Устройство для программного управления электроннолучевой установкой Советский патент 1979 года по МПК G05B19/04 

Изобретение относитея к области автоматизации производственных процессов, а именно электронно-лучевой сварочной техникой и может быть использовано цри создании сварочных станков-автоматов, на пример, для изготовления теплообмснных аппаратов. Известны устройства для управления : электронно-лучевой сваркой при H.sroTOBie.нии топлообменных аппаратов. В этом устройстве используется блок программного управления, который включает аппаратуру по выводу сварочной электронной пушки ,на позицию сварки, перемещению пучка электронов ло кольцевой траектории, установке 1параметров сварочного пучка, блок визуализации совмещения пучка электронов со стыком сварного соединения. Блок визуализации совмеодения пучка электронов со стыком включает в себя электронную пушку, коллектор вторичных электронов, меладу которыми установлена отклоняющая электромагнитная система, вход которой подк,лючен через б-лок суммирования к генератору локальной развертки и к блоку .программного управления, к которым та.кже через второй блок суммирования подключена отклоняющая электромоделимагнитная система индикатора. рующему входу которого через формирователь подключен ко; лсктор вторичных электронов 1. По экрану осциллографа оператор-сварщик совмещает кольневую развертку пучка индикатора с контуром, определяемым яркостными сигналами по импульсам с формирователя коллектора вторичных электронов. При таком управлении процессом электронно-лучевой сварки необходим оиератор-сварихик и возникают как субъективные иогрещмости, так и ногрещности, связанные с тем, что условия формирования траектории движе)и1я пучка электронов сварочной пушки и индикатора различны. Наиболее близким техническим рещением к данному изобретению является устройство для программного управления электронно-лучевой установкой, содержащее индикаторы, блок коррекции, подключенный через блок управления и ввода программы к отклоияющей электромагнитной системе электронно-лучевой установки, установ.ченнои между электронной пушкой и коллектором вторпчных электронов электронно-лучевой установки, и блок уцравлепия режимами, соединенный с электронной нушкой электронно-лучевой установки, подключенный к блок управления и ввода программы 2.

Недостатком да.1 101ч; vcTpoГкч-ва является низкое бь;стр;)дейс Biio.

Цель изобретения iiojibiTiJciiiie быстродействия устройства -- достлтается тем, что в устройство введены триггер, регисгр сдвнга, логический б,лок, делитель частотв;, фильтрв, уси тителИ и сннхротсиератор, выход которого через регистр сд-вита соединен с нервы ми входами олока коррекдии и через делитель частоты - со вторыми входами б;1ока коррекнки и со входами фильтров, выходы которых через усилители тюдключены к отк.тоняюгцей э.тектромагнитной системе электронно-лучевой установки, одни из выходов блока унравлеиия и ввода нротраммы через логический блок тюдсоедииены к третьим входам блока коррекции, выходы которого иодк:1ючены к инднкаторам и через блок управления ре жимамн - кО входам сидхрогенератора и блола } .ения и ввода Т1рограммы, а ко.ч.чектор вторичных электронов злектроиио--лучевой установки через формирователь сигналов соединен с первым входом триггера, второй вход и выход liOTOporo нодк.. ючеиы к одному из выходов и входов регистра сдвига соответственно.

На чертеже нредставлена функниомальиая схема устройства для уитравде шя электронно-лучевой установкой, нанример, нри изготовленнн тонлообменных аппаратов.

Устройство содержит з.тектрониую иуи ку 1, электронно-лучевую установку 2, коллектор вторичных электронов 3 хстановки 2, между которыми устаиозлеиа отклои ющая электроматннтиая спстсма -1 установки 2, еинхротенератор 5, блок 6 деления, триггеры 7, 8, 9, фи.пьтры 10, 11, усилите.ин 12, 13, регистр сдвига 14, „югичсские генераторы 15, 16, блок коррекнии 17, индикаторы 18, 19, блок унравлеиия режимами 20, согласуюи,иеся блоки 21, 22, формирователь 23 сигналов, свариваемое изделие 24 и блок упранлеиия и ввода ирограммы 25, нрнчем, блок 6 и триггеры 7 и 8 образуют делитель чаетоты 26, а генераторы 15 и 16 - логический блок 27.

ycTpoiiCTBO работает следучоищк образом.

Носле включения устройства, блок 25 вызывает иеремеидение нуиткн 1 на нозицию сварки изделия 24 и определяет т|)аекторию движения маломощното иучка электронов, которая оиреде.тяется чертежом стыка, иа-нрнмср, окружностью. При этом в систему 4 ностуиают от б.тока 25 гармоничеекие ситналы AxSiuKit, А cos (at, где: АХ, А,, - амшлиттда сигналов развертки по Координатам х, у.

С блока 25 на вход синхрогенератора 5 иоступает уиравляющт сигнал н иа его выходе иояв.тяется им1пульсиый ноток частотой 2 Afcio который делится блоком 6 в ;V раз и нрямая и инверсная нос ледов ательиости ностунаю1 на трнггеры 7, 8, ocvдествлякиине се де. ччгне еи1е в 2 раза. Нодключенне тригго И)в к прямому н ииверснолп ВЫХОД} б;и;ла 6 приводит к том Ч1О нрямоугсхтьные ((а;|дровые) .;ь; с выходов триггеров сдвППты относительно дру1а на чепзерть нериода.

С фильтров 10, 11, нодключенных к выходам соответствучоишх триггеров 7, 8, снимаются снтналы, которые используются с номощыо усилителей 12, 13 для ;10калыюй развертки маломониюго иучка электрон(}в ноиерек кольцевого стыка /Ах ь1п mat; А,/ cos ntat; тде; /4., Л.,,, -- амплитуда сигналов локальной развертки но Koop/uniaтам X, у; п. -- коэффиниеит кратности частот унравления; ггсо - ii2nj -,-, /ск -- частога .токальной развертки. Выход 10, И через усил1ггеоТИ 12, 13 нодклю-1ается к o.TiniM из входов (Ч1етемы 4 .1ибо с мматоров, которые на не показаны.

Под воздействием .магинчното ноля иучо;; Jлeктpoиoв осуществ,1яет движение cor.iacно сн1Ч1алов: /1 л-sin со/, /1,, cos си/, /1.x.sin пю/; .4,уcos Лео/. Нри иересечении электронов стыка с формирователя 23 но сигналу колсмектора 3 снимаются короткие импульеы, достаточные для срабатывания тр 1ггера 9, который нозво.тяет 11 к извод1ггь асинхронный ирием в рсгт1стр 14 имнульУправляюгций вход ретистра сое.тлен с выходом СгПгхрО1ене})атора 5.

Логические 1 енераторы 15, 16 связаны ио

- соо1ветству1О ними выходами блс)ка 25 и Н1)еобраз (. си та.ты /l.Ysino)/ н

/l,/cos(o/ в .тотические -f-л, ---х, , -у,

которые разделяют окружиость иа четыре

участка но величине н знаку екороети нере.мещения пуч-ка электронов но отношению к

координата.м.

С выхода триггеров 7, 8 снимаются сигналы коммутации, онределяемые З1;аком скорости Перемещения нучка электронов относ1-;тельио координат х, у ири .токаль юй развертке. С тригтера 7 сиимаются сигналы фа-, qxv, с триггера 8 - (f.y, ср.

На соответствующие входы блока 17 постушают си1-налы с триггеров 7, 8, логических геиераторов 15, 16 выходов регистра сдвига 14.

При ноступлеиии на вход регистра 14

нмиульсиой носледовательности с формирователя 23 иа его )ыходах будут иоявляться задержаииые иоследовательности

ИМ1НуЛЬСОВ.

Каждый каиал блока 17 выполняется на обычных логических элементах 4Н-4ИЛИ н связывается с соответствуюгцимн входами индикаторов 18, 19.

Блок управления режимами 20 ио связан с выходами каналов блока 17, в которых определяется ситуация, нри которой ощибка совмен1ения электронов со

стыком равна нулю либо максимально допустимой погрешности, по координатам к, у. Только в том случае, когда происходит устойчивая индикация, что пучок во время движения по окружности не смещается со стыка, формируется сигнал на сварку, т. е. блок 20 соединен с соответствующим входом синхрогенератора 5, для его за-пирания и блоком 25, который осуществляет включение технологического режима пушки 1. Для простоты управления блок управления режимами 20 может быть соединен непосредственно со входом управления режимом сварки пущки 1.

Если имеется неточность установки пущки 1 на позицию сварки, то с блока 17 снимаются сигналы ошибки б.г-, бу, которые поступают на блок 25 и вызывают коррекцию положения пушки 1 относительно заданной координаты позиции сварки.

После сварки изделия на шозиции формируется сигнал перевода 1 на новую позицию сварки с помощью блока 25.

Если по каким-либо причинам не устранено рассогласование, то в блоке управления режимами 20 можно предусмотреть выход для индикации срыва работы станка-автомата (авария).

Применение данного устройства для управления сваркой различных объектов позволяет значительио повысить производительность сварки и надежность сварных соединений за счет ловыщения точности совмещения пучка электронов со стыком в автоматическом режиме.

Формула изобретения

Устройство для программного управления электронно-лучевой установкой, содержащее индикаторы, блок коррекции, подключенный через блок управления и ввода программы к отклоняющей электромагнитной системе электронно-лучевой установки, установленной между электронной пущкой и коллектором вторичых электронов электронно-лучевой установки, и блок управления режимами, соединенный с электронной пущкой электронно-лучевой установки, иодключенной к блоку управления и ввода программы, отличающеес я тем, что, с целью иовыщения быстродействия устройства, в него введены триггер, регистр сдвига, логический блок, делитель частоты, фильтры, усилители и синхрогенератор, выход которого через регистр сдвига соединен с первыми входами блока коррекции и через делитель частоты - со вторыми входами блока коррекции и со входами фильтров, выходы которых через усилители подключены к отклоняющей электромагнитной системе электроннолучевой )становки, одни из выходов блока

управления и ввода программы через логический блок подсоединены к третьим входам блока коррекции, выходы которого подключены к индикаторам и через блок управления режимами - ко входам синхрогенератора и блока управления и ввода программы, а коллектор вторичных электронов электронно-лучевой установки через формирователь сигналов соединен с первым входом триггера, второй вход и выход

которого подключены к одному из выходов и входов регистра сдвига соответственно.

Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе

1.Ю. Г. Куцан. Система программного управления электронно-лучевой установкой

для сварки теплообменных аппаратов. Информационный листок № 75-0342, Украинский научно-исследовательский институт научно-технической информации и техникоэкономических исследований Госплана УССР, Киев, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР ДСо 472334, кл. G 05В 19/18, 1973.