Устройство для автоматического ведения электрода по стыку Советский патент 1989 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при авто- матиза1|ии производства прямошовных и спиральношовных труб и для изготовления других сварных изделий.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей устройства позволяющих следить за стыком при наклон- НОИ установке телевизионной камеры относительно поверхности свариваемых деталей

На чертеже представлена функциональ- ная схема устройства.

Устройство содержит телевизионную камеру 1, на фотокатод передающей трубки которой проецируется изображение свариваемых кромок 2 и 3, измерительный резистор 4, строчные отклоняющие катущки 5, усилитель 6 постоянного тока, формирователь 7 импульсов, ждущие мультивибраторы 8 и 9, временные селекторы 10 и II, дифференциальный детектор 12, управляемый генератор 13 пилообразного напряжения, дополнительный усилитель 14 постоянного тока, дифференциальный усилитель 15 и блок 16 управления свароч ной головкой.

Телевизионная камера I включает.в себя блоки строчной и кадровой разверток

Телевизионная камера I жестко сос.ц: нена со сварочной головкой и перемешает ся вместе с ней с помощью блока 16 управ ления сварочной головкой. Последоиатс. но со строчными отклоняющими катушками 5 телевизионной камеры I включен li

.4

С 05 00 00 00

мерительный резистор 4, который соединен с одним из входов усилителя 6 постоянного тока. Другой вход усилителя 6 соединен с выходом дифференциального усилителя 15. Выход усилителя 6 подключен к входу формирователя 7 импульсов. К выходу формирователя 7 импульсов подключены два последовательно соединенных ждущих мультивибратора 8 и 9. Выход мультивибратора 8 соединен с управляющим входом временного селектора 10, а выход муль- тивибратора 9 -. с управляющим входом временного селектора 11. Вторые входы временных селекторов 10 и 1 1 объединены и подключены к выходу телевизионной камеры 1. Выходы временных селекторов 10 и 11 подключены к входам дифференциального детектора 12, а выход детектора соединен с входами усилителя 14 постоянного тока, блока 16 управления .сварочной головкой и одним из входов дифференциального усилителя 15. Выход усилите- ля 14 постоянного тока подключен к управляющему входу генератора 13 пилообразного напряжения, а вход синхронизации генератора 13 пилообразного напряжения соединен с выходом генератора кадровых синхроимпульсов телевизионной камеры 1. Выход генератора 13 подключен к второму входу дифференциального усилителя 15. Формирователь 7 импульсов служит для генерирования импульсов напряжения при прохождении выходного напряжения усили- теля 6 постоянного тока через нуль. Мультивибраторы 8 и 9 вырабатывают селектирующие импульсы. Временные селекторы 10 и 11 выделяют те части видеосигнала, поступающего на них с выхода телевизионной камеры I, которые совпадают по време- ни с соответствующими селектирующими импульсами.

Дифференциальный детектор 12 сравнивает площади частей видеосигнала, выделенных первым и вторым временными селекторами 10 и 11, и вырабатывает на своем выходе напряжение, пропорциональное разности площадей этих частей. Управляемый генератор 13 пилообразного напряжения формирует пилообразное напряжение, крутизна которого автоматически из- меняется в зависимости от величины и знака напряжения на его управляющем входе. На вход синхронизации генератора 13 пилообразного напряжения подаются кадровые синхроимпульсы блока кадровой развертки телевизионной камеры 1, благодаря чему вырабатываемое им пилообразное напряжение синхронизировано с кадровой разверткой телевизионной камеры 1.

Устройство работает следующим образом. Напряжение, пропорциональное откло- няющему току строчной развертки, снимаемое с резистора 4, подается на один из входов дифференциального усилителя 6

постоянного тока. На другой вход этого усилителя подается напряжение с выхода дифференциального усилителя 15. Формирователь 7 импульсов вырабатывает импульс напряжения в тот момент, когда напряжение, снимаемое с резистора 4, достигнет величины опорного напряжения. Импульсы формирователя 7 импульсов запускают ждущие мультивибраторы 8 и 9, которые вырабатывают короткие селектирующие импульсы. Эти импульсы подаются на управляющие входы первого и второго временных селекторов 10 и 11. На вторые входы временных селекторов 10 и 11 подается видеосигнал. Временные селекторы 10 и 11 делят видеосигнал на две части, а дифференциальный детектор 12, на входы которого они поступают, сравнивают суммы площадей каждой из частей видеосигнала от стыка по всему кадру и вырабатывает на выходе напряжение, которое подается на входы усилителя 14 постоянного тока, дифференциального усилителя 15 и блока 16 управления сварочной головкой.

Если изображение стыка совпадает с центром фотокатода, оно представляет собой вертикальную линию. Поскольку напряжение на выходе дифференциального детектора пропорционально отклонению изображения стыка от центра фотокатода, то оно равно нулю. Поэтому равно нулю напряжение на выходе генератора 13 пилообразного напряжения и на выходе дифференциального усилителя 15. При этом моменты срабатывания формирователя 7 и ждущих мультивибраторов 8 и 9 остаются постоянными для всех строк кадра, а изображения селектирующих импульсов представляют собой вертикально расположенные прямоугольники.

При смещении изображения стыка влево относительно центра фотокатода оно оказывается повернутым вправо. Напряжение на выходе дифференциального детектора 12 пропорционально величине смещения изображения стыка относительно центра фотокатода и отрицательно. Это напряжение усиливается усилителем 14 постоянного тока и подается на управляющий вход генератора 13 пилообразного напряжения. Поскольку напряжение на управляющем входе генератора 13 пилообразного напряжения отрицательно, напряжение на выходе генератора 13 пилообразного напряжения имеет вид линейного падающего напряжения, синхронизированного по частоте и фазе с кадровыми синхроимпульсами. Амплитуда пилообразного напряжения пропорциональна напряжению на выходе усилителя 14 постоянного тока, а следовательно, и напряжению дифференциального детектора 12. Напряжение на выходе дифференциального усилителя 15 представляет разность напряжений дифференциального детектора 12 и выходного напряжения генератора 13 пилообразного напряжения. Поскольку напряжение, поступающее с дифференциального усилителя 15 на второй вход усилителя 6 постоянного тока, в течение кадра изменяется по линейному закону, то и момент прохождения выходного напряжения усилителя 6 через нуль для разных строк кадра изменяется. Поэтому изменяются и моменты срабатывания формирователя 7 импульсов и ждущих мультивибраторов 8 и 9, а следовательно, и временное положение селектирующих импульсов.

Вследствие изменения временного положения селектирующих импульсов для различных строк кадра их условное изображение оказывается повернутым в ту же сторону, что и изображение стыка. Равенство углов поворота изображения селектирующих импульсов и изображения стыка достигается соответствующим выборов коэффициента усиления усилителя 14 постоянного тока.

При смещении стыка вправо относительно центра фотокатода телевизионной трубки изображения стыка и селектирующих импульсов синхронно повернутся влево. При этом изображение селектирующих импульсов остается параллельным изображению стыка, а селектирующие импульсы делят видеосигнал стыка на две равные части на каждой строке кадра, благодаря чему осуществляется устойчивое слежение за стыком.

Устройство обеспечивает высокую стабильность слежения за стыком в процессе сварки при наклонной установке телевизионной камеры относительно поверхности свариваемых деталей.

Формула изобретения

Устройство для автоматического ведения электрода по стыку, содержащее телевизионную камеру, включающую блоки строчной и кадровой разверток, измерительный разистор, подключенный через строчные отклоняющие катущки к блоку строчной развертки и соединенный с первым входом усилителя постоянного тока, выход которого подключен к последовательно включенным формирователю импульсов и двум ждущим мультивибраторам, выходы ждущих мультивибраторов подключены через два временных селектора к двум входам дифференциального детектора, выход которого подключен к входу управления сварочной головкой, выход телевизионной камеры связан с вторыми входами временных селекторов, отличающееся тем, что с целью расширения функциональ- 0 ных возможностей устройства, оно снабжено дополнительным усилителем постоянного тока, управляемым генератором пилообразного напряжения и дифференциальным усилителем, при этом вход дополнительна- го усилителя постоянного тока и первый вход дифференциального усилителя связаны с выходом дифференциального детектора, выход дополнительного усилителя постоянного тока связан с управляющим входом управляемого генератора пилообраз- 0 ного напряжения, вы.ход которого связан с вторым входом дифференциального усилителя, выход дифференциального усилителя связан с вторым входом усилителя постоянного тока, причем вход синхронизации управляемого генератора пилообразного на- 5 пряжения подключен к выходу блока кадровой развертки телевизионной камеры.

Изобретение относится к области машиностроения, и может быть использовано при автоматизации производства пря- мошовных и спиралеобразных труб. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. В устройство введен ы усилитель постоянного тока, управляемый генератор пилообразного напряжения и дефференциальный усилитель. Устройство обеспечивает слежение за стыком при наклонном расположении телекамеры по отношению к свариваемым изделиям. Это достигается благодаря введению схемы, которая автоматически изменяет временное положение селектирующих импульсов для различных строк кадра таким образом, что компенсируется изменение временного положения видеосигнала от стыка для различных строк, вызванное изменением ориентации изображения стыка при изменении его положения относительно центра фотокатода. Равенство углов поворота изображения селектирующих импульсов обеспечивается выбором коэффициента усиления дополнительного усилителя, связанного с входом управляемого генератора селектируюп1и.х импульсов. 1 ил. S (Л