Способ определения ширины зазора между свариваемыми деталями

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШИРИНЫ ЗАЗОРА МЕЖДУ СВАРИВАЕМЫМИ ДЕТАЛЯМИ, при котором измеряют отраженный световой поток от.поверхности деталей в зоне стыка, отличающий с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей определения ширины зазора и упрощения конструкции путем использования в качестве источника светового излучения сварочной дуги.,дополнительно измеряют отраженный светоззой поток от поверхности деталей вне зошл стыка, a величину зазора определяют как отношение разности измеренных .величин квеличине отраженного светового потока от поверхности деталей вне зоны стыка. : С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аа 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТВФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н *ВТОРСНОВФЪ СВИДВТИЪСТВУ (2 1) 365 1098/25--27 (22) 25.08.83 (46) 15.11.84. Бюн. 0 42 (72) Ф.Н.Кисилевский, Н.P .Øâûäêèé и К.А.Шеметило (71) Ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени институт электросварки им. Е.О.Патона (53) 621.791.85(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 644312, кл. В 23 К 9/10, 1978.

2. Патент ГДР Ф 126778, кл. В 23 К 9/12, 1976 (прототип1. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШИРИНЫ

ЗАЗОРА МЕЖДУ СВАРИВАЕИЫМИ ДЕТАЛЯИИ, при котором измеряют отраженный световой поток от. поверхности деталей в зоне стыка, отли чаюшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей определения ширины зазора и упрощения конструкции путем использования в качестве источника светового излучения сварочной дуги,,дополнительно измеряют отраженный световой поток от поверхности деталей вне" зоны стыка, а величину зазора опре- деляют как отношение разности измеренных .величин к величине отраженного светового потока от поверхности деталей вне зоны стыка. е и

1 112 38

Изобретение относится к дуговой сварке и может быть использовано в автоматических установках с управляемым колебанием электрода.

Лзвестен датчик стыка свариваемых кромок, содержащий излучатель, сканирующий приемник отраженного от по верхности свариваемого материала сигнала и электрически сое,лненные интегратор, элемент сравнения, гене- t0 ратор контрольных импульсов, элемент памяти, два автоматических ключа, две линии задержки, логический элемент ИЛИ.-НЕ, элемент выделения сигнала ширины стыка (пороговый элемент) и элемент выделения оси стыка, при этом о ширине стыка судят по абсолютной величине отраженного светового потока, созданного самостоятельным излучателем (1 >.

Применение такого источника связано с защитой его от прямого или косвенного воздействия сварочной дуги„что требует дополнительных затрат . 25

Наиболее близким к изобретению о технической сущности является посo6, реализованный в устройстве опмедел ННр. ширины разделки кромок и положения середины разделки нри сварке, состоящем из оптической сис— те"ь измер ния и электронной схемы дешифрирования сигналов и обеспечивающем измерение требуемых параметров независимо друг от друга, а также от способа сварки и геометрии

35 ( деталей. В плоскости иэображения оптической системы поперек стыка под определенным углом к нему по прямой или кривой линии расположены опто40 электронные элементы, преимущественно; фототранзисторы или фотодиоды „ при:ем последовательно с кажем из них включен аналого-цифровой.преобразователь. Преобразователи соединены параллельно с двумя усилителями, 45 обеспечивающими получение выходного сигнала, эквивалентного ширине разделки и отклонению от "åðåäèíû разделки (2 ).

Используемый в этом устройстве способ определения ширины. разделки заключается в измерении отраженного светового потока от поверхности деталей в зоне стыка. Величина отраженного светового потока зависит от величины падающего на поверхность светового потока,, а также от отражательной способности поверхности..Что.

04 2 бы дбеспечить независимость измерений от этих величин, в измерительную систему устройства включен дополнительный индикатор с регулятором величины светового потока, отраженного от поверхности . Использование т акого регулятора предусматривает наличие самостоятельного источника освещения .

Цель изобретения — расширение технологических возможностей определения ширины зазора и упрощения конструкции путем использования в качестве источника светового излучения сварочной дуги.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения ширины зазора между свариваемыми деталями при котором измеряют отраженный световой лоток от поверхности деталей в зоне стыка, дополнительно измеряют отраженный световой поток от поверхности деталей вне зоны стыка, а величину зазора определяют как отношение разности измеренных величин к величине отраженного светового потока от поверхности деталей вне зоны.

Последовательность действий, осуществляющих предлагаемый способ

У имеет следующий вид: измеряют отраженный световой поток от поверхностей деталей в зоне стыка и вне зоны стыка (измерения производятся одновременно ), находят разность измеренных величин и отношение найденной разности к измеренной величине светового потока, отраженного от поповерхностей деталей вне зоны стыка., Например, если фоточувствительйый приемник состоит из п элементов, расположенных перпендикулярно свариваеи мому стыку, причем = элементов

2 принимают отраженный поток от поверхностей вне зоны стыка (Е ) и

М

2 от поверхностей в зоне стыка (Ес), а поверхности деталей имеют одинаковую отражательную способность и эта величина значительно превьппает отражательную способность зазора, то (г a — ь); п где к — коэффициент, з ависящий от величины падающего на поверхность

Е Ес

Ем откуда получаем

2Ь

na

Ещ-Е па

Е 2

Из формулы видно, что ширина зазора зависит только от. величины отраженных световых потоков и не связана с коэффициентом k.

Таким образом, по сравнению с прототипом отпадает необходимость в регулировании величины светового потока, отраженного от поверхностей свариваемых деталей, и определение ширины зазора становится .независимым от источника освещения поверхностей. Это дает возможность не применять дополнительный источник осве- 25 щения поверхностей, а измерять отраженный от поверхностей свет дуги, что упрощает конструкцию и уменьшает размеры устройства, реализующего предлагаемый способ. Уменьшение 30 размеров устройства позволяет упростить крепление его к сварочной горелке и вести измерения в ранее недоступных местах. Это позволяет расширить технологические возможнос- 35 ти способа определения ширины зазора.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ ° 40

Устройство состоит из фоточувствительных элементов 1, сумматоров 2. и 3 вычитающего элемента 4 и элемента деления 5; При создании макета устройства в качестве фоточуствитель «f 45 ных элементов использовались фотодйоды ФД-25К. Используемлй элемент депения имеет цифровой выход и включает в себя компаратор, два счетчика, цифСост авител

Редактор Т.Парфенова Техред И.А

Заказ 8180/13 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 светового потока и отражательной способности поверхностей деталей; а — линейная зона обзора каждого фотоэлемента, Ь вЂ” ширина зазора.

Затем составляем соотношение.! 123804 4 роаналоговый преобразователь и генератор импульсов. Фоточувствительные элементы 1 соединены с сумматорами 2 и 3. Выходы сумматоров соединены со входами вычитающего элемента 4, выход которого соединен с первым вхо " дом элемента деления 5. Со вторым входом элемента деления соединен выход сумматора 3. Выход элемента 5

10 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Свет дуги, отраженный от поверхностей свариваемых деталей в зоне стыка и вне зоны стыка, попадает на соответствующие фоточувствительные элементы 1, а от .них в виде электрических сигнапов передается на вход сумматоров 2 и 3. На выходе сумматора 2 находится величина от-, раженного светового потока от поверхностей деталей в зоне стыка Е, а на выходе сумматора 3 — величина

:,отраженного светового потока от новерхностей деталей вне зоны стыка Е .

Эти величины подаются на вход вычитающего элемента 4. Найденная разность подается на первый вход элемента деления 5, на второй вход подается сигнап с выхода сумматора. 3. В результате на выходе элемента 5 находится величина, пропорционапьная. ширине зазора Ь. Эта величина подается в систему управления .сварочным устройством.

Технико-экономическая эффактивность предлагаемого способа эакпючается в возможности измерять ширину ,зазора между свариваемыми деталяьп4 при различных способах дуговой сварки независимо от отражательной способности поверхности свариваеиях материалов без испопьзования дополнительных источников освещения и ре-. ° гуляторов величинй отраженных световых аотоков. Использование ширины зазора при управлении процессом сварки позволяет улучшить качество сварного шяа и снизить расход наплавочного металла. ь Е . Кар атеев сталош Корректор E.Сирохман