Устройство управления станом спиральношовной сварки труб Советский патент 1975 года по МПК B23K9/10 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СТАНОМ СПИРАЛЬНО-ШОВНОЙ СВАРКИ ТРУБ

Изобретение относится к сварке и может использоваться при производстве спиральношовных труб большого диаметра.

Известны устройства для телевизионного контроля различных технологических процессов, содержащие промышленную телевизионную установку, на фотокатод передаюшей трубки которой проектируется изображение кромок трубы и полосы в месте их схождения перед сваркой; измерительные сопротивления, включенные последовательно с кадровой (строчной) отклоняющей катушкой, усилитель кадрового (строчного) пилообразного напряжения; триггер, соединенный с выходом видеоусилителя и с выходом генератора кадровых (строчных) синхроимпульсов, схему совпадения, никовый детектор, схему управления формующим устройством (положением сварочной головки).

Однако использование известного устройства для управления станом путем измерения двух координат точки схождения кромок в направлении подачи полосы (координаты «г/) и оси трубы (координаты «л;), не позволяет обеспечить требуемую точность измерения.

Это обусловлено нелинейностью амплитудной характеристики усилителя пилообразного напряжения, нестабильностью коэффециента усиления этого усилителя, а также временной

и температурной нестабильностью запоминаюшего устройства (пикового детектора).

Выход из строя отдельных узлов, например, в канале измерения координаты «г/ может

привести к ложной информации о величине зазора между сравниваемыми кромками трубы и полосы в конечном итоге к браку изделия. Кроме того, известное устройство обладает

низкой помехоустойчивостью срабатывания триггеров каналов измерения по входу видеосигнала.

Это может привести к ложным срабатываниям триггеров схем измерения координат

точки схождения кромок от влиянп ряда помех, например освещенных частиц флюса, случайных рисок и царапин на полосе, полярность сигнала от которых соответствует полярности сигнала от вершины клинового зазора между кромками, что также ведет к браку изделия.

Цель изобретения - повысить точность и помехозащищенность измерения координат точки схождения кромок.

Это достигается тем, что выходы кадрового и строчного пиковых детекторов через резисторы соединены со входами соответствующих усилителей пилообразных напряжений. Выходы этих усилителей через формирователи и

ждущие мультивибраторы подключены к моДулятору кинескопа. Выход видеоусилителя соединен с одними из входов дополнительно введенных схем совпадения, другие входы которых соединены с выходами формирователей, а выходы дополнительных схем совпадеВИЯ подключены к входам триггеров.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принцип работы устройства.

На блок-схеме показаны кромки полосы 1 и трубы 2, проектируемые на фотокатод передающей трубки телевизионной камеры 3. Предлагаемое устройство включает видеоконтрольное устройство 4, кадровые 5 и строчные 6 отклоняюш,ие катушки, резисторы 7- 12, усилители кадрового 13 и строчного 14 пилообразных напряжений, формирователи 15 и 16, ждуш,ие мультивибраторы 17 и 18, схемы совпадения 19-22, триггеры 23 и 24, пиковые детекторы 25 и 26, схемы управления 27 формующим устройством и схемы управления 28 положением сварочной головки.

Кадровые отклоняющие катущки 5, резисторы 7, 9, 10, усилитель 13 кадрового пилообразного напряжения, формирователь 15, ждущий мультивибратор 17, схемы совпадения 19 и 21, триггер 23 и пиковый детектор 25 образуют канал измерения кадрового отклоняющего тока (канал измерения координаты

«У)

Аналогичные элементы устройства образуют и канал измерения строчного отклоняющего тока (канал измерения координаты «х). Схемы измерения кадрового и строчного отклоняющих токов идентичны. Триггер 23 подключен к выходу генератора кадровых синхроимпульсов, а триггер 24 - к генератору строчных синхроимпульсов.

Поскольку оба канала измерения работают аналогично, то описание работы устройства будет сделано на примере измерения кадрового отклоняющего тока.

На фиг. 2 показана спирально-щовная труба 29, образованная путем изгиба полосы с последующей сваркой кромок 1 и 2 в месте 30 установки электрода технологической сварочной головки. Кромка 1 предварительно сопрягается с кромкой 2 в месте 31. Область вблизи сопряжения кромок подсвечивают снизу так, чтобы на фотокатод передающей трубки проектировалось изображение клинового зазора, образованного этими кромками (чертеж 2 б). При этом ось передающей трубки располагают параллельно оси А полосы.

Следовательно, направление «у кадровой развертки будет параллельно кромке полосы 1, а направление «х строчной развертки нерпендикулярно к ней. Измеряя координаты «у и «;с места сопряжения кромок 31 (вершины клинового зазора) по току, судить по величине кадрового отклоняющего тока о сонряжении кромок (с зазором или превышением) и подавать корректирующее воздействие в схему 27 управления устройством их сопряжения. По величине строчного отклоняющего тока можно судить о смещении места сопряжения кромок вдоль оси трубы и подавать корректирующее воздействие в схему 28 управления сварочной головкой. При этом, если место 31 в процессе формовки перемещается ближе к месту сварки 30, то это характеризует увеличение зазора, если же место 31 перемещается в сторону, противоположную от места сварки 30, то это характеризует плотное сжатие кромок и нахлестку.

Схема измерения кадрового отклоняющего тока работает следующим образом.

Наирял ение, снимаемое с резистора 9, включенного последовательно с кадровыми отклоняющими катушками 5, подается через резистор 7 на вход усилителя 8 кадрового пилообразного напряжения. На этот же вход подается через резистор 10 выходное напряжение пикового детектора 25.

Усилитель 13 имеет больщой коэффициент усиления и работает с ограничением. Он выполнен с четным числом каскадов и не инвертирует входной сигнал. Если видеосигнала нет, схема совпадения 19 заперта и ее выходное напряжение равно нулю. Выходное напряжение пикового детектора 25 в этом случае равно напряжению опорного источника. Величину напряжения опорного источника выбирают так, что пилообразное напряжение, снимаемое с резистора 9 па входе усилителя 13, смещается почти полиостью вверх.

При появлении видеосигнала, т. е. в момент, когда развертывающий луч, подчеркивая строки растра сверху вниз, достигает вершины клина (координата «у), если схема совпадения 21 открыта, запускается триггер 23 и открывает схему совпадения 19. При этом нанряж.ение на выходе пикового детектора 25 начнет изменяться, смещая напряжение на входе усилителя 13. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока напряжепие на входе усилителя 13 в момент возникновения видеосигнала не будет проходить через нуль. При этом напряжение на выходе пикового детектора будет пропорционально напряжению, снимаемому с сопротивления в тот момент, когда развертывающий луч достигнет вершины изображения кромок 1 и 2. Таким образом, по показанию вольтметра можно судить о координате «у точки схождения кромок, а напряжение, пропорциональное этой координате, подавать в схему 27 управления формующим устройством.

Для того, чтобы повысить помехоустойчивость измерения координаты «у, схема совпадения 21 открывается незадолго до ноявления видеосигнала. Это обеспечивается тем, что на выходе усилителя 13 включается формирователь 15, который срабатывает при прохождении выходного напряжения усилителя 13 через уровень несколько больший, чем напрян ение, при котором запирается схема совпадения 19.

Таким образом, формирователь вырабатывает импульс, который открывает схему совпадения 21 только вблизи вершины клинового зазора. Благодаря этому, случайные сигналы и шумы, возникаюш,ие в нерабочем промежутке времени, не вызывают срабатывания триггера 23.

При изменении положения места схождения кромок трубы и нолосы изменится положение видеосигнала, нри этом будет изменяться и выходное напряжение пикового детектора, изменяя и момент срабатывания формирователя, и передний фронт импульса формирователя всегда будет несколько опережать появление видеосигнала, т. е. строб будет «следить за видеосигналом.

Для контроля за правильной работой устройства имнульс формирователя 15 используется также для получения яркостной отметки. Для этого передним фронтом импульса формирователя 15 запускается ждуший мультивибратор 17, который вырабатывает импульс подсвета длительностью в одну строку. Этот импульс через выходной каскад подается на модулятор кинескопа и образует светлую горизонтальную полосу, которая при нормальной работе канала всегда совпадает с вершиной клина независимо от ее полол ения на растре.

При измерении координаты «х ждуший мультивибратор 18 вырабатывает импульс длительностью в один элемент разложения и через выходной каскад также подается на модулятор кинескопа, образуя на экране ВКУ вертикальную полосу, которая при нормальной работе совпадает с кромкой полосы.

Предмет изобретения

, т г-ЧТ

щН I i

Trttir

гН

г--гт;

i Фиг