Датчик стыка свариваемых кромок Советский патент 1979 года по МПК B23K9/10 

1

Предполагаемое изобретение относится к области автоматизации сварочных процессов, в частности, к устройствам для направления электрода по стыку.

Широко известны фотоэлектрические следящие устройства с использованием отраженного от поверхности свариваемого материала луча 1, содерн ащие излучатель, фотоприемник и усилительно-измерительную схему, воздействующую на исполнительный механизм.

Однако известные устройства не позволяют выделить достаточно надежный управляющий сигнал из-за наличия дефектов на новерхности свариваемых материалов в зоне стыка, которые значительно влияют на коэффициент отражения.

Известен датчик стыка свариваемых кромок 2, содержащий излучатель, приемник отраженного от поверхности свариваемого материала сигнала, и электрически соединенные интегратор, элемент сравнения, генератор контрольных импульсов и элемент памяти.

Недостатком известного устройства является то, что для анализа сигнала телевизионного датчика исиользована наперед задаваемая ожидаемая величина ширины стыка. Это не удовлетворяет vr noBHHM получения качественного сварного соединения при изменении величины зазора между свариваемыми элементами. Целью изобретения является обеспечение

определения Н1ирины стыка с одновременной индикацией его оси.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено двумя автоматическими ключами, двумя линиями задержки, логическим элементом ИЛИ-НЕ, элементом выделения сигнала щирины стыка и элементом выделения оси стыка, при этом первый автоматический ключ включен между интегратором и элементом памяти,

второй автоматический ключ своим входом подключен к выходу элемента сравнения, а выходом - к входам элементов выделения сигналов ширины и оси стыка, к генератору контрольных импульсов подключены второй вход элемента памяти, унравляющий вход первого автоматического ключа через первую линию задержки, и управляющий вход генератора через первую и вторую линии задержки, управляющий вход

второго автоматического ключа соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, нервый вход которого подключен к генератору контрольных импульсов, а второй вхоя - к первой линии задержки.

На чертеже представлена функциональная схема нредлагаемого датчика сгыка свар1шаемых кромок.

Датчик состоит из излучателя 1, сканирующего ирнемник .;2 отраженного сигнала, интегратора 3; нервого автоматического ключа 4, элемента о памяти, элемента 6 сравнения, второго автоматического ключа 7, элемента 8 выделения сигнала оси стыка, элемеита 9 выделения сигнала ширины стыка, генератора 10 контрольных имнульсов, а также нервой линии 11 задержки, второй линии 12 задержки и элемента ИЛИ-НЕ 13.

Работает датчик следующим образом.

Луч от излучателя 1, отражаясь от поверхности свариваемого материала, поступает в приемник 2, где преобразуется в электрический сигнал и усиливается. Выходной сигнал, пропорциональный коэффициенту отражения поверхности свариваемого материала, поступает на входы интегратора 3 п элемента 6 сравнения. На интеграторе 3 в течение нолупериода сканирования сигнал приемника интегрируют, получая таким образом усредненную величину коэффициента отражения поверхности свариваемого материала, которая через нервый автоматический ключ 4 поступает на элемент 5 памяти. На элементе 6 сравнения осуществляют анализ сигнала с элемента 5 памяти, который пропорционален усредненному коэффициенту отражения за предыдущий полуперпод сканирования с текущим сигналом приемника 2. Сигнал рассогласования с элемента 6 сравнения поступает через второй автоматический ключ 7 на элемент 8 выделения сигнала оси стыка и элемент 9 выделения сигнала щирины стыка. В качестве этих элементов молсно использовать: для оси стыка - схему выделения максимальной величины имнульса, для выделения сигнала щирины стыка - пороговый элемент.

Нри этом генератор 10 контрольных импульсов, линии 11 и 12 задержки и логический элемент ИЛИ-НЕ 13 осуществляют задапную последовательность нрохождения сигнала но каналу его обработки. Генератор 10 контрольных импульсов дает ннформацию о прохождении приемником прежних точек сканирования. В это время осуществляют сброс памяти и прекращают вторым автоматическим ключом 7 с помощью элемента НЛИ-НЕ 13 подачу сигнала с элемента 6 сравнения на элементы 8 п 9 выделения сигналов оси и щирины стыка. Через некоторый интервал времени, равный характеристике первой линии И задержки,

через первый автоматический ключ 4 происходит дополисиие элемента 5 uoBoii информацией с интегратора 3, который после Э1ого осу1цествляег сброс своего сигна., ла, возвращаясь в нулевое состояние для записи информации при следующем нолупериоде сканирования п т. д.

Таким образом, предлагаемый датчик позволяет получить данные не только о месторасположении стыка, но и о его ширине. Нрн этом учитывается состояние новерхности свариваемого материала и устраняется его влияние на качество получаемой информации. Отсюда, предлагаемый датчик .. может быть эффективен наряду с использо ванием его в устройствах для направления электрода по стыку в автоматических установках, обеспечивающих качественное заполнение щва за счет управления механиз„ мом колебания электрода.

Формула изобретения

Датчик стыка свариваемых кромок, содержащий излучатель, приемник отражен ного от поверхности свариваемого материала сигнала, и электрически соединенные интегратор, элемент сравнения, генератор контрольных импульсов и элемеггг памяти, отличающийся тем, что, с целью обеспечения определения щирины стыка с однонременпой индикацией его оси, он снабжен двумя автоматическими к.тючами, двумя линиями задержки, логическим элементом ИЛИ-НЕ, элементом выделения сигнала - ширины стыка к элементом выделения оси стыка, прп этом первый автоматический ключ включен между интеграторО М и элементом памяти, второй автоматический ключ своим входом подключен к выходу элемента срависиия, а выходом - к входам элементов выделения сигналов ширины и оси стыка, к генератору контрольных импульсов подключены второй вход элемента памяти, управляющий вход первого автоматического ключа через первую линию задержки, и управляющпй вход генератора через первую п вторую липни задержки, управляющий вход второго автоматического ключа соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к генератору контрольных импульсов, а второй вход - к первой линии задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 451506, кл. В 23К 9/10, 06.02.70.

2. Авторское свидетельство СССР Л 538847, кл. В 23К 9/10, 26.06.75.