Устройство для слежения за стыком свариваемых изделий

 

Изобретение относится к автоматизации сварочного производства. Цель изобретения - повышение точности слежения за стыком за счет увеличения помехозащищенности. Работа устройства начинается с поиска стыка. При этом реализуется алгоритм , в основе которого лежит предположение о том, что если при построчном считывании изображения в п строках фиксируется п видеосигналов , то они принадлежат стыку. По окончании поиска устройство переходит в режим слежения. При этом анализу подвергается ограниченный участок строки. Положение участка анализа в текущей строке определяется сигналом от стыка в предьщущей с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

os SUno 2 0268 (5114 G 05 D 3 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии мраии

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I (21) 3891184/24-24 (22) 29.03. 85 (46) 15.02. 87, Бкл, 11 - 6 (71) Научно-производственное объединение "Алтайский научно-исследовательский институт технологии машиностроения" и Алтайский политехнический институт (72) П.И.Госьков, Е.А.Еремин, И.И.Бродский, А.П.Суржиков и M.Ï.Ïoâüïïåâ (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 538847, кл. В 23 К 9/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 798736, кл, G 05 Р 3/12, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛЕЖЕНИЯ ЗА СТЫK0M CBAPHBAEMbIX ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к автоматизации сварочного производства.

Цель изобретения — повышение точно сти слежения з а стыком э а счет увеличения помехозащищенности. Работа устройства начинается с поиска стыка. При этом реализуется алгоритм, в основе которого лежит предположение о том, что если при построчном считывании изображения в и строках фиксируется и видеосигналов, то они принадлежат стыку. По окончании поиска устройство переходит в режим слежения. При этом анализу подвергается ограниченный участок строки. Положение участка анализа в текущей строке определяется сигналом от стыка в предыдущей

l 290268 строке, причем его середина совпадает с моментом наиболее вероятного появления сигнала от стыка. В случае непоявления сигнала от стыка в текущей и последующих строках устройство продолжает его "окидать", удерживая середину участка анализа в окрестности появления последнего сигнала от стыка. По окончании анализа некоторого, заранее заданного числа строк, в которых отсутствовал сигнал от стыка, вновь начинается поиск стыка по всей строке. Поиск реализуется двоичными и-разрядными

Изобретение относится к автоматизации сварочного производства и может найти применение, например, при очувствлении сварочных промышленных роботов, используемых при дуговой сварке.

Целью изобретения является повышение точности устройства за счет увеличения помехозащищенности, На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — эпюры сигналов.

Устройство слежения за стыком свариваемых изделий содержит генератор синхроимпульсов 1, генератор развертки 2, телевизионный датчик

3, видеоусилитель 4, пороговый дискриминатор 5, первый п-разрядный двоичный счетчик 6, второй п-разрядный двоичный счетчик 7, 2 п-входовый элемент И 8, RS-триггер 9, п+1— входовый элемент И 10, коммутатор

11, блок выборки и хранения 12, сумматор 13, компаратор 14, одновибратор 15 и двухвходовый элемент

И 16, счетчик †делитв 17, источник постоянного напряжения U „ (не приведен).

Устройство работает следующим образом.

Синхроимпульсы 18 (фиг.2), поступающие с выхода генератора синхроим— пульсов 1, запускают генератор развертки 2, вырабатывающий пилообраз— ное напряжение 19, счетчиками 6 и 7, 2п-входовым элементом И 8, {n+1)-входовым элементом И 10 и RS-триггером 9, Хранение результатов анализа сигналов строки, формирование участка анализа и его размещение в строке реализуется блоком выборки и хранения 12, одновибратором 15, сумматором 13 и компаратором 14 соответственно. Число строк, в течение которых устройство продолжает ожидать появления сигнала от стыка внутри участка анализа, определяется коэффициентом деления счетчика-делителя 17. 2 ил.

3a время нар аст ания пил ообраз ного напряжения 19 телевизионным датчиком 3 производится поэлементное считывание строки изображения и ви5 деосигнал подается на видеоусилитель 4." С выхода видеоусилителя

4 видеосигнал 20 поступает на вход порогового дискриминатора 5. Всем сигналам от элементов изображения, 1О имеющим достаточную величину, соответствует логическая "1" на выходе дискриминатора 5, а остальным — "0".

Выходнсй сигнал 21 дискриминатора

5 поступает на вход первого п-раэ15 рядногс двоичного счетчика 6, этим счетчиком производится подсчет количества импульсов видеосигнала, Вторым таким же счетчиком 7 подсчиты— вается количество синхроимпульсов

20 18. При условии, что единственным сигналом в строке является импульс и от стыка, к моменту поступления 2

ro синхроимпульса на всех выходах счетчиков б и 7 установится уровень

25. "1" сигналов 22 и 23.

На выходе 2 и-входового элемента

И 8 также установится уровень "1" сигнала 24, под воздействием которого RS-триггеР 9 перейдет в состояние "1", Таким образом будет зафиксирован факт наличия качественного изображения от стыка, по крайней мере, в и течение последних 2 -1 строк ° В случае наличия помех любой природы

1290268 или отсутствия импульсов от стыка к моменту з,аполнения счетчика 7 у счетчика 6, хотя бы на одном из вы- ходов, сигнал будет иметь нулевой" уровень и триггер 9 останется в состоянии "0".

hС приходом 2 -ro синхроимпульса счетчик 7 переходит в "нулевое" состояние, а на выходе и+1-входового элемента И 10 появляется сигнал 25, сбрасывающий в "нулевое" состояние счетчик 6 (счетчики 6 и 7 изменяют свое состояние по заднему фронту входного импульса).

Для работы устройства характерны два режима: режим поиска, когда

RS-триггер 9 находится в состоянии

"0", и режим слежения, когда триггер 9 находится в состоянии "1".

В режиме поиска "нулевой" уровень с выхода RS-триггера 9 поступает на управляющий вход коммутатора 11.

При этом сигнал 21 поступает на первый сигнальный вход коммутатора 11 и как выходной сигнал 26 коммутатора

11 воздействует на управляющий вход блока выборки и хранения 12, На сигнальный вход блока поступает пилообразное напряжение 19 с выхода генератора развертки 2. При "единичном" уровне сигнала 26 на выходе блока выборки и хранения 12 устанавливается уровень сигнала 27, соответствующий значению пилообразного напряжения 19 в данный момент. Это напряжение, пропорциональное положению сигнала от стыка (видеоимпульса 21) относительно начала строки, сохраняется (запоминается) до поступления следующего видеоимпульса.

Ю

После этorо блоком выборки и

30 хранения 12 управляют только те импульсы 21, которые поступали во время "единичного" уровня сигнала 30, т.е. в то время, когда появление сигналов от стыка наиболее вероятно.

35 Выходнои сигнал двухвходового элемента И 16 поступает также на сбросовый вход счетчика-делителя 17, на его счетный вход поступают синхроимпульсы 18. Если сигнал от стыка

40 изчезает (в районе прихватки, в результате экранирования дымом, брызгами металла и т.п.), то счетчикделитель 17 начнет считать строки, в которых отсутствует сигнал от сты45 ка. После прохождения определенного количества m таких строк подряд выходной сигнал счетчика принимает единичное" значение и переводит

В

RS-триггер 9 в "нулевое" состояние.

5О С этого момента начинается поиск стыка. Коэффициент деления m счетчика-делителя 17 определяется количеством строк, в течение которых устройство должно ожидать появления

55 сигналов от стыка, управляя приводом сварочной горелки по запомненной информации о стыке. При появлении сигналов от стыка до прохождения. m строк выходной сигнал двухС выхода блока выборки и хранения 12 сигнал 27 поступает на один из входов сумматора 13, на его второй вход поступает напряжение смещения U противоположного знака. см

Выходное напряжение 28 сумматора 13 меньше по абсолютному значению напряжения сигнала 27 на величину U< в результате чего в следующей строке момент совпадения уровней сигналов !9 и 28 наступит несколько раньше, чем момент, когда сигнал 27 примет новое значение. Выходным сигналом 29 компаратора 14 запускается одновибратор 15. Одновибратор 15 вырабатывает импульсный сигнал 30, длительность которого выбрана равной сумме длительности видеоимпульса от стыка максимальной ширины и удвоенной величины максимального смещения импульса от стыка в соседних строках — 2gt. При изменении

U Ä сигнал 30 перемещается во времени относительно сигнала 21, Величина U óñòàíàâëèâàåòñÿ при регулировании устройства так, чтобы середины сигналов 21 и 30 совпадали.

При работе устройства обеспечивается, в соответствии с изложенным, раз. мещение середины сигнала 30 на том месте текущей строки, где в предыдущей находилась середина сигнала 21.

Таким образом, в режиме поиска подготавливаются элементы устройства, ответственные за работу в режиме слежения. Режим поиска завершается переключением RS-триггера 9 в состояние "1". Его выходной сигнал

31 воздействует на коммутатор 11 таким образом, что управляющий вход блока выборки и хранения 12 отключается от выхода порогового дискриминатора 5 и соединяется с выходом двухвходового элемента И 16, !

1290268 формула

5 входового элемента И 16 поступает на сбросовый вход счетчика-делителя

17, а также через коммутатор 11 йа блок выборки и хранения 12, и устройство работает в режиме слежения по текущей информации, С устройства для слежения за стыком свариваемых иэделий на устройство управления приводом сварочной горелки (не показано) выдается два сигнала: сигнал на включение привода

"единичныйн уровень сигнала 31 с выхода RS-триггера 9и сигнал 27 о положении стыка с выхода блока выборки и хранения !2.

Повышенная помехоустойчивость устройства обеспечивается тем, что, во-первых, устройство имеет механизм анализа некоторого фрагмента иэображения с целью выявления сигнала действительно от стыка, В основу анализа положено предположение о том, что если в достаточном и количестве строк иэображения обнару. жено и сигналов, то эти сигналы ,принадлежат стыку. Анализ фрагмента изображения производится непосредственно перед переходом устройства в режим слежения. Благодаря этому вероятность выхода устройства в режим слежения за дефектом поверхности свариваемых изделий достаточно мала..Во-вторых, в процессе слежения принимаются во внимание (считаются сигналами от стыка) лишь те сигналы, которые расположены в строке на

1 участке наиболее вероятного появления сигнала от стыка (в том районе текущей строки, в котором в предыдущей был зафиксирован сигнал от сты— ка) . Благодаря этому помехоустойчи— вость устройства увеличивается во столько раз, во сколько длительность участка ожидания сигнала от стыка меньше длительности строки изображения, практически в 2-3 раза.

В-третьих, в случае временного про— падания сигналов от стыка устройство продолжает выдавать на управление приводом горелки сигнал, используя информацию о последнем з афиксированном сигнале от стыка и ожидая в то

f0

f5

50 же время появление новой информации о стыке . изобретения

Устройство для слежения эа стыком свариваемых изделий, содержащее последовательно соединенные генератор синхрсимпульсов, генератор развертки, телевизионный датчик, видеоусилитель, и пороговый дискриминатор, а также сумматор, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства эа счет увеличения помехозащищенности, оно содержит последовательно соединенные одновибратор, двухвходовый эле— мент И, коммутатор, блок выборки и хранения, сумматор и компаратор, последовательно соединенные счетчикделитель и RS-триггер, а также источник постоянного напряжения, первый и-разрядный двоичный счетчик, второй и-разрядный двоичный счетчик, 2 и-входовый элемент И и (n+1) Bõîдовый элемент И, подключенный и входами к соответствукяцим и выходам второго и-разрядного двоичного счетчика и к соответствующим первым и входам 2 и-входового элемента И, и+1 входом — к счетному входу второго и-разрядного двоичного счетчика, к выходу генератора синхроимпульсов и к первому входу счетчика-делителя,, а выходом — к входу сброса первого и-разрядного двоичного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом порогового дискриминатора, с вторым входом двухвходового элемента И и с вторым входом коммутатора,, а п выходов — с соответствующими вторыми и входами 2 п-входового элемента И, второй вход RS-триггера подключен к выходу 2 и-входового элемента И, а выход — управляющему входу коммутатора, второй вход компаратора связан с выходом генератора развертки и со вторым входом блока выборки и хранения, а выход— со входом одновибратора, второй вход счетчика-делителя соединен с выходом двухвходового элемента И, а второй вход сумматора — с выходом источника. постоянного напряжения.!

290268

2

22

t

1

t

8

Составитель Е.Владимирова

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Серд>окова Корректор И.Муска

-Заказ 7900/44 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4