Устройство для слежения за сварнымшВОМ Советский патент 1981 года по МПК B23K9/10 

Изобретение откосится к автоматизации процессов сварки, а -Именно к устройствам слежения по стыку. Для получения качественного свар ного шва необходимо в процессе свар ки следить за сформированным швом, а после сварки для выявления внутре них дефектов шва необходимо направлять дефектоскоп с высокой точность по оси шва. Известен способ телевизионного слежения за положением сформированного шва, использующий инфракрасные лучи, длина волны которых не превышает шероховатостей поверхности шва i. Однако сложность этого способа ограничивает его практическую реали зацию. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухканальный датчик стыка сваривае мдх кромок, содержащий объектив, вр щакадуюся диафрагму с двумя отверсти ми, два фотоприемника, соединенные со своими усилителями, выходы которых через схему совпадения подключе ны к формирователю выходного сигнала 2. Недостатком устройства является невысокая точность и плохая помехозащищенность за счет неоднородностей поверхности cфop лиpoвaннoгo шва. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путём повышения точности слежения и помехозащищенности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены преобразователь разнополярных импульсов, схема задержки, преобразователь рабочего цикла, блок триггеров и триггер запрета,а двухканальный оптический сканируквдий датчик снабжен дополнительным осветителем, установленным перед сканирующей диа)рагмой во ijTOром канале, при этом выход триггера запрета соединен с одним из входов блока управления исполнительным механизмом, другой его вход подключен к выходу преобразователя разнополярных импульсов, а выходы усилителей подключены ко входам преобразователя разнополярных импульсов и ко входам блока триггеров, выход которого подключен ко входу усилителя триггера запрета, причем выход усилителя второго канала подключен к блоку триггеров через последовательно соединенные схему задержки и преобразователь рабочего цикла. В предлагаемом устройстве формируется сигнал оптической оси датчика независимо от неоднородностей поверх ности сформированного, шва, относительно которого представляется ВОЕмо5кным определять середину шва. Во избежание сбоя работы устройства изза случайных помех введены в устройство блоки,которые шунтируют прохож дение сигнала управления на исполнительный механизм на время помехи. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для слежения по шву; на фиг. 2 - формы выходных напряжений сигналов. Оптический сканирующий датчик 1 состоит изобъектива 2, сканирующей диафраглы 3 с двумя отверстиями, осветителя 4, световой поток которо го, отраженный от поверхности шва, проходит через одно отверстие сканирующей диафрагмы и конденсатор 5 на фотоприемник 7 первого канала датчика, выход которого соединен с нормирующим усилителем 11, световой поток от дополнительного освети теля 9 через отверстие сканирующей диафрагмы и конденсатор б поступает на фотоприемник 8 второго канала датчика, выход фотоприемника соединен с нордхмрующим усилителем 11, выход которого соединен с одним вхо дом преобразователя. 12 разнополяркых импульсов и входом схемы 13 задержки, выход которой связан со схемой преобразователя 14 рабочего цикла, второй пход преобразователя разнополярных импульсов связан, с нормирующим усилителем 11 второго канала Si выход преобразовате.ля 12 соединен ,с одним входом блока 17 управления исполнительным механизмом. Выход схемы .13 задержки соединен с преобразователем 14 рабочего цикла, выход которого сое.динен с одни1М входом бло ка триггеров 15, второй вход которого соединен с нормирующим усилителем 10 первого канала, а выход соединен со входом триггепа 16 запрета, выход которого соединен со вторым ,входом блока 17 управления. Устройство работает следующим образом. При вращении сканирующей диафрагмы 3 световой поток, созданный осветителями 4 и отраженный от сформированного шва, поступает на объектив 2 и отверстие-щель сканирующей диафрагмы 3, и через конденсатор 5 попадает на фотоприемник 7 первого канала датчика. Световой поток от дополнительного осветителя 9 через отверстие сканирую1дей диафрагмы 3 и конденсатор б попадает ьа фотоприёмник 8 второго канала датчика. Нормирую1дие уси/тители 10, 11 усиливают, ограничивают и формируют сигналы фотоприемников. На выходе усилителей 10, 11 соответственно снимаются нормированные по амплитуде сигналы Й и иГ. Частота следования сигналов определя тся скоростью вращения сканирующей диафрагмы. Импульс оптической оси датчика на выходе нормирующего усилителя 11 второго канала датчика снимается с крытыми фронтами ( а длительность его определяется масштабом изображения в плоскости сканирования, размером щели сканирующей диафрагмы и скоростью ее вращения. Момент возникновения импульса соответствует оптической оси датчика. Выходной сигнал первого канала датчика Уф ограничивается на уровне UQ/ преобразовывается нормирующим усилителем 10 в последовательность импульсов и , которые поступают на один вход преобразователя 12 разнополярных импульсов, на второй вход которого поступают импульсы оптической оси с усилителя 11, на выходе преобразователя 12 снимаются имлульсы Up г передний фронт положительных импульсов соответствует переднему фронту импульсов шва, а задний фронт - переднему фронту импульса оптической оси датчика, и отрицательные импульсы, передний фронт которых соответствует заднему фронту импульсов оптической оси датчика, а задний фронт - заднему фронту импульса шва. Выходной сигнал преобразователя 12 поступает на блок 17 управления исполнительным механизмом 17 и устанавливает дефектоскоп по оси сформированного шва, отрабатывает рассогласование до тех пор, пока длительность отрицательных и положительных импульсов преобразователя 12 не сравняются . При наличии помехи С в сигнале (, первого канала датчика за счет неоднородностей поверхности шва, возникших после импульса оси датчика, сформированный сигнал преобразователя 12 разнополярных импульсов вызывает ложное срабатывание исполнительного механизма. Во избежание сбоя в работе устройства создается сигнал запрета, ь унтирующий поступление сигнала Un с преобразователя 12 на . блок 17 управления. Для этого выходной сигнал нормирующего усилителя второго канала датчика (сигнал оптической оси датчика) задерживается схемой 13 задержки на полпериода Т/2 вращения сканирующей диафрагмы, и преобразовывается преобразователем 14 .рабочего цикла в сигнал цикла Ьц для сброса устройства в исходное состояние и поступает на один вход блока триггера (2-триггера), на второй вход которого поступает сигнал и нормиру1эщего усилителя 10 первого канала. Длит.ельность сигнала рабочего Цикла несколько больше интервала . Если за период сигнала рабочего цикла tj- ij. появится помеха, т.е. в интервале Т/2 число импульсо будет больше одного, то блок 15 триггеров перебросит триггер 16 запрета, выходной сигнал которого шун тирует прохождение сигнала на блок 17 управления-исполнительным механизмом. Появление помехи в интервале tj не приводит к сбою устройства. Предлагаемое устройство позволяет осуществлять слежение по оси шва с высокой точностью и помехозащищен ностью. Использование его в комплек те с дефектоскопом повышает точност и надежность контроля качества свариваейого шва. Статическая обработк дефектов сварЕ ых швов позволяет внести коррекцию в режим сварки и тем самым увеличить производительность сварочного стапеля. Использов ние его в системе автоматического управления параметрами сварочной це пи уменьшает дефектысварного шва. Формула изобретения Устройство для слежения за сварным швом, содержащее двухканальный оптический сканирующий датчик, вклю чающий в себя объектив, осветитель, вращающуюся диафрагму с двумя ОТверстиями, два фотоприемника, выход которых связаны со входами соответствующих усилителей, и блок управления исполнительным механизмом, о тличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем повышения точности слежения и помехозащищенности, в устройство введены преобразователь разнополярных импульсов, схема задержки, преобразователь рабочего цикла, блок триггеров и триггер запрета, а двухканальный оптический сканирующий датчик снабжен дополнительным осветителем, установленньпу перед сканирующей диафрагмой во втором канале, при этом выход триггера запрета соединен с одним из входов блока управления исполнительным механизмом, другоП его вход подключен к выходу преобразователя разнополярных импульсов, а выходы усилителей подключены ко входам преобразователя разнополярных импульсов и ко входам блока триггеров, выход которого подключен ко входу триггера запрета, причем выход усилителя второго канала подключен к блоку триггеров через последовательно соединенные схему задержки и преобразов.гель рабочего цикла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №571355, кл. В 23 К 9/10, 21.06.75. 2.Авторское свидетельство СССР №433981, кл. В 23 К 9/10, 26.12.74.

Фиг /

fl

, L.-J /1лAи

JUtJtJv

У

П П

inh

:11

П П П 0