Устройство для слежения по стыку

 

УСТРОЙСТВО для СЛЕЖЕНИЯ ПО СТЫКУ, содержащее линейно расположенные пары источников и приемников излучения, коммутатор, выходами подключенный к источникам излучения и управляющему входу регистра памяти, первый формирователь, выход которого связан с приводом перемещения сварочной головки, элементы И по числу приемников , вход каждого из которых соединен с коммутатором и соответствующим приемником излучения, а выходс информационными входами регистра памяти, отличающееся (тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности работы устройства , оно дополнительно снабжено приводом перемещения измерительной головки, вторым формирователем, блоком памяти и секционированными световодами по числу источников излучения , состоящими из внутренней цилиндрической и внешней кольцевой частей, внутренние цилиндрические . части световодов оптически связаны с источниками излучения, а внешние кольцевые - с приемниками излучения , вторые концы световодов оптически связаны с измерительной головкой , вьгход регистра памяти через О) второй формирователь связан с при-водом перемещения измерительной головки , выход блока памяти связан с входом первого формирователя, при этом регистр памяти поразрядно подключен к информационным входам блока памяти, который управляющим входом соединен с выходом коммутатора . S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1D

a(5g В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3569195/25-27 (22) 28.01.83 (46) 30.08.84. Бюл. № 32 (72) В.В. Васильев, С.Н. Даниляк, И.А. Поплавский и Н.A. Ропало (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 578172, кл. В 23 К 9/10, t974.

2. Авторское свидетельство СССР №- 650749, кл. В 23 К 9/10, 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕЖЕНИЯ ПО

СТЫКУ, содержащее линейно расположенные пары источников и приемников излучения, коммутатор, выходами подключенный к источникам излучения и управляющему входу регистра памяти, первый формирователь, выход которого связан с приводом перемещения сварочной головки, элементы И по числу приемников, вход каждого иэ которых соединен с коммутатором и соответствующим приемником излучения, а выходс информационными входами регистра памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности .и помехоэащищенности работы устрой ства, оно дополнительно снабжено приводом перемещения измерительной головки, вторым формирователем, блоком памяти и секционированными световодами по числу источников излу- чения, состоящими из внутренней цилиндрической и внешней кольцевой частей, внутренние цилиндрические части световодов оптически связаны с источниками излучения, а внешние кольцевые — с приемниками излучения, вторые концы световодов оптически связаны с измерительной головкой, выход регистра памяти через второй формирователь связан с приводом перемещения измерительной головки, выход блока памяти связан с входом первого формирователя, при этом регистр памяти поразрядно подключен к информационным входам блока памяти, который управляющим входом соединен с выходом коммутатора.

1110572

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано для автоматического направления сварочной Fo» 5 ловки по линии свариваемого соединения.

Известны разнообразные устройства для слежения по стыку свариваемых иэделий. 10

Известно устройство для слежения по стыку, характеризующееся тем, что содержит основной и дополнительный фотодатчики, преобразователи выходных сигналов фотодатчиков, узел управления поперечными перемещениями сварочного электрода, механизмы угловых перемещений обоих фотодатчиков относительно собственной оси, блок управления исполнительными механизмами, коррелятор, экстремальный регулятор и узел задержки f13.

Недостатки известного устройства— низкая помехозащищенность и точность ведения сварочной головки по стыку. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для слежения по стыку, содержащее многоканальный приемник излучения, многоканальный источник излучения, коммутатор, подключенный к источникам излучения и связанный через регистр памяти и формирователь с приводом, элементы И по числу приемников излучения, входы каждого элемента И соединены с коммутатором и соответствующим приемником излучения, а выходы — с регистром памяти.

Недостатком известного устройства является то, что с его помощью нельзя осуществлять слежение по стыку значительной кривизны, поскольку привод отрабатывает положение измерительной головки, а не сварочной, которая расположена на определенном расстоянии от последней впереди по стыку, что приводит к значительным погрешностям по сопровождению сварочной головки. Кроме того, устройство характеризуется низкой помехозащищенностью, так как для достижения высокой точности сопровождения сварочной головки измерительная . головка должна располагаться как можно ближе к сварочной головке, что приводит к значительному снижению помехозащищенности устройства, 30

Цель изобретения — повышение точности и помехозащищенности работы устройства. . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для слежения по стыку, содержащее. линейно расположенные пары источников и приемников излучения, коммутатор, выходами подключенный к источникам излучения и управляющему входу регистра памяти, первый формирователь, выход которого связан с приводом перемещения сварочной головки, элементы И по числу приемников излу-., чения, вход каждого из которых соединен с коммутатором и соответствующим приемником излучения а выход - с информационными входами регистра памяти, дополнительно введены привод перемещения измерительной головки, второй формирователь, блок памяти и секционированные светодиоды по числу источников излучения, состоящие из внутренней цилиндрической и внешней кольцевой частей, внутренние цилиндрические части световодов оптически связаны с источниками излучения, а внешние кольцевые — с приемниками излучения, вторые концы световодов оптически связаны с измерительной головкой, выход регистра памяти через второй формирователь связан с приводом перемещения измерительной головки, а выход блока памяти связан с входом первого формирователя, при этом регистр памяти поразрядно подключен к информационным входам блока памяти, который своим управляющим входом соединен с выходом коммутатора.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Коммутатор 1 связан с источниками 2 (1) ..., 2 () излучения, первыми входами элементов И 3 (1)

3 (и ) и управляющими входами регистра 4 памяти и блока 5 памяти.

Выход последнего через первый формирователь 6 связан с приводом 7 свярочной головки 8. Выход регистра 4 памяти связан через Ъторой формирователь 9 с приводом 1О измерительной головки 11. Вторые входы элементов И 3 (1) ..., 3 (л ) связаны с выходами соответствующих приемников

12 (1) ..., 12 (и ) излучения.

1110572

Внутренние цилиндрические части

13 световодов оптически связаны с. источниками 2(1)..., 2 (n ) излу.— чения, внешние кольцевые части 14 . световодов — с приемниками 12(1)

12(и ) излучения, вторые концы световодов оптически связаны с измерительной головкой. .Коммутатор 1 предназначен для последовательного включения источни10 ков 2 излучения и синхронного включения элементов И, соединенных с приемниками 12 излучения и регистром

4 памяти.

Источники 2 излучения предназна15 чены для излучения зондирующих импульсов в направлении стыка свариваемых деталей через внутренние цилиндрические части 13 световодов. В качестве источников излучения могут быть использованы малогабаритные лампочки, светодиоды и т.п.

Приемники 12 излучения предназначены для приема через внутреннюю

25 часть 14 световодов отраженного от псверхности свариваемых деталей излучения. В качестве приемников излучения могут быть использованы фото:диоды, фоторезисторы и т.п.

Регистр 4 памяти предназначен для хранения сигналов, принятых в течение одного цикла сканирования стыка и зеркального отображения положения линии сварного соединения в разрядах последнего. 35

Формирователь 6 предназначен для определения величины смещения незаполненных разрядов слова, записанного в блоке памяти относительно середины или крайних разрядов, регистрации 40 этого смещения и управления приводом 7.перемещения сварочной головки

8 для устранения этого смещения.

Формирователь 9 предназначен для определения величины смещения незапол 45 ненных разрядов регистра 4 памяти относительно середины или крайних разрядов, регистрации этого смещения и управления приводом N перемещения измерительной головки 11 для устранения этого смещения.

Устройство работает следующим образом.

На все источники 2 излучения и элементы И 3 последовательно и синхронно с коммутатора 1 поступают зондирующие импульсы. На выходах элементов И 3 импульсы отраженного сигнала появляются только в том случае, когда излучение соответствующего источника излучения, попадает через внутреннюю цилиндрическую часть

13 световода на поверхность металла и, отражаясь, через внешнюю кольцевую часть 14 световода попадает в соответствующий приемник 12 излучения. В месте расположения стыка свариваемых деталей отраженное излучение не попадает в приемник излучения 12, включенный в данный момент через элемент И 3 коммутатором 1.

Сигналы с приемников 12 излучения через элементы И поступают на соответствующие разряды регистра 4 памяти, где сохраняются в течение одного цикла сканирования. В конце каждого цикла сканирования информация с регистра 4 памяти в параллельном коде поступает в блок 5 памяти. Управление режимами записи считывания блока памяти осуществляется коммутатором

1. Положение линии стыка свариваемых деталей отражается в регистре памяти 4 и определяется положением разрядов, на которые не поступили сигналы с выходов элементов И. Смещение незаполненных разрядов относительно середины или крайних разрядов регистра 4 памяти регистрируется вторым формирователем 9 и поступает на привод перемещения измерительной головки 11, который компенсирует отклонение измерительной головки относительно середины стыка свариваемых деталей. В следующий момент ,времени процесс сканирования стыка свариваемых деталей повторяется, и новая информация о положении измерительной головки записывается из регистра 4 памяти .в новые ячейки блока 5 памяти. Поскольку движение измерительной 11 и сварочной 8 головок вдоль стыка происходит синхронно, так как они имеют общий привод их перемещения вдоль стыка, то при достижении сварочной головкой места расположения измерительной головки, происходит считывание информации о положении измерительной головки под этим местом с блока 5 памяти. Эта информация регистрируется первым формирователем 6 и поступает на .привод 7 перемещения сварочной головки, который компенсирует отклонение сварочной головки относительно середины стыка свариваемых

1110572 ннИИПИ Заказ 6237/10 Тираж 1036 Подписное филиал ддд "датент", r. Ужгород, ул.Проектная,4

В деталей. При дальнейшем движении сварочной головки вдоль стыка процесс считывания информации из новых ячеек памяти блока 5 повторяется, и сварочная головка отслеживает положе- 5 ние измерительной головки поперек стыка при ее движении вдоль стыка с учетом компенсации ее отклонения относительно середины стыка свариваемых деталей. Запись и считывание информации в блок 5 памяти происходит циклически„ т.е. в ячейки памяти, из которых была считана информация для управления сварочной головкой, . заносится информация о положении измерительной головки, которая находится на некотором расстоянии впереди сварочной головки. Расстояние между головками выбирается из соображений обеспечения необходимой помехозащищенности измерительной головки от оптического излучения сварочной дуги.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое направление сварочной головки с высокой точностью по линии стыка свариваемых деталей, имеющих значительную кривизну вдоль стыка, а также за счет применения световодов и увеличения расстояния между сварочной и измерительной головками имеет высокую помехозащищенность от оптических и тепловых помех.