Устройство слежения за стыком Советский патент 1988 года по МПК B23K9/10 

01 00 00

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано в системах автоматического ведения сварочной головки по стыку.

Цель изобретения - расширение функ- циональных возможностей.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема распределителя импульсов; на фиг. 3 - схема блока задержки.

Устройство содеряси г.. ледовательно соединенные датчик 1 ык; и. формирователь 2 импульсов, привод 3 попеоечного пере- , блок 4 задержки, регистры 5 и 6, блоки 7 и 8 сравнения, мажоритарный элемент 9, первый и второй входы которого со- единены соответственно с выходами блоков 7 и 8 сравнения, а выход подключен к входу блока 4 задержки, распределитель 10 импульсов, вход которого подключен к выходу формирователя 2 импульсов, а выход - к входа:, управления записью регистров 5 и 6. Датчик 11 положения, вход которого связан с выходом первого привода 3 поперечного (ереме цения, а выход - с информационными входами регистров 5 и б и с первыми входами блоков 7 и 8 сравнения, вторые входы которых подключены к выходам регистров 5 и &. Первый выход блока 4 задержки связан с первым входом привода 3 поперечного перемещения с вторым управляющим входом распределителя импульсов и с третьим . ;i(iM 1«ажоритарного элемента 9. Второй R;U- ход блока 4 3. ржки связан с вторым входов; привода о переднего поперечного перемещения.

Распределитель 10 импульсов содержит элемент НЕ 2, элемент И 13, соединенный первым и вторым входами соответственно с выходом формирователя 2 импульсов и с первым выходом блока 4 задержки, элемент И 14, подключенный первым входом через элемент НЕ 12 к первому выходу блока 4 задержки и вторым входом к выходу формирователя 2 импульсов. Выходы эле- ментов И 13 и 14 подключены соответственно к входам управления записью регистров 5 к 6.

Блок 4 задержки содержит D-триггер 15, э.чемент ИЛИ 16, элементы ИЛИ 16 и 7, удвоитель 18 частоты, / 5-триггерь 19 и 20. Удвоитель 18 частоты и второй элемент ИЛИ 16, соединены последовательно, выход элемента ИЛИ 16 подключен к С-входу D- триггера 15, D-вход которого и вход удвоителя 18 частоты соединены с выходом ма- жоритарного элемента 9. Выход первого / 5-триггера 19 связан с вторым вхоцом привода 3 поперечного перемещения, а выход второго / 5-триггера 20 соединен с вторым входом 5vroporo элемента ИЛИ 6. Выход первого элемента ИЛИ 17 подключен к S- входу BToroij / 5-триггера 20. S-вход первого триггера 19 и / -вход второго триггера 20 связаны с первым ключом 21 «Пуск.

Первый вход первого элемента ИЛИ 17 и S-БХОД D-триггера 15 соединены с вторым ключом 22 «Влево. Второй вход первого элемента ИЛИ 17 и / -вход D-триггера 15 подключены к третьему ключу 23 «Вправо. Третий вход первого элемента ИЛИ 17 и вход первого / 5-триггера 19 связаны с четвертым ключом 24 «Стоп. В качестве датчика 1 стыка используется датчик, формирующий сигнал спада импульса при «наезде датчика на внешнюю кромку стыка.

Формирователь 2 импульсов выполнен в виде одновибратора, формирующего по. спаду сигнала датчика 1 стыка одиночный импульс длительностью, достаточной для записи в регистры 5 и 6 информации с датчика 11 положения.

Привод 3 поперечного перемещения шаговый реверсивный с входом управления С,1 и с входом пуска останова генератора импульсов, управляющего щаговым двигателем.

Блок 4 задержки по первому выходу осуществляет управление реверсом привода 3, а по второму выходу (с пульта управления) - управление пуском или остановом двигателя привода 3. Блок 4 задержки выполнен в виде элемента задержки фронта и спада на основе D-триггера.

Регистры 5 и 6 п-разрядные работают в режиме постоянного считывания, запись информации в регистры 5 и 6 производится при наличии единичного сигнала иа входах управления.

Блоки 7 и 8 сравнения имеют по одному выходу «Больше, т. е. при превыщеник кода текущего положения, поступающего с датчика 11 положения, значения регистров на выходе блоков 7 и 8 сравнения формируется сигнал единицы.

На выходе мажоритарного элемента формируется сигнал логической единицы при наличии логической единицы на двух или трех его входах.

Распределитель 10 импульсов распределяет импульсы с формирователя 2 на входы управления записью регистров 5 или 6 в зависимости от значения выходного сигнала блока 4 задержки, определяющего направление перемещения датчика 1 стыка.

Датчик 11 положения кодовый. При использовании Б качестве привода 3 отклоняющей системы, например, при электроннолучевой, лазерной или дуговой сварке в качестве датчика 11 положения используется датчик тока отклоняющей катушки с аналого- цифровым преобразователем. Для шагового привода датчик 11 положения выполнен в виде реверсивного счетчика импульсов. Удвоитель 18 частоты выполнен в виде одно- вибратора.

Уст -ойство работает следующим образо.м.

Перед сваркой в регистры 5 и 6 устанавливают исходные значения, соответствующие положению кромок стыка. При включеНИИ питания 5-триггер 19 устанавливается в нулевое состояние, / 5-триггер 20 - в единичное состояние (схема установки не показана). На втором входе привода 3 поперечного перемещения присутствует нулевой сигнал и датчик 1 стыка не перемещается. При замыкании первого ключа 21 / 5-триг- гер 19 устанавливается в единичное состояние, разрещая включение привода 3 (разрешая прохождение импульсов с генератора на шаговый двигатель) и перемещение датчика 1 поперек стыка.

Кроме того, при нажатии первого ключа 21 «Пуск / 5-триггер 20 переходит из единичного в нулевое состояние и при этом D-триггер 15 ориентируется по сигналу с выхода мажоритарного элемента 9, поступающего на D-вход триггера 15, после чего привод 3 поперечного перемещения начинает перемещать датчик I по направлению к стыку. Правильное ориентирование )-тригге- рг: 15 обеспечивается сравнением кода текущего положения, поступающего с датчика 11 положения, с кодами, записанными в регистрах 5 и 6.

Сравнение осуществляется в блоках 7 и 8 сравнения. Выходные сигналы Л,, В, блоков 7 и 8 сравнения определяют направление пере.мещения датчика 1 (с задержкой по времени в блоке 4 задержки).

После пересечения датчиком 1 стыка первой кромки стыка (пои значении кода положения, соответствующего приблизительно значению, записанному, например, в регистре 5) датчик 1 продолжает свое движение в том же направлении к второй кромке, в момент превышения кода текущего положения кода, записанного в регистре б, сигнал на выходе мажоритарного элемента изменяется (с «О на «1 либо с «I на «О) и удвоитель 18 частоты формирует импульс, по заднему фронту которого информация с выхода мажоритарного элемента 9 записывается в /)-триггер 15, при этом через время задержки, определяемое длительностью импульса удвоителя 18 частоты, происходит реверс движения датчика 1 поперек стыка, после чего цикл движения повторяется.

При пересечении датчика 1 стыка кромок

10

15

20

25

30

35

40

настроечных операциях) осуществляется кратковременное нажатие на соответствующие ключи 22-24.

При нажатии ключа 24 «Стоп 5-триг- гер 19 устанавливается в нулевое состояние, включающее привод 3 поперечного перемещения. При нажатии ключа 23 (22) «Вправо («Влево) / -триггер 15 устанавл ивается в нулевое (единичное) состояние, определяя направление перемещения датчика 1 приводом 3 вправо (влево).

При нажатии ключей «Стоп 24, «Вправо ,23, «Влево 22 через элемент ИЛИ 17 проходит единичный сигнал с общей шины и / 5-триггер 20 устанавливается в единичное состояние, переводя элемент ИЛИ 16 в единичное состояние на выходе для последующего формирования спада при нажатии кнопки «Пуск.

Устройство позволяет автоматически выводить датчик 1 на стык по заданным начальным координатам кромок стыка, кроме того, при наличии сильных помех и потере импульса с формирователя 2 датчик 11 не теряет стык, так как предыдущие координаты кромок фиксируются в регистрах. Устройство целесообразно использовать при сварке прерывистых швов, когда сигнал с формирователя 2 импульсов принудительно прерывается. Предлагаемое устройство может быть использовано в сварочных работа.х как устройство сканирования датчика стыка и (или) сварочной головки, при этом расширяются функциональные возможности работы или программной установки.

Формула изобретения

1. Устройство слежения за стыком, содержащее датчик стыка, подключенный к формирователю импульсов, привод поперечного перемещения и блок задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит распределитель импульсов, датчик положения, два регистра, два блока сравнения и мажоритарный элемент, при этом первый вход распределителя импульсов связан с выходом формирователя

первоначально записанные в регистрах 5 и 6 5 импульсов, второй вход связан с первым

коды положения кромок корректируются по сигналу разрешения записи, формируемого формирователем 2 и поступающего попеременно в зависимости от направления движения датчика 1 положения на управляющие входы разрешения записи регистров 5 и 6. Распределение импульсов с формирователя 2 осуществляется распределите- лем 10. Таким образом, код положения левой кромки записывается в регистр 5 при движении датчика влево, а код положения правой кромки записывается в регистр б при движении датчика вправо.

При необходимости перемещения датчика вправо или влево, или его остановке (при

50

55

выходом блока задержки, первыми входами мажоритарного элемента и привода поперечного перемещения, два выхода распределителя импульсов связаны соответственно с управляющими входами первого и второго регистров, выход датчика положения связан с входами обоих регистров и блоков сравнения, выходы регистров связаны с вторыми входами блоков сравнения, выходы которых связаны соотчетственно с вторым и третьим входами мажоритарного элемента, выход мажоритарного элемента связан с входом блока задержки, второй выход которого связан с вторым входом привода поперечного перемещения.

0

5

0

5

0

5

0

настроечных операциях) осуществляется кратковременное нажатие на соответствующие ключи 22-24.

При нажатии ключа 24 «Стоп 5-триг- гер 19 устанавливается в нулевое состояние, включающее привод 3 поперечного перемещения. При нажатии ключа 23 (22) «Вправо («Влево) / -триггер 15 устанавл ивается в нулевое (единичное) состояние, определяя направление перемещения датчика 1 приводом 3 вправо (влево).

При нажатии ключей «Стоп 24, «Вправо ,23, «Влево 22 через элемент ИЛИ 17 проходит единичный сигнал с общей шины и / 5-триггер 20 устанавливается в единичное состояние, переводя элемент ИЛИ 16 в единичное состояние на выходе для последующего формирования спада при нажатии кнопки «Пуск.

Устройство позволяет автоматически выводить датчик 1 на стык по заданным начальным координатам кромок стыка, кроме того, при наличии сильных помех и потере импульса с формирователя 2 датчик 11 не теряет стык, так как предыдущие координаты кромок фиксируются в регистрах. Устройство целесообразно использовать при сварке прерывистых швов, когда сигнал с формирователя 2 импульсов принудительно прерывается. Предлагаемое устройство может быть использовано в сварочных работа.х как устройство сканирования датчика стыка и (или) сварочной головки, при этом расширяются функциональные возможности работы или программной установки.

Формула изобретения

1. Устройство слежения за стыком, содержащее датчик стыка, подключенный к формирователю импульсов, привод поперечного перемещения и блок задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит распределитель импульсов, датчик положения, два регистра, два блока сравнения и мажоритарный элемент, при этом первый вход распределителя импульсов связан с выходом формирователя

5 импульсов, второй вход связан с первым

импульсов, второй вход связан с первым

выходом блока задержки, первыми входами мажоритарного элемента и привода поперечного перемещения, два выхода распределителя импульсов связаны соответственно с управляющими входами первого и второго регистров, выход датчика положения связан с входами обоих регистров и блоков сравнения, выходы регистров связаны с вторыми входами блоков сравнения, выходы которых связаны соотчетственно с вторым и третьим входами мажоритарного элемента, выход мажоритарного элемента связан с входом блока задержки, второй выход которого связан с вторым входом привода поперечного перемещения.

2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что распределитель импульсов содержит два элемента И и элемент НЕ, при этом первый вход pacпpeдeлиteля импульсов связан с первыми входами элементов И, второй вход связан с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, выходами распределителя импульсов являются выходы элементов И.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок задержки содержит два / S-триггера, D-триггер, два элемента ИЛИ, удвоитель частоты и четыре ключа, при этом первый ключ связан с S-ходом первого / 5-триггера н / -входом второго / 5-триггера, второй

ключ связан с 5-входом D-триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, третий ключ связан с / -входом D-триггера и вторым входом первого элемента ИЛИ, четвертый ключ связан с / -входом первого 5-триггера и третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого связан с S-входом второго триггера, выход второго триггера связан с первым входом второго элемента ИЛИ, вход блока задержки связан с D-входом. D-триггера и через удвоитель частоты с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого связан с 5-входом D-триггера, выходами блока задержки являются выход первого / 5-триггера и выход D-триггера.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к автоматизации сварочных процессов, и может быть использовано для слежения за стыком. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит датчик стыка с формирователем и распределителем импульсов, датчик положения, связанный с двумя регистрами и блоками сравнения. Логика работы устройства, обеспечиваемая мажоритарным элементом и блоком задержки, позволяет автоматически выводить сварочную головку на стык по заданным начальным координатам кромок стыка. При наличии помех и отсутствии сигнала с датчика стыка устройство не теряет стык, поскольку предыдущие координаты кромок фиксируются в регистрах, в связи с чем устройство может использоваться при сзарке швов с прихватами. 2 3. п. ф-лы, 3 ил.

/V

:|

/J

-

-

г/.

И

фиг. 2

J

i

/

±

C

/

/

xW

((

vr

/

00

/

X W

Nb

i i

I

SJ

S

CM

CM