемый для записи на магнитофон, и обратного декоди рования при воспроизведении. Блок 33 сопряжения содержит канал 358 вывода блок 359 синхронизации, блок 360 коммутации канала 361 ввода.

620

Нлок 35 имитации объекта тренажа предназначен для имитации объекта сварки, сварочной ситуации, а также для визуального контроля количест-. венных и качественных показателей ведения процесса сварки с постов сварщика, и может быть выполнен, на- пример, в виде телевизионного дисплея.

Коммутатор 36 предназначен для подключения входа телевизионного дисплея по управляющим сигналам задат- чика 32 условий к выходу дисплейного модуля, выходу сигнала изображения блока 24 формирования изображения искр или к входу 11 центрального поста сварщика.

Дисплейный модуль 37 предназначен для вывода изображения цифро-буквен- ной информации о результатах ведения сварочного процесса постами сварщиков на зкран телевизионного дисплея в виде, например, таблицы.

Параметр

Пост сварщика, №

01

|02 I 03 I

04

Время сеанса, мин 15 13

1 1

10

Дисплейный модуль 37 может быть выполнен по схеме, приведенной, например, на фиг.24. Дисплейный модуль 37 содержит первый коммутатор 362,

первую комбинационную схему 363, счетчик 364, счетчик 365 знакомест в ряду, счетчик 366 строк в растре, счетчик 367 рядов знакомест, вторую комбинационную схему 368, Т-триггер 369, оперативно-запоминающее устройство 370, второй коммутатор 371, постоянное запоминающее устройство 372 знаков цифр, постоянное запоми- нающее устройство 373 знаков такта, сдвигающий регистр 374, смеситель 37 и элемент НЕ 376.

Оеситель 375 предназначен для формирования телевизионного видеосигнала и осуществляет смешивание строчных синхронизирующих импульсов (ССИ), кадровых синхронизирующих импульсов (КСИ)и сигнала изображения в стандартных соотношениях (амплитуда синхроимпульсов составляет - 25% от амплитуды полного видеосигнала) .

В простейшем случае смеситель может быть выполнен на основе пассивны элементов например на основе пассивных элементов , например на основе резис торной или диодно-резисторной цепи.

Элемент 376 является инвертором и формирует сигнал разрешения выборки дпя постоянного запоминающего устройства 373, инверсный по отношению к сигналу, поступающему на блок опера- .тивно-зупоминающего устройства 372.

Первый коммутатор 362 предназначе для подключения адресных входов оперативно-запоминающего устройства 370 к выходам счетчика 367 рядов знакомест и либо к полюсу 127 адресации задатчика 32 условий.

Первая комбинационная схема 363 предназначена для выработки сигнала управления первого коммутатора 362 и сигнала записи в оперативно-запоминающее устройство 370.

Счетчик .364 представляет собой счетчик-делитель на шесть.

Счетчик 365 знакомест в ряду преднаначен для подсчета знакомест в ряду.

Счетчик 366 строк в растре предназначен для подсчета строк в растре знакоместа.

Счетчик 367 рядов знакомест предназначен дпя подсчета рядов знакомест.

Вторая комбинационная схема 368 предназначена для выработки сигнала разрешения выборки для постоянных

запоминаю1цих устройств 372 цифр и 373 текста.

Оперативно-запоминающее устройство

370 предназначено для хранения количественной информации о результатах работы поста сварщика.

Постоянные запоминающие устройства 372 цифровых знаков и 373 знаков текста предназначены для хранения кодов знаков и цифр для подсветки точек восьми строк растра в пределах знакоместа при отображении соответствующего знака.

Сдвигающий регистр 374 предназначен для выдачи сигналов модуляции кинескопа, образующихся на выходе сдвигающего регистра 374 при сдвиге кода, занесенного предварительно в

него из постоянного запоминающего устройства.

Смеситель 375 предназначен для формирования полного видеосигнала. Блок 154 положения сварочной ванны

предназначен для выработки сигналов запуска микрорастра и перемещения его по экрану телевизионного дисплея и может быть выполнен по известной схеме, приведенной,например, на

фиг.25.

Блок 154(i) положения сварочной ванаы содержит счетчик 301(i+i) положения сварочной ванны по горизонтали, счетчик 302(1+1) положения сваД очной ванны по вертикали, схемы

сравнения 303(1+1) и 303(1+3), элементы И 304(1+2) и 304(1+3). Назначение и реализация этих элементов описаны вьшхе.

Блок I55 изображения сварочной ванны и длины дуги предназначен для формирования на экране телев1 зионного дисплея микрорастра изображения 4-х

концентрических окружностей, имити

рующих сварочную ванну в центре микрорастра, полочки. И-стрелки в области, смещенной от центра микрорастра, указывающей на необходимое направление движения имитатора ручного инструмента относительно имитируемых свариваемых поверхностей при нарушении заданного интервала длины дугового промежутка и может быть выполнен, например,, по схеме приведенной на фиг.26.

Блок 155(1) изображения сварочной ванны и длины дуги содержит элементы И 251(1+2) и 251(1+3), триггеры

запуск. микрорас гра rui горн-зочталн 252(i+2) и вертикали 252(it-3), счетчики горнзоятально 253( 1 + 1 ) н вертикальной 254(i+l) дискретизации, формирователь 377(i) изображений сварочной ванны и длины дуги, разделки кромок, центра сварочной ванны.

Формирователь 377 изображений сварочной ванны и длины дуги, разделки кромок и центра сварочной ванны представляет собой комбинационные схемы, предназначенные для формирования изображений 4-х концентрических окружностей, имитирующих сварочную ванну, полочки и стрелки, разделки кромок , и выработки сигнала центра имитируемой сварочной ванны и может быть выполнен с применением, например, известных дискретных методов формирова- ния изображений.

Блок 156 смесителей предназначен для формирования изображения искр, случайным образом разлетающихся от центра имитируемой сварочной ванны, формирования полного видеосигнала, состоящего из строчных и кадровых синхроимпульсов, сигналов изображений шва, разделки кромок, имитируемой сварочной ванны с изменяемыми в за- висимости от температуры размерами и яркостью, длины дуги, искр, мишени с изменяемыми в зависимости от температуры мишени геометрическими размерами и яркостью, а также сигнала из- лучения датчика ддины дугового промежутка.

Блок 156(1) смесителей (фиг.27) содержит счетчик 256(1+1), генератор 257(1+1) псевдослучайной последова- тельности искр, узел 258(1+1) формирования траекторий движения искр, усилители 260(1+1), 268(1+2) с управляемым коэффициентом усиления, счетчик-делитель 262(1+1) на три, эле-. мент И 263(1+1) и сумматор 378(1).

Сумматор 378 предназначен для формирования полного видеосигнала и-можеу быть выполнен по схеме суммирующего усилителя.

Блок 157(1) управления (фиг. 28)- предназначен для выработки для всех сигналов, необходимых для работы поста сварщика, по сигналам - с центрального поста сварщика, подсчета коли- чества ошибок, допущенных при ведении процесса сварки, а также передачи их на центральный пост сварщика и содержит узел 379(1) подсчета ошибок.

регистры 380(1) - 380(3), коммутатор 381 ( 1 ) , счетчик 382( 1 ) с и: меняемым коэффициентом пересчета, сумматор-вы- читлтель 383(1), дешифратор 384,( 1 ) ,- комбинационную схему 385( 1 / , элементы И 386(1 ) - 386(6), приемный регистр 387(1), сумматор 388(1), цифро- аналоговый преобразователь 389(1) и шинные формирователи 390(1).

Узел 379 подсчета ошибок предназначен для подсчета количества ошибок при нарушении заданных интервалов параметров ведения процесса сварки, а также для определения времени сеанса бварки, времени работы без ошибок, времени привара электрода и может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг.29.

Регистры 380(1) - 380(3) предназначены для приема и запоминания информации от центрального поста сварщика.

Сумматор-вычитатель 383 предназначен для получения на его выходах кодовых комбинаций, увеличенных и уменьшенных на определенную величину от входной кодовой комбинации, соответствующей необходимой длине дуги, для создания интервала, нахождение в пределах которого не приведет к нарушению процесса сварки.

Дешифратор 384 предназначен для дешифрации адреса поста сварщика.

Комбинационная схема 385 выполнена на элементах ИЛИ и И.

Приемный регистр 387 предназначен для приема информации о значении длины дуги и энтальпии от центрального поста сварщика.

Сумматор 388 предназначен для увеличения кода энтальпии на- постоянную величину.

Узел 379(1 ) подсчета ошибок (фиг.29) содержит входы 391-399, эле- мент И 313(2), звуковой генератор 318(2), схему 322(2), схему 319(2) управления двигателем, схему 325(2) формирования сигнала ошибки по слежению, аналого-цифровые преобразователи 346(3) и 346(4) , элементы И 386(7) - 386(15), первую схему 400(1) сравнения, вторую схему 401(1) сравнения, елитель 402 частоты, триггер 403, элемент ИЛИ 404 и третью схему 405(1) сравнения.

Первая схема 400( 1 )сравнения предназначена для выдачи сигнала при выходе значения энтальпии за заданные пределы.

Вторая схема 401(2) сравнения . предназначена для выдачи сигнала при выходе длины дуги за пределы заданных значений, а также сигналов обрыва дуги и короткого замыкания.

Третья схема А05(1) предназначена для вьщачи сигнала при совпадении заданного времени сеанса с реальным.

Счетчики 406(1) и 406(8) предназначены для подсчета количества ошибок и времени.

. Дисплейный блок 157 предназначен для вывода изображения цифро-буквен- ной информации о результатах ведения сварочного процесса данным постом сварщика на экран телевизионного дисплея в виде, например, таблицы. Дисплейный блок 157 может быть вьшолнен по известной схеме, приведенной, например, на фиг.24. В этом случае в постоянное запоминающее устройство 373 знаков текста зашит текст для одного поста сварщика, а не для группы, как в предыдущем случае.

Мультиплексор I59 предназначен для подключения входа телевизионног дисплея к выходу дисплейного блока 158 или к выходу сигнала изображения блока 156 смесителей,. а также для подключения выхода сигнала изображения блока 156 смесителей к выходу 20 поста 2 -сварщика.

Блок 160(i) перемещения мишени (фиг.30) предназначен для выдачи сигналов для запуска микрорастра формирования изображения мишени и его перемещения по экрану телевизионного дисплея, содержит регистры положения мишени по горизонтали 407(1) и вертикали 40-7(i+l), схемы сравнения 303(1+4) и 303(1+5), .элементы И 304(1+4) и 304(1+5).

Назначение элементов и узлов 303, 304 и их реализация описаны вьшге.

Регистры 407 предназначены для хранения информации о положении мишени на экране телевизионного дисплея.

Блок 161 формирования изображения мшпенй предназначен для формирования на экране телевизионного дисплея микрорастра изображения 4-х концентрических окружностей, имитирующзпо мишень, и может быть выполнен, например, по схеме, приведенной на фиг.31

Блок 161(1) формирования изображения мишени содержит элементы И

251(1+4) и 251(1+5), триггеры 252(1+ +4) и 252(1+5) запуска микрорастра по горизонтали и вертикали, сч етчики

горизонтальной 253(1+2) и вертикальной 254(1+2) дискретизации, формирователь 407(I).

Устройство работает следующим образом.

Сначала рассмотрим работу отдельных блоков тренажера для обучения сварщиков.

Блок 21 синхронизации работает следующим образом.

Основными функциями блока 21 синхронизации являются формирование тактирующих сигналов, синхронизирующих работу всех блоков центрального поста сварщика и всех блоков постов

сварщиков, реализация дискретного представления телевизионного растра, выработка сигналов кадровой и строчной синхронизации, сигналов опорных частот. На вход счетчика 235 горизонтальной дискретизации поступают сигналы с выхода генератора 234. Выходы ,А1-А9 (фиг.4) являются выходами разрядов счетчика 235. Выход старшего разряда счетчика 235 подключен к тактовому входу счетчика 236 вертикальной дискретизации. Выходы А10-А18 являются выходами счетчика 236 и выходами сигналов вертикальной дискретизации растра. Сигналы с генератора 234 и выходов счетчиков подаются . на магистральные усилители, усиливающие эти сигналы.

БЛОК 22 формирования изображения сварного шва работает следующим образом.

Блок 22 формирования изображения сварного шва осуществляет запоминание и хранение траектории движения конца имитатора ручного инструмента

в течение одного сеанса работы тренажера и отображение этой траектории на экране те,левизионного дисплея для анализа качества проведенного имитируемого сварочного процесса. На

входы 44-46 блока 22 формирования изображения сварного шва (фиг.5) поступают три вида входных сигналов: Круг (наименьший внутренний круг имитируемой сварочной ванны), сигнал

центральной точки сварочной ванны

и сигнал светового пера. В зависимости от выбранного режима работы ка 22 формирования изображения сварного шва один из этих сигналов с помощью входного коммутатора 240 данных и схемы 242 управления входным коммутатором 240 данных записывается , во входной регистр 243 данных.

В сварочном тренажере телевизионный растр дискретизирован таким образом, что каждая из его строк представляется в узле 249 элементов памяти посредством генерации 256 бит информации. Информация на входах 44- 46 и выходе 51 блока 22 формирования изображения сварного шва представляется последовательно, точка за точ10

ного шва, а точнее, в регистр 245 адреса этого блока. В течение одн цикла работы узла 249 элементов п ти этот адрес в два приема (по се разрядов) через регистр 245 адрес поступ ает на адресные входы узла элементов памяти. По этому адресу информация записывается или считы ется с узла 249 элементов памяти.

Входной коммутатор 240 данных равляется сигналами ПР и ПР2 прмощи схемы 242 управления входн коммутатором 240 данных. При ПР1

кой, и выдается с частотой 4 мГц. За- 15 и на информационный вход

пись и считывание информаидии в узел 249 элементов памяти осуществляется с частотой в четыре раза меньшей. Последовательная входная информация в блоке 22 формирования изображения сварного шва преобразуется в 4-раз- рядаый параллельный код далее записывается и считьюается в таком виде в узел 249 элементов памяти а считываемые из узла 249 элементов памяти 4-разрядные слова на выходе 31 преобразуются в последоеательиую форму предста ения. Необходимость этих преобразований обусловлена наличием в блоке 22 формирования изображения сварного «ва входного 243 и выходного 244 регистров данных и выходного комму.тйто1 а 24 данных.

Регенерация содержимой информации узла 249 элементов памяти, который представляет собой динамическое запоминающее устройство, осуществляется во время обратного хода строчной развертки телевизионного растра, т.е. в те моменты времени, когда отсутствует обмен информацией между блоком 22 формирования изображения сварного шва и остальными блоками тренажера. Узел 246 регенерации памяти вырабатывает 7-разряддай код, который в мо- 45 рорастра по вертикали с помощью триг- .меяты обратного хода строчной раз- гера 252(2) запуска микрррастра по вертки через коммутатор 247 адреса . вертикали и элемента И 251(2) на поступает на адресные входы узла 249 тактовый вход счетчика 254 вертикаль- элементов памяти.иой дискретизации микрорастра проКаждая ячейка памяти узла 249 эле- 50 пускается частота строчной развертки ментов памяти соответствует точке на экране телевизионного дисплея, причем адрес этой я гейки формируется в блоке 21 синхронизации синхронно с движением электронного луча телетелевизионного дисплея F

СТр

По окончании каждого цикла работы счетчиков 253(1) и 254(2) горизонтальной и вертикальной дискретизации микрорастра 55 триггеры 252(1)и 253(1) запуска микрорастра по горизонтали и вертикали устанавливаются в исходное состояние. Б следующем кадре процесс возобновляется. Выходы счётчиков 253(1) и

визионной развертки по экрану и четырнадцать старших разрядов упомянутого адреса поступают иа вход 50 блока 22 формирования изображения свар

ного шва, а точнее, в регистр 245 адреса этого блока. В течение одного цикла работы узла 249 элементов памяти этот адрес в два приема (по семь разрядов) через регистр 245 адреса поступ ает на адресные входы узла 249 элементов памяти. По этому адресу информация записывается или считывается с узла 249 элементов памяти.

Входной коммутатор 240 данных уп-т, равляется сигналами ПР и ПР2 при прмощи схемы 242 управления входным коммутатором 240 данных. При

входйЪго регистра 243 данных поступает сигнал центральной сварочной ванны, при - сигнал круг 1., а при комбинациях 10 и

11 - сигнал светового пера.

Запись и считывание информации в блоке 22 формирования изображения сварного шва осуществляется по управляющим сигналам с триггера 250, на

вход 1 оторого поступает сигнал кадровой синхронизации.

Блок 23 формирования изображений сварочной ванны работает следующим образом.

Сигнал запуска микрорастра по горизонтали, поступающий на вход 54 блока 23 формирования изображений сварочной ванны (фиг.6) с блока 27 перемещения сварочной ванны, устанавливает триггер 252(1) запуска микрорастра по горизонтали в единичное состояние; Высокий потенциал на прямом выходе триггера 252(1) запуска микрорастра по гвризонтали открьшает

элемент И 251(1), через который на тактовый вход счетчика 253(1) гори- зонтальиой дискретизации микрорастра поступают импульсы частотой 8 мГц. Точно так же по сигналу запуска микпускается частота строчной развертки

телевизионного дисплея F

СТр

По окончании каждого цикла работы счетчиков 253(1) и 254(2) горизонтальной и вертикальной дискретизации микрорастра триггеры 252(1)и 253(1) запуска микрорастра по горизонтали и вертикали устанавливаются в исходное состояние. Б следующем кадре процесс возобновляется. Выходы счётчиков 253(1) и

9144

254(1 ) горизонтальной и вертикальной дискретизации микрорастра подключены к входам формирователя 255 изображений сварочной ванны, разделки кромок и центра сварочной ванны, который представляет собой комбинационную схему или может быть выполнен с применением постоянных запоминающих устройств, предназначенную для формирования изображений 4-х концентрических окружностей Круг I - Круг 4, имитирующих сварочную ванну, а также формирования изображения разделки кромок в виде трех линий и выработки сигнала центра имитируемой сварочной ванны (центра микрорастра). Как видно из фиг. 7, окружности Круг 1 - Круг 4 на экране телевизионного дисплея аппроксимируются ступенчатыми линиями, причем точность аппроксимации определяется ч астотой дискретизации по горизонтали и вертикали.

Блок 24 формирования изображения искр работает следующим образом.

Блок 24 формирования изображения искр (фиг. 8) формирует искры, случайным образом разлетающиеся от центра сварочной ванны.Радиус разлета искр определяется размерами микрорастра, Поскольку модуль счета счетчика 256(1 ) положения, искр равен шестнадцати, то изображение искры высвечивается на экране телевизионного Дисплея дискретно шестнадцать раз в процессе ее движения по соответствующей траектории. Выбор одной из двенадцати возможных траекторий полета искры осуществляется при помощи генератора 257(1) псевдослучайной последовательности импульсов.

Узел 258(1) формирования траектории движения искр осуществляет .формирование возможных траекторий разлета искр в микрорастре. За счет подключения старших разрядов счетчиков 235 и 236 горизонтальной и вертикальной дискретизации микрорастра к первым входам элементов совпадения узла 258( 1) формирования траектории движения искр, а вторых входов этих элементов - к счетчику 256(1) положения искр, удается формировать сигналы горизонтальной и вертикальной полос, движущихся от осей микрорастра к его границам. Подвижные знакоместа, для искр, перемещающиеся по горизонтальным, вертикальным и диагональным траекториям, формируются соответственно

6 ,

на элементах И-НЕ. Затем эти сигналы, объединяются по ИЛИ на соответствующем элементе ИЛИ узла 258(1) формирования траекто рии движения искр. Выход элемента ИЖ является выходом узла 25В(I) формирования траектории движения искр. На фиг.9 представлен микрорастр, иллюстрирующий все двенадцать возможных траекторий движения искр. В верхнем левом квадрате микрорастра штриховыми линиями иллюстрируются движущиеся полосы, а стрелками - направления их движения.

Очевидно, что на пересечении этих полос получается подвижное знакоместо, которое перемещается по диагонали. По горизонтальным и вертикальньм траекториям движутся знакоместа,

получаемые на пересечении подвижной и неподвижной полос (на фиг.9 заштрихованные квадраты). Все приведенные на фиг.9 знакоместа соответствуют одному и тому же состоянию

счетчика 256(1) положения искр. Переключатель S 2 осуществляет управление отображением искр, т.е. появлением их на экране телевизионного дисплея в режиме обучения сварке Сварка. Выходной сигнал изображения

искр узла 258(1) формирования траектории движения искр через переключатель S 2 поступает на один из входов сумматора 259(1), на остальные входы

которого поступают видеосигналы изображения сварочной ванны Круг 1 - Круг 4, видеосигналы разделки кромок Разд.кр. и сварного шва Шов, а также строчные ССИ и кадровые КСИ

синхронизирующие импульсы. Сумматор 259(1) представляет собой видеосмеситель, формирующий полный видеосигнал, имитирующий на экране телевизионного дисплея визуальную обстановку, характерную для реального процесса сварки. С выхода 74 блока 24 формирования изображения искр полный видеосигнал поступает на второй вход 145 коммутатора 36,

Усилитель 260(1) с управляемым коэффициентом усиления осуществляет управление амплитудой яркостного видеосигнала сварочной ванны, пропорциональной уровню напряжения, соот-

ветствующему температуре ванны. Управляющее напряжение поступает с выхода 109 блока 29 моделирования теплового баланса на вход 63 блока 24 формирования изображения искр, прой31

дя через электронный ключ 26 в режиме Сварка, поступает на управляю- 1ДИЙ вход усилителя 260( 1 ) с управляемым коэффициентом усиления. Чем больше уровень управляющего напряжения, тем больше уровень яркостного сигнала на выходе усилителя 260(1) с управляемым коэффициентом усиления, что соответствует разогреву ванны в реальном сварочном процессе и увеличению яркости изображения ванны на экране телевизионного дисплея. В режиме работы тренажера Слежение с

261

амплитудного детектора 268, величина постоянного напряжения на выходе которого будет определять величину дли.- нь дугового промежутка. С уменьшением р .

величины длины дугового промежутка.

величина напряжения на выходе амплитудного детектора 268 будет возрастать и наоборот.

10 Блок 25 выделения сигналов ошибки . является основным звеном системы автоматического управления движением изображения сварочной ванны по .экрану телевизионного дисплея в режиме

помощью электронного ключа 261 управ- 15 работы сварочного тренажера Сварка, ляющее напряжение не поступает на При пр иближении приемного элемента усилитель 260(1) с управляемым коэф- 345, оснащенного фокусирующей систе- фициентом усиления, на его вход с помощью переключателя S 2.1 поступает лишь сигнал Круг 1, соответствую- 20 щий наименьшему диаметру изображения сварочной ванн| 1 и имеющий постоянную амплитуду на выходе усилителя 260() с управляемьм коэффициентом усиления, Особенностью усилителя 260(l ) с уп- равляемьм коэффициентом усиления является наличие на его информационных входах резистивной матрицы, величина

мой вьщеления одной строки телевизионного растра, к плоскости экрана телевизионного дисплея приемный элемент 345 воспринимает оптический сигнал, соответствующий во времени попаданию светового пятна от экрана в поле зрения приемного элемента 345. 25 Этот сигнал, преобразованный в электрическую форму представления, усиливается усилителем 264 и попадает на вход компаратора 267, который выделяет полезный сигнал на фоне помех.

резисторов которой подобрана таким

образом, что яркость изображения кру- 30 Положительньш импульс с выхода компа- гов Круг 1 - Круг 4 на экране теле- ратора 267 поступает через элемент

И-НЕ 265(i) во

40

визионного дисплея убьшает с увеличением номера круга.

Счетчик-делитель 262(1) на три и элемент И 263(Г) осуществляют про- .пускание импульсов с частотой Рстр. во время кадрового синхронизирукщего импульса на излучающие элементы 344 датчика длины дугового промежутка. Во время основного хода телевизион ной развертки импульсы не поступают на излучающие элементы 344, что увеличивает чувствительность приемного элемента 345 светового пера.

Блок 25 вьщеления сигналов ошибки (фиг. 10) работает следунмцим образом.

В блоке 25 вьщеления сигналов ошибки производится определение текущей длины дугового промежутка. Во время кадрового синхронизирующего импульса приемный элемент 345 принимает отраженные от экрана телевизионного дисплея оптические сигналы с частотой Г.т.р /3, преобразует их в электрическую форму представления. Эти. сигналы, усиленные по амплитуде усилителем 2164, поступают через элемент И-НЕ 265(1 ) во время кадрового синхронизирующего импульса на вход

35

время прямого хода

строчной развертки на входы линий задержек горизонтального 269 и вертикального 270 каналов, а также через линию задержки 269 горизонтального канала на выход .; 82 блока 25 вьщеления сигналов ошибки. Импульс, формируемый компаратором 267, запаздывает относительно момента появления электронного луча электронно-лучевой трубки телевизионного дисплея под оптической осью приемного элемента 345. Запаздывание возникает из-за инер45 ционности возбуждения люминофора экрана, а также вследствие задержек распространения принятого сигнала в соединительных, усилительных и формирующих цепях. Линии задержки гори5Q зонтального 269 и вертикального 270 каналов осуществляют запаздывание входного сигнала светового пера на время, составляющее совместно со временем запаздывания длительность одgg ной телевизионной строки. Таким образом импульсы, появляющиеся на выходах линий задержки горизонтального 269 и вертикального 270 каналов, совпадают с моментом времени прохождения

1446 2

амплитудного детектора 268, величина постоянного напряжения на выходе которого будет определять величину дли.- нь дугового промежутка. С уменьшением р .

величины длины дугового промежутка.

величина напряжения на выходе амплитудного детектора 268 будет возрастать и наоборот.

10 Блок 25 выделения сигналов ошибки . является основным звеном системы автоматического управления движением изображения сварочной ванны по .экрану телевизионного дисплея в режиме

работы сварочного тренажера Сварка, При пр иближении приемного элемента 345, оснащенного фокусирующей систе-

мой вьщеления одной строки телевизионного растра, к плоскости экрана телевизионного дисплея приемный элемент 345 воспринимает оптический сигнал, соответствующий во времени попаданию светового пятна от экрана в поле зрения приемного элемента 345. Этот сигнал, преобразованный в электрическую форму представления, усиливается усилителем 264 и попадает на вход компаратора 267, который выделяет полезный сигнал на фоне помех.

И-НЕ 265(i) во

40

35

время прямого хода

строчной развертки на входы линий задержек горизонтального 269 и вертикального 270 каналов, а также через линию задержки 269 горизонтального канала на выход .; 82 блока 25 вьщеления сигналов ошибки. Импульс, формируемый компаратором 267, запаздывает относительно момента появления электронного луча электронно-лучевой трубки телевизионного дисплея под оптической осью приемного элемента 345. Запаздывание возникает из-за инер45 ционности возбуждения люминофора экрана, а также вследствие задержек распространения принятого сигнала в соединительных, усилительных и формирующих цепях. Линии задержки гори5Q зонтального 269 и вертикального 270 каналов осуществляют запаздывание входного сигнала светового пера на время, составляющее совместно со временем запаздывания длительность одgg ной телевизионной строки. Таким образом импульсы, появляющиеся на выходах линий задержки горизонтального 269 и вертикального 270 каналов, совпадают с моментом времени прохождения

электронного луча электронно-лучевой трубки под осью приемного элемента 345 в следующей строке, что несущественно, поскольку в блоке 25 выделения сигналов ошибки осщуествляется раздельная обработка сигналов по координатам X и Y.

Выходной сигнал линии задержки 269 горизонтального канала поступает на вход 277 узла 271 горизонтальной обработки принятого световым пером Сигнала, а точнее, на информационный вход первого D-триггера. На. информационный вход второго D-триггера узла 271 горизонтальной обработки поступает видеосигнал центра изображения сварочной ванны по горизонтали. Узел 271 горизонтальной обработки определяет временное рассогласование между моментом появления сигнала светового пера и моментом появления сигнала изображения сварочной ванны по горизонтали. Такой сигнал рассогласоваНИИ формируется на выходе схемы срав- 25 поступают через четвертый элемент И нения узла 271 горизонтальной обра- на суммирующий вход реверсивного

входы И. Эти

ботки, входы которой подключены к выходам первого и второго D-триггеров этого узла. Выходы первого и второго D-триггеров также подключены к входам RS-триггера узла 271 горизонтальной обработки, на выходах 281 и 282 которого формируется сигнал, определяющий знак рассогласования. Таким образом,- разница во времени между срабатываниями первого и второго D- триггеров определяет рассогласование между поступлением сигнала светового пара и сигнала центра изображения сварочной ванны по горизонтали, а очередность их поступления фиксируется RS-триггером, который определяет знак рассогласования. Два D-триггера устанавливаются в исходное состояние кадр.овым синхроимпульсом.

Выходной сигнал схемы сравнения с выхода 280 узла 271 горизонтальной обработки поступает на первььй вход элемента И-НЕ 265(3), на второй вход которого поступает управляющий сигнал с выхода компаратора 323 обрыва дуги блока 28 контроля. Выходной сигнал с выхода 280 узла 271 горизонтальной обработки может пройти через элемент И-НЕ 265(3) на вход 288 узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали только при наличии управляющего

счетчика, а также на вторые первого и второго элементов же импульсы в зависимости от знака

30 рассогласования поступают через пер вый или второй элементы И на выход 283 или 284 узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной

35 ванны. Эти управляющие импульсы чер выходы 81(1) или 81(2) поступают на суммирующий или вычитающий вход (х или -х) счетчика 301 положения микрорастра по горизонтали блока 27

40 перемещения сварочной ванны и управ ляют перемещением изображения свароч ной ванны по горизонтали. При дости жении нулевого состояния во всех ра рядах реверсивного счетчика элемент

45 ИЛИ-НЁ выработает управляющий сигнал запрещающий прохождение строчных синхронизирующих импульсов на сумми рующий вход реверсивного счетчика и на выходы 283 или 284 узла 273 опре

50 деления величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали. Есл за время кадрового синхронизирующег импульса не успеет реверсивный счет

55 чик обнулиться, его обнуление произ водится задним фронтом кадрового си хронизирующего импульса. В следующе кадре процесс . возобновляется в той же последовательности. При отсутстсигнала с выхода компаратора 323 обрыва дуги, который определяет, находится ли общая длина дугового промежутка в установленных пределах. Входной сигнал с входа 288 разрешает прохождение импульсов с частотой 4 мГц с входа 290 узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны через третий элемент И на вычитающий вход реверсивного счетчика этого узла. Чем больше рассогласование между временем поступления

сигнала светового пера и сигнала центра изображения сварочной ванны, тем больше имп ульсов с частотой 4 мГц поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика. Во время кадрового

синхронизирующего импульса с входа 286 узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны строчные синхронизирующие импульсы

входы И. Эти

счетчика, а также на вторые первого и второго элементов же импульсы в зависимости от знака

0 рассогласования поступают через первый или второй элементы И на выход 283 или 284 узла 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной

5 ванны. Эти управляющие импульсы через выходы 81(1) или 81(2) поступают на суммирующий или вычитающий вход (х или -х) счетчика 301 положения микрорастра по горизонтали блока 27

0 перемещения сварочной ванны и управляют перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали. При достижении нулевого состояния во всех разрядах реверсивного счетчика элемент

5 ИЛИ-НЁ выработает управляющий сигнал, запрещающий прохождение строчных синхронизирующих импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика и на выходы 283 или 284 узла 273 опре-;

0 деления величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали. Если за время кадрового синхронизирующего импульса не успеет реверсивный счет5 чик обнулиться, его обнуление производится задним фронтом кадрового синхронизирующего импульса. В следующем кадре процесс . возобновляется в той же последовательности. При отсутст35

ВИИ рассогласования между моментом поступления сигнала светового пера и сигнала центра изображения сварочной ванны на выходы 81(1) и 81(2) не будут поступать управляющие им-. , пульсы. Путем выбора в качестве управляющих импульсов достаточно низкочастотных строчных синхронизирующих импульсов удается имитировать инер- ционность сварочной ванны при перемещении ее изображения по .экрану телевизионного дисплея с ограниченной скоростью, что приближает, условия имитации сварки к реальным условиям сварочного процесса.

Узел 272 вертикальной обработки и узел 273 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по вертикали собраны по идентичным схемам, что и соответствующие узлы горизонтального канала обработки, и работают аналогичным образом.

Выходные импульсы с узлов 273 и 274 определения величины рассогласования и управления перемещением изображения сварочной ванны по горизонтали и по вертикали поступают на входы цифроаналоговых преобразователей, которые преобразуют число импульсов, поступивших на выходы 8l(l) - 81(4) блока 25 выделения сигналов ошибки в аналоговые сигналы скорости перемещения конца имитатора ручного инструмента относительно центра изображения сварочной ванны. Чем на большее расстояние переместится конец имитатора ручного инструмента (приемный элемент 345 светового пера) за один кадр от центра изображения сварочной ванны, тем больше импульсов управления поступит на выходы 81 блока 10 для того, чтобы переместить изображение сварочной ванны под центр приемного злемента 345 светового пера. Таким образом, число импульсов на выходах 81 является численным выражением скорости перемещения конца имитатора ручного инструмента по горизонтали и по вертикали. Функциональный преобразователь 276 производит вычисление аналогового напряжения, величина которого пропорциональна скорости сварки и которое через выход 84 блока -25 поступает в блок 29 моделирования теплового баланса.

Таким образом, блок 25 выделения сигналов ошибки определяет рассогла

15

20

ю1446 -36

сование между моментом поступления сигнала светового пера и моментом поступления сигнала центра изображения сварочной ванны и формирует сигналы, управляющие перемещением изображения сварочной ванны и формирует сигналы, управляющие перемещением изображения сварочной ванны по экрану телевизионного дисплея таким образом, чтобы сделать это рассогласование возможно меньшим, т.е. изображение сварочной ванны перемещается по экрану, стремясь оказаться под центром приемного элемента 345 светового пера.

Бл5к 26 генераторов, работает следующим образам.

Блок 26 генераторов (фиг. П) формирует на экране телевизионного дисплея возможные траектории движения сварочной ванны, соответствующие различным типам почерка сварщика,

0

5

0

представленным на фиг. 12.

Принцип работы блока 26 генерато- 5 ров заключается в следующем.

Положение изображения сварочной ванны на экране телевизионного дисплея определяется состоянием реверг сивных счетчиков 301 и 302 положения микрорастра по горизонтали и по вертикали блока 27 перемещения сварочной ванны. Изменяя состояние этих счетчиков, а точнее, подавая на их суммируюшде или вычитающие входы импульсы, получим перемещение изображения сварочной ванны на плоскости экрана телевизионного дисплея. Скорость перемещения изображения сварочной ванны определяется частотой импульсов, поступающих на входы счетчиков 301 и 302 положения микрорастра по горизонтали и по вертикали. Таким образом, комбинируя подачу входных импульсов на входы этих счетчиков, получаем перемещение изображения сварочной ванны по необходимому закону. Скорость перемещения изображения сварочной ванны по горизонтали определяется частотой управляемого генератора 296(1) , а по вертикали - частотой управляемого генератора 296(2). Регулировка частоты этих управляемых генераторов осуществляется с помощью g потенциометров R1 и R2. Изменяя частоту управляемого генератора 296(3) с помощью потенциометра R3, можно регулировать ширину и шаг движения изображения сварочной ванны.

5

0

Рассмотрим работу блока 26 при формировании траекторий движения изображения сварочной ванны по прямой линии. Переключатель S 3 находится в замкнутом положении, переключатель S 4 - в положении 1. В таком положении переключателей электронный ключ 297(1) находится в открытом состоянии за счет наличия низкого потенциала на его управляющем входе. Электронные ключи 297(2), 297(3) находятся в закрытом состоянии за счет наличия высокого потенциала на их управляющих входах , Таким образом, управляю- щие импульсы поступают на выход 85(1) блока 26 генераторов, что позволяет перемещать сварочную ванну по горизонтали. I

Рассмотрим работу блока 26 при формировании траекторий движения изображения сварочной ванны по пилообразной траектории (фиг. 12б). Переключатели S 3 находятся в прежнем положе- НИИ, а переключатель S 4 - в положе- еии 2. Как и ранее, электронный ключ 297(1) находится в открытом состоянии и на выходе 85(1) постоянно присутствуют управляющие сигналы движения изображения сварочной ванны по горизонтали. На управляющ 1е входы электронных ключей 297(2) и 297(3) поступают сигналы с управляемого генератора 296(3), которые открывают попере- менно электронные ключи 297(2) и 297(4), за счет чего на выходах 85(2 и 85(3) попеременно будут присутствовать управляющие сигналы с выхода управляемого генератора 296(2) пере- мещения изображения сварочной ванны по вертикали. Управлякяцие сигналы на выходах 85(2) и 85(3) блока 26 форми рования траекторий движения сварочной ванны будут перемещать ее изобра жение вниз-вверх и, тем самым, обеспечивать ее пилообразное перемещение по экрану телевизионного дисплея. Дл нормальной работы блока 26 генераторов частота генерации управляемого генератора 296(3) должна выбираться намного ниже частот генерации управляемых генераторов 296(1) и 296(2).

Аналогичным образом формируются траектории движения изображения сва- рочной ванны по экрану телевизионного дисплея типа меандр и трапеция.

Блок 27 перемещения сварочной ванны (фиг.13) работает следующим образом .

Основной функцией блока 27 перемещения сварочной ванны является запуск микрорастра и его перемещение по экрану телевизионного дисплея. Сигналы запуска микрорастра по горизонтали М. и вертикали My возникают лишь в момент сравнения текущего адреса движущегося луча и содержимого счетчиков 301(1) и 302(1) положения микрорастра по вертикали и горизонтали. Таким образом, положение микрорастра .на телевизионном растре определяется числами, записанными в счетчиках 301(1) и 302(1) положения микрорастра по вертикали и горизонтали. Когда переключатель 306 режимов работ находится в положении Сварка, перемещением микрорастра по экрану в зависимости от положения имитатора ручного инструмента управляет блок 25 выделения сигналов ошибки. В режиме Слежение микрорастр перемещается по сигналам, поступающим с блока 26 генераторов.

При совпадении сигналов Центр ванны и какой-либо из границ Х Y7 , Y происходит изменение состояния одного из триггеров 309(1) или 309(2),выходы которых управляют работой коммутатора 36, который коммутирует входы 86 таким . образом, чтобы обеспечить автомати- чески поворот траектории движения сварочной ванны на телевизионном экране. Пример траектории дв.ижения сварочной ванны на телевизионном экране приведен на фиг. 14. Цифрами 00 - II обозначены состояние триггеров 309(1) и 309(2), соответствующие данным участкам траектории.

Блок 28 контроля (фиг.15) работает следующим образом.

Схема 325 формирования сигнала ошибки по слежению (фиг. 16) работает следующим образом.

В исходном состоянии в двухразрядном двоичном счетчике 329 записано двоичное число 10. При этом на входах элемента И-НЕ 328 присутствует код 1 1 Логический нуль на выходе элемента И-НЕ 328 запрещает прохождение кадровых синхронизирующих импульсов с входа 102 схемы 325 формирования сигнала ошибки по слежению через второй элемент И 327 на счетный вход 331 двухразрядного двоичного счетчика 329. Такое состояние является устойчивым. Если в течение какого-либо из кадров происходит совмещение (совпадение) во времени сигнала светового пера и видеосигнала изображения сварочной ванны, то на выходе первого элемента И 326 образуется импульс, устанавливающий двухразрядный двоичный счет- чик 329 в состояние 00. На выходе элемента И-НЕ 328 появится сигнал логической единицы,- разрешающий прохождение кадровых синхронизирующих импульсов на счетный вход 331 двух- разрядного двоичного счетчика 329 и выключающий электронный ключ 314(3) блока 28 контроля. Кадровый синхроимпульс, следующий в конце данного кадра, установит двухразрядный двоич- ный счетчик 329 в состояние 01 (00 на входах элемента И-НЕ 328). Если в течение следующего кадра имеет место совпадение сигналов светового пера и изображения сварочной ванны, двухразрядный двоичный счетчик 329 сбрасывается в состояние 00 и процесс повторяется. Так продолжается до тех пор, пока какой-либо из кадро.в совпадения не будет отсутствовать. В таком случае следующий за этим кадром кадровый синхронизирующий импульс переведет д вухразрядный двоичный счетчик 329 из состояния 01 в состояние 10, которое является исходным состоянием схемы 325 формирования сигнала ошибки по слежению. После возврата в исходное состояние схема готова к выработке очередного сигнала совпаде-. ния. .При несовпадении во времени сиг- нала светового пера и видеосигнала изображения сварочной ванны (ошибка по слежению ) логический нуль на выходе элемента И-НЕ 328 открывает электронный ключ 314(3) блока 28 контро- ля, и импульсы с выхода перестраиваемого генератора 312(3) поступают на вход счетчика 315(3) числа ошибок по слежению блока 28 контроля.

Поскольку изображение сварочной

ванны формируется-.с помощью восьми окружностей различного диаметра, то с помощью переключателей S 5.1 - S 5.4 можно регулировать чувствитель- ность по слежению для сварщиков раз- лич ной к в алифик ации.

Остальные узлы и элементы блока контроля работают следующим образом.

При нажатии кнопки Пуск S 3 секундные импульсы с выхода генератора 311 секундных импульсов поступают на счетчик 315(7) времени сеанса сварки, который фиксирует полное время имитации сварки. Эти же секундные импульсы будут поступать через электронный ключ (5) на счетчик 315(5 времени простоя, если обучаемый не возбудит имитируемую дугу, момент возбуждения которой фиксируется компаратором 323 обрыва дуги, который вырабатывает соответствующий сигнал на управляющий вход электронного ключа 319(5). Если при возбуждении дуги обучаемый не выдержал самый минимальный предел допустимой длины дугового промежутка, что соответствует привару электрода к изделию в реальных условиях, сработает компаратор 324 привара имитатора электрода, выходной сигнал которого разрешит прохождение секундных импульсов через электронный ключ 314(7) на вход счетчика 315(8) времени привара имитатора ручного инструмента к имитатору объекта тренажа.

Если процесс возбуждения дуги прошел нормально и обучаемый выдерживает основные контролируемые параметры имитируемого сварочного процесса в пределах, установленных заранее в схемах 320. - 322( 1 ) формирования сигналов ошибок, то сигнал на выходе элемента И 313(1 ) разрешит прохождение секундных импульсов через электронный ключ 314(6) на вход счетчика 315(6) рабочего времени. Под рабочим временем подразумевается время, в течение которого ни один из контролируемых параметров имитируемого сварочного процесса не превысил своих допустимых пределов. Звуковой генератор 318(1) сигналов тревоги и звукового сопровождения будет вырабатывать шумоподобный звуковой сигнал нормального сварочного процесса, который будет поступать на выход 104 блока 28 контроля. Схема 319(1) управления моторным приводом имитации плавления электрода произведет запуск двигателя перемещения имитатора электрода, скорость перемещения которого будет управляться сигналом, поступающим на вход 96 блока 28 контроля.

Если один или несколько контролируемых параметров имитируемого сварочного процесса не будут выдержи- .

114

ваться в допустимых -пределах, соот- ветственно сработают схемы формирования сигнала ошибки по тому или иному контролируемому параметру, выходные сигналы которых разрешат прохождение звуковых сгналов тревоги на выход 104 блока 28 контроля с выхода звукового генератора 318(1) сигналов тревоги и звукового сопровождения, а также разрешает прохождение выходных импульсов с перестраиваемых генераторов 312(0 - 312(4) на входы счетчиков числа ошибок по тепловому режиму сварочной ванны 315(1), длине дугового промежутка 315(2), слежению 315(3) и углу наклона имитатора ручного инструмента 315(4). С помощью потенциометров R6-R9 можно регулировать частоту фиксации ошибок по контролируемым параметрам.

Задатчик 32 условий (фиг. 20) работает следующим образом. Рассмотрим вначале работу отдельных узлов, входящих в состав задатчика 32 условий.

Узел 347 задания параметров работает следующим образом. Инструктор переключателем S.l,S 13 набирает значение параметра. Предположим, что содержимое счетчика 353 и номер положения переключателя не совпадают. Пр этом элемент И 352 открыт и йа вход счетчика 353 поступают импульсы с входа 115. Содержимое счетчика изменяется до тех пор, пока содержимое счетчика 353, сдешифрированное с инверсией дешифратором 354, не сравнится с номером положения переключателя S 12 или S 13. При этом элемент И 352 запирается и содержимое счетчика 353 не изменяется до тех пор, пока не изменится номер положения переключателя S 12 или S 13. Таким образом на выходах счетчиков 353 будет цифровое значение задаваемых параметров, например минимальное и максимальное значение длины дугового промежутка, при котором возможно нормальное ведение сварочного процесса.

Узел 348 задания номера поста сварщика работает аналогично и на выходе счетчика 356 находится код номера поста сварщика, установленного переключателем S 14.

В буферном регистре 349 организуется запоминание и передача на выход 128 преобразованной информации с входов 120 и 121 и информации с входов

122, 123, 351(1 ) - 351(3) по соответствующему сигналу логической единицы на выходах 127(1) - 127(6) сдвигающего регистра 350, а также запоминание и передача информации на выход 128 с входа 118 по синхронизирующим сигналам с входа 116 и при положении переключателя S 6 в положении 1, соответствующем воспроизведению-.информации с магнитофона.

В сдвигающем регистре 350 организуются следующие режимы работы. Допустим, переключатель S 5 - в положении 1 (передача информации к постам сварщиков), S 6 - в положении О, 37- положении 1 (начальная установка). При нажатии кнопки Кн 1 логическая единица поочередно появляется

на выходах 127(1) - 127(3), при этом в буферном регистре 349 происходит запоминание информации с входом 351(1) и 351(3). При .переводе переключателя S 7 в положение 2 (режим

Сварка) логическая единица не появляется на выходах 127(1) - 127(8), в положение 3 (режим Программное обучение) логическая единица поочередно появляется на выходах 127(4) 127(5), в положение 4 (режим Слежение) логическая единица поочередно появляется на выходах 127(4) - 127(6), При этом при появлении логической единицы на выходах 127(4) - 127(6)

на выход 128 поступает информация с входов 122, 123 и 120, 121. При переводе переключателя S 5 в положение 2 (прием информации от постов сварщика) логическая единица появляется на

выходах 127(1) - 127(8). При переводе переключателя S 6 в положение 1 (обучение по библиотеке образцовых сварочных процессов) и если переключатель S 7 находится в положении 4,

логическая единица появляется на выходах 127(4) и 127(6) по сигналам с входов 116 и 117. При переводе переключателя S 6 в положение 2 (запись сварочного процесса) и нахождеНИИ переключателя S 7 в положении 4 логическая единица появляется на выходах 127(4) 4 127(6) по сигналу с входа Г19 и при появлении логической единицы на одном из выходов 127(4) 127(6) выдается синхросигнал на выход 124.

Синхронизирующий сигнал также появляется на выходе 129(1) при каждом

изменении состояния одного из вых о- дов 127(1) - 127(8).

Переключатель S 8 определяет вид передачи информации к постам сварщи- ков. Если S 8 замкнут, то информация находящаяся на выходе 128, восприни- мается всеми постами, в противном случае она воспринимается только тем постом, номер которого задан на выходах 127(9) - 127(12).

При замыкании переключателя S 9 происходит подключение к входу телевизионного дисплея центрального поста сварщика полного сигнала изображе ния того поста сварщика, номер которого указан в узле 348,

При замыкании переключателя S IО на экран телевизионного дисплея центрального поста выводятся сообщения об ошибках, допущенных при работе на посту, определяемом узлом 348, На- экране телевизионного дисплея поста сварщика также выводятся сообщения об ошибках,

При замыкании S 11 экран телевизионного дисплея центрального поста готов к работе в качестве имитатора объекта тренажера.

Блок 33 сопряжения работает еле- дуюпщм образом.

При записи информации на магнитофон поступившая на вход 135 по сигналу на выходе 133 информация запоми- нается в сдвигающем регистре в канале вывода 358. Запоминается по этому сигналу в признак с входа 134 в блоке 359 синхронизации. При этом снимается сигнал готовности с выхода 137, и на аналоговьш выход 132 поступают два импульса частотой F/32, если на идентифицирующем входе 134 была логическая единица и один импульс той же частоты, если признак идентифика- ции был в виде логического нуля. Далее на аналоговом выходе 32 появляются импульсы частотой F/8 или F/16 в зависимости от состояния старшего разряда сдвигающего регистра канала вывода. Если в этом разряде логическая единица, то на.выход 132 поступает импульс частотой-F/B, а при логическом нуле - F/16. После того, как будет записана вся информация, вы- ставляется сигнал готовности на выхо де 137 и устройство 33 готово к приему нового байта информации. Блок 359 синхронизации и блок 360 коммутации

обеспечивают правильную работу канал вывода.

При воспроизведении информации с магнитофона,сигналы которой поступаю на аналоговый вход 131, канал 361 ввода при поступлении на его вход 131 двух импульсов частотой F/32 выставляет на идентифицирующем выходе 139 уровень логической единицы и переходит в состояние готовности прием байта информации. При. поступлении импульса частотой F/16 на вход 131 в выходной регистр в младший разряд записывается логический ноль, при поступлении следующего импульса на вхо 131 информация в этом регистре сдвигается на один разряд вправо и в младший разряд выходного регистра записывается логическая единица, если на входе 131 импульс частотой F/8, или логический ноль при наличии импульса частотой F/16, После того, как канал 361 ввода принял байт информации, на выходе 138 появляется синхросигнал, при котором происходит считывание информации с выходов 139 и 140 устройства 33 сопряжения.

Коммутатор 36 работает следующим образом.

При входной комбинации 00 на . входе 144 вход 146 подсоединяется к выходу 148, при 10 к выходу 148 подсоединяется вход 147, при 11 - вход 145.

Дусллейный модуль 37 работает следующим образом. При переводе переключателя S 5 в задатчике 32 в положение 2, соответствующее приему информации от поста сварщика, по каждому синхросигналу на входе 152(2) происходит запись информации с входа 151 по адресу, определяемому комбинацией на входе 150 в оперативно-запоминающее устройство 370. При отсутствии приема информации адрес оперативно-запоминающего устройства 370 определяется состоянием счетчика 367, так как комбинационная схема 363 выдает такой сигнал, по которому коммутатор 362 переключает адресные входы оперативно-запоминающего устройства к выходам счетчика 367. Комбинационная схема 368 выдает сигнал управления для выборки из постоянного запоминающего устройства 373 текста или из постоянного запоминающего устройства 372 цифр. По сигналу с

10

451441446

выхода счетчика 364 происходит запись кода с выходов этих устройств в сдвигающий регистр 374 и при наличии в старшем .его разряда логической еди- иицы происходит подсветка телевизионного луча. Содержимое регистра 374 сдвигаетря вправо на один разряд по .каждому импульсу на входе Л49(1). После сдвига всей информации в ре- .:; гистр 374 вновь записьшается кодовая комбинация с постоянного запоминающего устройства 372 цифр или с 373 знаков. Адрес считываемой ячейки последнего определяется содержимьм счетчиков 365-367, а адрес считьшае- мой ячейки постоянного запоминающего устройства 372 цифр - кодовой комбинацией цифры, записанной в старшие или в младшие разряды ячейки оперативно-запоминающего устройства 370, выбираемой коммутатором 371 по состоянию триггера 369, и содержимым счетчика 366 строк в растре. Смеситель 375 формирует полный видеосигнал.

Таким образом, дисплейный модуль 37 формирует на телевизионном экране изображение, определяемое содержимым

46

Блок 156 смесителей формирует изображение искр, случайным образом разлетающихся от центра имитируемой сварочной ванны,и сигнал излучения датчика длины дугового промежутка таким же образом, как и описанный выше блок 24 формирования изображения искр. На выходе сумматора 378(i) формируется полный видеосигнал. В этом случае на его входы поступают сигналы кадровой и строчной синхрони зации, изображения шва, разделки кромок, имитируемой сварочной ванны 15 (ее размеры и яркость изменяются в зависимости от сигнала температуры ванны, поступа ощего на вход 183 блока 156 и управляющего коэффициентом передачи усилителя 260(1+1), изображения искр, изображения длины дуги, изображения мишени (ее размеры и яркость также изменяются в зависимости от сигнала температуры мишени).

Блок 157(1) работает следующим об разом.

Если на входе 208(2) находится уровень логической единицы или этот уровень находится на выходе дешифратора 384(1) или входе 208(6), блок

20

25

ячеек постоянного запоминающего уст- 30 7(1} готов к работе с центральным

ройства 373 текста и оперативно-запоминающего устройства 370, в котором записана информация о результатах работы постов сварщиков.

Блок 454(1) положения сварочной ванны работает следующим образом. Сигналы запуска микрорастра по вертикали и горизонтали на выходах схем И 304(1+2) и 304(1+3) появляются лишь в те моменты времени, когда текущее положение телевизионного луча по горизонтали и вертикали сравнивается с содержимым счетчиков 301(1+ +1) и 302(1+2). Содержимое этих счетчиков изменяется подачей на их суммирующие или вычитающие входц импульсов с выхода 81 блока 25(1+1) выделения сигналов ошибки.

Блок 155 изображения сварочной ванны и длины дуги работает таким же образом, как и блок 23 изображения с той лишь разницей, что формирователь 377 вырабатывает, кроме того, еще сигналы, формирующие на телевизионном экране полочку и стрелку, направление которой по отношению к формируемой полочке определяется сигналом на входе 166 блока 155.

6

46

Блок 156 смесителей формирует изображение искр, случайным образом разлетающихся от центра имитируемой сварочной ванны,и сигнал излучения датчика длины дугового промежутка таким же образом, как и описанный выше блок 24 формирования изображения искр. На выходе сумматора 378(i) формируется полный видеосигнал. В этом случае на его входы поступают сигналы кадровой и строчной синхронизации, изображения шва, разделки кромок, имитируемой сварочной ванны (ее размеры и яркость изменяются в зависимости от сигнала температуры ванны, поступа ощего на вход 183 блока 156 и управляющего коэффициентом передачи усилителя 260(1+1), изображения искр, изображения длины дуги, изображения мишени (ее размеры и яркость также изменяются в зависимости от сигнала температуры мишени).

Блок 157(1) работает следующим образом.

Если на входе 208(2) находится уровень логической единицы или этот уровень находится на выходе дешифратора 384(1) или входе 208(6), блок

постом 1 сварщика дпя приема от него информации. При этом при наличии логической единицы на входе 210(1) происхо дит запись с входа 209 в регистр

380(2), на входе 210(2) - в регистр . 380(1), на входе 210(3) - в регистр 380(3), на входе 210(6) - в регистр ЗЬ7(1). Таким образом, в этих регистрах будут находится соответствующие

значения параметров, задаваемые в за- датчике 32 условий. При наличии логической единицы на входах 210(4) и 210(9) элемент И 386(1) пропускает синхроимпульс на выход 200. При наличии логической единицы на входах

210(5) и 210(9) элемент И 386(2) пропускает синхроимпульс на выход 201. На выходе 212 образуется в аналоговом виде значение энтальпии мишени, причем при положении переключателя S 7 в положении 4 оно соответствует коду, принятому регистром 387(1), а при других положениях переключателя S 7 оно постоянно, так как сумматор 388(1) в этом случае к постоянному числу не добавляет содержимое части регистра 387(1). С другой части этого регистра содержимое поступает в сумматор 383(1) , где к нему добавля

ется и вычитается число, и увеличенное и уменьшенное значение длины дуги поступает на первые входы коммутатора 381(1), на вторые входы которого поступают значения параметров длины дуги, принятых регистром 380(2), и в зависимости от сигнала на входе 280(9) происходит коммутация сигналов с первых или с вторых входов ком- мутатора 381(1) на входы 396 и 397 узла 379(1) подсчета ошибок, где происходит срванение-длины дуги, вьодер- живаемой обучаемым, с заданным значением. На входы 394 и 395 узла 379(1) поступают предельные значения энтальпии с регистра 380(1), и при выходе за эти значения сигнала с входа 197 в узле 379 идет подсчет ошибок по этому параметру. Подсчет ошибок про- исходит, если время выхода параметра за предельные значения превышает временной интервал, поступающий на вход 399 со счетчика 382(I) и который управляется кодом, занесенным в регистр 380(3). При переводе переключателя S 5 в положение 2, соответствующее приему информации от постов сварцика, на выходе элементов И 386(3) и 386(4) образуются сигналы, запускающие в работу дисплейный блок 158(1) и разрешающие прохождение информации через шинные формирователи 390(1) с выхода 391 узла 379(1) на полюс 209 по сигналам с полюса 210(1) - 210(8).

По сигналам с выходов элементов И 386(5) и 386(6) управляется работа мультиплексора 158(1).

Рассмотрим подробнее работу уз- ла 379(1) подсчета ошибок. При выходе сигнала энтальпии за заданные пределы схема 400(1) сравнения вьщает сигнал, возбуждающий генератор 318(2) и разрещаюшцй прохождение импульсов .через элемент 386(7) на вход счетчика 406(1) , регистрирующего ошибки по тепловложению. А если длина дуги имитируемого сварочного процесса выходит за заданные пределы, вторая схема сравнения 40l(l) выдает сигнал, по которому запускается звуковой генератор 318(2) и разрешается подсчет ошибок по длине дуги счетчиком 406(2) посредством сигнала нарушения длины дуги, который поступает на выход 206, а при обрыве дуги выдает сигнал на выход 205, управляющий работой счетчика 406(3), подсчитывающего

5 0 5 О

0 & 5

5

время простоя. С выхода схемы 319(2) снимается сигнал управления двигателем. Схема 325(2) формирует сигнал ошибки по слежению при несовмещенин изображений мишени и имитируемой сварочной ванны. По этому сигналу звуковой генератор выдает сигнал тревоги, а счетчик 406(4) подсчитывает ошибки по слежению. Сигнал тревоги появляется и при нарушении угла наклона. При этом идет подсчет числа ощибок по углу наклона Счетчиком 406(5). Счетчик 406(6) подсчитывает время привара электрода по сигналу с вых бда схемы 401(1) сравнения, счетчик 406(7) определяет время работы без нарушения заданных параметров имитируемого сварочного процесса, а счетчик 406(8) - время сеанса обучения. Если время сеанса обучения превьшает заданное, схема 405(1) сравнения выдает сигнал, по которому происходит установка триггера 403(1) в нулевое состояние, при этом останавливается работа узла 379(1).

Блок 160(1) перемещения мишени работает следующим образом.

Регистры 407(1) и 407(1+1) принимают информацию, соответствующую координатам положения мишени по горизонтали и вертикали по сигналам на входах 223 и 224, При совпадении содержимого регистра 407(1) с текущей координатой телевизионного луча по горизонтали на выходе элемента 304(1+ +1) образуется импульс. Такой же импульс образуется на выходе элемента 304(1+5) при совпадении текущей координаты по вертикали телевизионного луча с содержимым регистра 407(1+1). По этим импульсам происходит запуск микрорастра в блоке 161(1) формирования изображения мишени. Совместная работа элементов И 251 - 254 в блоке 161 формирования изображения мишени ничем не отличается от работы: этих элементов в блоке 23 формирования сварочной ванны. Нужно лишь отметить, что на выходе 235 получаются сигналы четырех концентрических окружностей изображения мишени.

Тренажер для обучения сварщиков в целом работает следующим образом.

Тренажер для обучения сварщиков может использоваться в зависимости от подготовки и квалификации обучаемых в следующих режимах: программного обучения, обучения почерку инст

914

руктора, обучения по библиотеке сварочных процессов, самообучения, причем программный режим более предпочтителен при начальном odyчeнии свар- щиков. В этом режиме обучения з задачу обучаемых входит слежение концом имитатора, ручного инструмента за р изображением мишени при ее непрерывном перемещении по разделке имитируемых свариваемых поверхностей по строго заданной траектории с одновременной имитацией выгорания электрода, В случае ведения аномального процесса сварки к сварщику поступают сигналы рассогласования от датчиков основных контролируемых параметров имитируемого сварочного процесса (сигналы обг. ратной связи ) или визуально отмечается расхождение между выполненной траекторией шва и эталонной. -Контроль, регистрация результатов, организация сигналов обратной связи к обучаемому может производиться по отдельным параметрам или по нескольким одновременно. По мере освоения обучаемым психомоторных навыков правильного ведения сварочного процесса диапазон допустимых пределов отклонения контролируемых параметров можно сни- зить или при оценке квалификации опытного сварщика длд выполнения конкретной работы можно точно определить степень овладения сварщиком каждым из основных навыков.

В режиме самообучения обучаемые сварщики ведут имитируемый сварочный процесс самостоятельно, изображение сварочной ванны отслеживает положение конца имитатооа РУЧНОГО инструмента при одновременной имитации выгорания электрода и отображения траектории , движения-его конца вдоль кромок имитируемых свариваемых-поверхностей. К сварщику поступают звуковые сигналы обратной связи, свидетельствутощие о соответствии заранее установленных контролируемых параметров имитируемого сварочного процесса текущим параметрам, определяемым с помощью системы датчи- ков.

В режиме обучения почерку инструктора инструктор ведет сварочный процесс на телевизионном дисплее центрального поста сварщика, траектория движения конца имитатора электрода и параметры имитируемого сварочного процесса инструктора передают к постам сварщика. В задачу обучаемых вхо

50

5

5 0 0 5

0 5 0

5

дит отслеживание этих параметров траектории движения с наперед заданными допусками. При этом к обучаемому поступают сигналы визуальной и звуковой обратной связи.

В режиме обучения по библиотеке сварочных процессов в задачу обучаемых входит отслеживание параметров процесса сварки и его траектории, записанных на магнитную ленту при выполнении высококвалифицированным свар1диком вертикальных, горизонтальных и потолочных видов швов для различных типов соединений. В этом случае с магнитной ленты считывается и передается информация о сварочном процессе, проведенном высококвалифи- цированньш сварвщком, и передается к постам сварщиков. Обучаемые должны отследить траекторию движения конца электрода высококвалифицированного свар1цика, совмещая изменяющееся по яркости и размерам изображение мишени с изображением своей сварочной ванны, а также выдержать другие параметры сварочного процесса с наперед заданными допусками.

Как в программном, так ив режиме самообучения вначале инструктор устанавливает переключатель S 5 в положение 1, S 7 - в положение 1 и, если обучаемые должны „получить одинаковые пределы контролируемых параметров, замыкает переключатель S 8. При нажатии кнопки Кн 1 происходит передача этих данных к выбранному посту сварщика или к всем постам. Далее инструктор производит инструктаж обучаемого по выбранному режиму сварочного процесса и необходимым параметрам этого процесса (длина дугового промежутка, угол наклона имитатора ручного инструмента, слежение, тепловой режим имитируемого сварочного процесса, световое и звуковое сопровождение нормального и анамального процесса сварки). После усвоения изложенной информации инструктор переводит переключатель S 7 в положение 2 или З, обучаемые одевают на голову шлем с встроенными головными телефонами, берут имитаторы ручного инструмента и по команде инструктора, при нажатии им кнопки S 3 Пуск, подводят имитаторы электрода к имитатору объекта тренажа, который предварительно должен быть размещен в соответствии с выполняемой работой (например, вертикально, горизонтально, над головой и т.д.). После нажатия этой кнопки начинается подсчет времени сеанса сварки, рабочего и штрафного времени, а также количества ошибок по контролируемым параметрам имитируемого сварочного процесса в блоках 157 управления постов сварщика. На экране телевизионного дисплея поста сварщика высвечивается изображение разделки кромок, сварочной ванны, необходимого направления движе- .ния имитатора электрода по отношению к имитируемым свариваемым поверхностям, сформированные в блоке 155 изображения сварочной ванны и длины дуги а также изображение мишени, сформированное блоком 161, и изображение разлетающихся искр, сформированное блоком 156. Сварочная ванна и искры появляются на экране при правильном возбуждении дуги (т.е. время касания было малым). Изображение мишени появляется лишь в программном режиме. Если время касания было малым и угол под которым было проведено касание, выбран правильно, то сварочная ванна будет постепенно увеличиваться в своих размерах, изменятьсп по яркости с изменением теплового режима сварочной ванны, начнет происходить укорочение имитатора электрода, вокруг изображения сварочной ванны возникнет изображение разлетающихся искр и в головных телефонах шлема появится звук, соответствующий нормальному режиму горения дуги. Сварщик должен осуществлять имитируемый сварочный процесс, делая соответствующие движения концом имитатора электрода между свариваемыми поверхностями по разделке кромок или по линии стыка. Оптическая сварочная ванна будет перемещаться по разделке кромок (режим Сварка), оставляя изображение траектории своего движения на экране в виде имитируемого сварного шва, изображение которого формируется в блоке 22 формирования изображения сварного шва. Данный процесс будет продолжаться непрерывно до тех пор, пока ученик будет выдерживать параметры имитируемого процесса сварки в установленных пред елах и не будет их нарушать. При невыполнении хотя бы одного из условий или нескольких сразу ученик будет осуществлять аномальный имитируемый сварочный процесс.

При этом изменится яркость и размерь: оптической сварочной ванны (нарушен тепловой режим), изображение которой может исчезнуть вообще при обрыве дуги, в головные телефо11ы поступают сигналы тревоги, свидетельствуюш 1е о том, какой параметр имитируемого- сварочного процесса не выдерживается

в пределах установленных норм. Если произведено замыкание конца имитатора электрода на имитатор объекта тренажа (привар электрода), включается счетчик 406(6) времени привара имитатора ручного инструмента к имитатору объекта тренажа блока 157 управления, а при обрыве дуги прекращается имитация выгорания электрода. Все перечисленные нарушения нормального режима

сварки регистрируются в блоке 157 управления.

Инструктор может проконтролировать выбранный пост сварщика, нажав переключатель S 9. При этом на его

телевизионном экране отобразится сварочная обстановка на выбранном посту сварщика и инструктор своевременно может оказать влияние на правильное ведение сварочного процесса обучаемым. О качестве его выполнения работ можно судить по информации, которая высветится на телевизионном дисплее инструктора и поста сварщика при переводе переключателя S 5 в поло- .

жение 2 и нажатии переключателя S 10. По мере усвоения материала и основных психомоторных навыков сварки чувствительность к выходу за пределы по отдельным параметрам имитируемого

процесса сварки может увеличиваться, а также могут изменяться выбранные контролируемые параметры и положение имитатора объекта тренажа в пространстве.

В режиме обучения почерку инструктора переключатель S 7 переводится в положение 4, замыкается переключатель S 11. Инструктор одевает щпем, подводит имитатор электрода к объек У тренажа и ведет сварочный процесс. При этом к постам сварщика в каждам момент времени поступает значение параметров сварочного процесса (длина дуги, энтальпия сварочной ванны и

т.д.) и координат положения конца имитатора электрода инструктора по горизонтали и вертикали. Если при этом переключатель S 6 находится в положении 2, то происходит запись

ЭТОГО процесса на магнитофон. Обучаемый пытается совместить сварочную ванну с перемещающейся мишенью, Соблюдая при этом параметры, выдерживаемые инструктором. По мере усвоения допуски по этим параметрам можно уменьшить. При выходе за эти допуски к обучаемому,- как и з предыдущем случае, поступают сигналы обратной свя- эй, а все нарушения фиксируются в блоке 157 управления., В этом режиме можно создать библиотеку сварочных процессов, пригласив высококвалифицированного сварщика передать свой опы работы обучаемым, или, записав сварочный процесс самого сварщика, организовать допускной контроль при выполнении ответственных работ.

В режиме обучения по библиотеке сварочных процессов переключатель S 6 переводят в положение , при этом к постам в каждый момент времени поступают значения параметров сварочного процесса и коорди- нат положения конца имитатора электрода высококвалифицированного сварщика, считываемые с магнитной ленты. Действия обучаемого аналогичны как и в предьздущем случае, а инструктор имеет возможность, нажав переключатель S 9, наблюдать сварочную обстановку на посту сварщика и при необходимости вносить в нее коррективы,

Формула изобретения

к третьему входу блока моделирования теплового баланса, выход сигнала энтальпии сварочной ванны которого подсоединен к третьему входу блока контроля и первому входу блока формирования изображения искр, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к выходам сигналов разделки кромок и положения микрора- стра блока изображения сварочной ван- Ны, а с четвертого по седьмой входы соединены соответственно с одноименными входами блока контроля и с выходами сигналов изображения с первого по четвертый кругов блока изображения сварочной ванны, выход сигнала изображения первого круга подсоединен к первому входу блока формирования изображения сварного шва, второй вход которого подсоединен к восьмому входу блока контроля и к выходу сигнала светопера блока вьщеления сигналов ошибки, третий вход которого соединен с одноименным входом блока формирования изображения сварного шва и выходом сигнала центра ванны блока изображения сварочной ванны, первый вход которого подсоединен к четвертым входам блоков выделения сигналов ошибки и формирования изображений сварного шва, к восьмому входу (блока формирования изображения искр и выходу сигнала строчной синхронизации блока синхронизации, выход сигнала кадровой синхронизации которого подсоединен к пятым входам блоков формирования изображения сварного шва, выделения сигналов ошибки и к девятым входам блоков контроля формирования изображения искр, десятый вход которого подсоединен к выходу сигнала изображения шва блока формирования изображения шва, шестой вход которого подсоединен к шестому входу блока выделения сигналов ошибки и выходу сигнала первой опорной частоты блока синхронизации, а седьмой вход - к выходу сигналов дискретизация блока синхронизации, выход сигнала второй опорной частоты которого подсоединен к второму входу блока формирования изображения искр, а вход электроакустического преобразователя подключен к выходу сигнала звукового сопровождения блока контроля, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьпле- ния эффективности тренажа и расширения функциональных возможностей.

он содержит п постов сварщика, блок перемещений сварочной ванны, задатчик условий, дисплейный модуль, коммутатор, магнитофон и блок сопряжения, аналоговые вход и выход которого подсоединены к линейному выходу и входу магнитофона, а вход сигналов опорной частоты - к выходу сигналов третьей опорной частоты блока синхронизации и первому входу задатчика условий, синхронизирующий,идентифицирующий и цифровой информационные выходы которого подсоединены к соответствующим одноименным входам блока сопряжё-15 блок имитации объекта тренажера, блок

ния, синхронизирующий, идентифицирующий, цифровой информационный выходы и выход сигнала готовности которого подсоединены соответственно к второму - пятому входам задатчика условий, шестой и седьмой входы которого подсоединены соответственно к выходу сигнала длины дуги блока выделения сигналов ошибки и выходу сигнала

ла изображения блока формирования изображения искр, выходу дисплейного модуля и входу блока имитации объекта тренажа, восьмой и девятый входы заэнтальпии сварочной ванны блока моде- 25 входу блока моделирования теплового лирования теплового баланса, а выход баланса и второму входу блока управ- сигналов управления коммутатором - к ления, выход сигнала управления двиг первому входу коммутатора, второй и гателем которого подсоединен к перво- третий входы и выход которого подсое- му входу имитатора ручного инструмен- динены соответственно к выходу сигна- 30 та, второй вход которого подсоеди- .

иен к выходу сигнала излучения блог ка смесителей, с первого по четвертый входы которого соединены соответственно с выходами сигналов изображедатчика условий подсоединены к перво- ния с первого по четвертый кругов му и второму выходам блока перемеще- блока изображения сварочной ванны,

выход сигнала изображения первого круга которого подсоединен к первому входу блока формирования изображения 40 сварного шва, второй вход которого подсоединен к третьему входу блока управления и выходу сигнала светопе- ра блока выделения сигналов ошибки, второй вход которого соединен с вто- 45 рым входом блока моделирования теплового баланса сварки и выходом сигнала нарушения нормального режима сварния сварочной ванны, первый вход которого подсоединен к выходу сигналов перемещения блока генераторов, второй вход - к выходу сигнала центра ванны блока изображения сварочной ванны, третий вход - к выходу сигналов рассогласования блока выделения сигналов ошибки, третий и четвертый выходы, блока перемещения сварочной ванны подсоединены к одноименным входам блока изображения сварочной ванны, а четвертый вход - к выходу сигналов дискретизации блока синхронизации и к первому входу дисплейного модуля, второй, третий и четвертый входы которого подсоединены соответственно к полюсам сигналов адресации, информации, управления задатчика условий

ки блока управления, четвертый вход которого соединен с пятым входом бло- 50 ка смесителей и выходом сигнала энтальпии сварочной ванны блока моделирования теплового баланса, третий вход которого подсоединен к выходу сигнала скорости блока выделения сиги к одноименным полюсам постов свар- gg налов ошибки, третий вход которого

щика, с первого по пятый входы которых подсоединены соответственно к выходам сигналов кадровой, строчной синхронизации, первой и второй опор

ных частот и дискретизации блока синхронизации, а выходы постов свар1цика соединены между собой и подключены к четвертому входу коммутатора.

2, Тренажер по п. I, о т л и. - . чающийся тем, что пост сварщика содержит блок формирования изображения сварного шва, блок выделения сигналов ошибки, блок моделирования теплового баланса, электроакустический преобразователь, блок положения сварочной ванны , блок изображения сварочной ванны и длины дуги.

управления, дисплейный модуль, мультиплексор, блок перемещения мишени, блок смесителей и имитатор ручного инструмента, выходы сигналов угла на- клона и фотодатчика которого подсоединены соответственно к первым вхо- . дам блоков управления и выделения сигналов ошибки, выход сигнала длины дуги которого подсоединен к первому

ки блока управления, четвертый вход которого соединен с пятым входом бло- ка смесителей и выходом сигнала энтальпии сварочной ванны блока моделирования теплового баланса, третий вход которого подсоединен к выходу сигнала скорости блока выделения сигсоединеи с третьим входом блока формирования сварного шва и с выходом сигнала центра ванны блока формирования изображения сварочной ванны и

длины дуги, выходы сигналов положения микрорастра, разделки кромок и изображения .длины дуги которого подсоединены соответственно к шестому, седьмому и восьмому входам блока смесителей, девятьй вход которого подг соединен к выходу сигнала энтальпии мишени блока управления, пятый вход которого подсоединен к десятому входу блока смесителей,и выходу сигнала изображения мишени блока формирования изображения мишени, первый и второй выходы которого подсоединены к одноименным выходам блока перемеще- ния мишени, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления , выход сигналов нарушения длины дуги которого соединен с первым входом блока изображения сварочной ванны и длины дуги, второй и .третий входы которого подсоединены соответственно к первому и второму выходам блока положения сварочной ванны, первый вход которого подсоединен к выходу сигналов рассогласования блока выделения сигналов ошибки, выход сигнала изображения шва блока формирования Изображения сварного шва под- соединен к одиннадцатому входу блока смесителей, выход сигнала изображения которого подсоединен к первому входу мультиплексора, первый выход, второй и третий вход которого подсоеди- нены соответственно к входу блока имитации объекта тренажа, к третьему выходу блока управления и к выходу дисплейного блока, первый и второй входы которого подсоединены к четвар-

тому и пятому выходам блока управления, выход сигнала звукового сопровождения которого подсоединен к входу электроакустического преобразователя, а шестой вход - к двенадцатому входу блока смесителей, к пятым входам блоков выделения сигналов ошибок и формирования изображения сварного шва5 к первому входу поста сварщика, второй вход которого подсоединен к четвертым входам блоков выделения сигналов ошибки формирования изображения сварного шва формирования изображения сварочной ванны и длины дуги к тринадцатому входу блока смесителей и к третьему входу блока формирования изображения мишени, третий вход поста сварщика соединен с шестыми входами блоков вьщеления сигналов ошибки информирования изображения сварного шва, четвертый вход поста сварщика соединен с пятым входом блока формирования изображения сварочной ванны и длины дуги, с четвертым входом блока формирования изображения мишени, а пятый вход - с седьмым входом блока формирования изображения сварного шва, с вторым входом блока положения сварочной ванны и с третьими входами блока перемещения мишени и дисплейного блока, полюса сигналов адресации, информации, управления поста сварщика соединены с одноименными полюсами блока управления, а выход поста сварщика соединен с вторым выходом мультиплексора, полюс информации поста сварщика подсоединен к четвертому входу дисплейного блока перемещения мишени.

6{g

i7ji)immm)

Фы. 3

cput.f

i

Щ

(1)

Lj

253(1)

/ //igWWEi M

.ХРГ

L LJ LJ

.

,tKfty

/r/

лРа йслка Kft

255

центр Егнны

/ /

,Pifff. .f

-пг тпллляпаг тгиглшшлплп. n.jijTjijiu-JTri/г/гги---11-г -Г .

4ГГ1 {. - .ш г/.а 7

J

23

да;

т

Q6

07

7

OS

as

M

M.

251 Ш

|ШГ

ж

f

«w

;ift ri

St s

Фиг. 10

4.1

I-.к

, Г

-// S

о у 00

Л «J

яЛуск

LJ

,Пуск

list,

кг

Л

/2J4

«.TI

4

J

J

.м Гр

295

25

n

я

a

Фие. 11

-ltf ЗзйГ

Х2

У/

VJ

X/

0us.i

2S

ш

IHIHiHI;:; iHlHIHI-; ,11Н1Ь-ЯН |;:;

НШН

rf

дад) I

у as

Vj ч

w./

;:; -; ;:;

/УАУУ С

41

wl

.«

ш

,-4

.df

Ш,

35

т

9«

/ ,

,

Ж1

pj

mh

„C/fe uS(Wiie

fr

408

JJ5

:.i

y :r

359

Ъ8

I

we

107

3ffS

,127(1)

т

ms, Imf

IZT&f

Ш

117(7)

т

ззт

т

.

lii ii±

tIL

3W

5Vy

Its

Фиг. IS

}W

345

Фие f9

m i2

.шл

т.

SS S7

/.

f/г

32

350

Счнкр.

119(9}

(г9(п

ПШ)

35Я Й.5 ТГШ

Кн1 I ..пуск ит

Г .серое 129(5)

sw

511

129(6}

129(7)

ММ.

т

129

ша

т. ш

127(91 127Ш

jmn/ itm/

Т

Фаг. го

Фиг. Z1

i15

-4 r

356д б

Ш(7}.

i27(9) )С

5А

f(iis.22

Фиг. 23

J7

п

Фиг.2

т

,KCi/

адму

;wr,

1В(2Г

д/.

./

тШ m(

1Й/, /С)

ItJ-ri-f/

... i6U(6

lAum

/t/T f g/

ЖЩТ ШЩ

Z58M

т

-II.

Л рГ

w r

m

/rgj

/% /«

«

.

- ,,Р09дел лу

Z6Q

(

r wjf

yg

gff/ ели

Arg/y

257 (M}

m(i)

jslsL

fd

т M

, алоб/). ig

т

186

.n

.uMt/ve/ft/f .

tfj

fSf

Фиг. 7

т

пни 1

ff07(i)

i Jr 4 i 4 4 i

227

.

ju // 4;

«3

$A

1

M

m(i)

2К

LJ L3

( к

225

i 4 14г

303 ()

t

Ш

i§ Si Si

gfc

N «M

с

Фае. 30

Фие.ЗГ