Патент ссср 424679
Q П И С А Н И Е F«F 424679
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ссиоз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.05.70 (21) 1437435/25-27 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет
Опубликовано 25.04.74. Бюллетень ¹ 15
Дата опубликования описания 02.10.74 (51) М. Кл. В 23k 9/10
G 051 1/00
Государственный комитет, Coaera Министров СССР оо делам изооретений н открытий (53) УДК 621.791.75.037 (088.8) (72) Авторы изобретения
Б. Е. Патон, В. К. Лебедев, Г. П, Иванов, Э. И. Шмаков, Л. А. Искра, P. М. Гордон, В. В. Марченко и В. Г. Федотенков
Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. E. О. Патона (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ ПРОГРАММИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО
Изобретение касается сварки и может использоваться при программном управлении автоматической сваркой.
Известные многоканальные программирующие устройства (МПУ), содержащие программоноситсль в виде неподвижной карты, считывающий блок, состоящий из фотоэлектронных умножителей и электронно-лучевой трубки, прсобразу1ощий блок, имеющий усилитель фотосигнала и формирователь импульсов, и переключатель количества программ, сложны и имеют большую погрешность в работе.
Предлагаемое устройство отличается тем, что программоноситсль вымол«сн с двумя линиями — опорной прямой и программной кривой, а в преобразующий блок установлены кольцевой коммутатор с двумя импульсными входами и 2n+2 потенциальными выходами (где n — число программ), n+ 1 управляющий кл1оч, п преобразователей интервалов между импульсами в пропорциональные этим интервалам напряжения, п блоков компенсации и п усилителей выходных сигналов. Кроме того, в преобразующем блоке между усилителем фотосигнала и формирователем импульсов включен формирователь прямоугольных импульсов.
На фиг. 1 дана схема предлагаемого МПУ; на фиг. 2 — карта с двумя программами; на фиг. 3 — контур программной кривой.
Программоноситслем служит карта из жесткой белой бумаги илп другого материала.
Черным карандашом, тушью или друп1м способом на карту наносится одн» нли несколько программ. Каждая программа наносится в виде двух линий: опорной прямой и програ;iмной кривой. Для каждой программы на
10 карте отведена полоса. Между полосами имеется некоторый зазор. Карта помещается в светонепроницаемую камеру, на одну из се стенок.
Сторона карты, н» которой нанесены про15 граммы, обращена к противоположной стенке, в вырез которой вмонтирован экран элекTpoF1Ho-лучевой трубки. Перед экраном помещена рамка, з»крыва10щая cl-0 края. Между экраном и F »p Fой iiл! еется фотоооъсктпв. СО
20 стороны боковых стенок B камере размещены один или несколько фо тоэлсктронных умнов 1пслей (ФЗУ), Обрашепных фоточувствительной частью в сторону карты. Выходы
ФЗУ соединены мехкду собой параллельно.
25 Несколько ФЗУ примени!o i ñFF для получения большей чувствительности и для избежания нечеткой работы устройства пз-з» возможных бликов на:«««гях программ.
Блок-схема МПУ (см. фиг. 1) содержит
30 электронно-т, !свую трубку ЗЛТ, блок гори424679
3 зонтальной развертки БГР, регулятор частоты блока горизонтальной развертки РЧ, блок вертикальной развертки БВР, отклоняющую систему электронно-лучевой трубки ОС, фотоэлектронный умножитель ФЭУ, задающее устройство блока вертикальной развертки
ЗУ, усилитель фотосигнала УФС, преобразователь конца сигнала в импульс ПКСИ, ключи К вЂ” К„, К <+ц, кольцевой коммутатор КК, выходы коммутатора Bo, Bt — Bra„+tt, являющиеся одновременно управляющими входами ключей К1 — К<+и, преобразователь интервалов между импульсами в пропорциональные этим интервалам постоянные напряжения
ПИН вЂ” ПИН, блоки компенсации минимального напряжения БК1 — БК„, усилители
У1 — У„и переключатель количества программ
ПКП.
Под действием отклоняющих напряжений
БГР и БВР электронный луч, а следовательно и светящееся пятно, пробегает экран построчно сверху вниз. Спроектированное на карту пятно пробегает се в обратном порядке. Отраженный от карты свет пятна попадает в
ФЭУ, где он преобразуется в электрический сигнал и одновременно усиливается. При прохождении пятна по белому полю на выходе
ФЭУ появляется положительный сигнал. При попадании пятна на черные линии программ и при отсутствии светящегося пятна сигнал на выходе ФЭУ исчезает. Сигналы дополнительно усиливаются в УФС и формируются в прямоугольные блоком ФС. Положительные фронты прямоугольных сигналов формируются в импульсы блоком ПКСИ.
Полученные последовательности импульсов преобразуются таким образом, что на выходах ПИН1 — ПИН появляются напряжения, пропорциональные ординатам соответствующих программных кривых (абсциссами являются опорные прямые). Блоки ФС и ПКСИ необходимы для сохранения точности в работе МПУ при пересечении лучом крутонаклонных или вообще горизонтальных участков кривых. В этих случаях (см. фиг. 3) толщина а кривой становится неопределенной (см. участок о строки и и участок в строки р). Блоки
ФС и ПКСИ позволяют вести работу МПУ. по краю кривой программы, что исключает дополнительные погрешности, На фиг. 2 даны диаграммы прохождения сигналов tto элементам схемы фиг. 1 при работе МПУ в двухпрограммном режиме. Объектив и ФЭУ на фиг, 2 не показаны. Условно принято, что светящееся пятно по экрану и по карте бежит в каждой строке слева направо, а строки последовательно перемещаются сверху вниз.
Для наглядности расстояние между строками взято утрированно большим. Работа МПУ показана при считывании тремя последовательными строками.
Рамка перед экраном ЭЛТ установлена для избежания нарушения четкости в работе МПУ из-за переходных процессов в работе ЭЛТ по краям экрана.
4
В начале строки БГР tto выходу 1 выдает синхронизирующий импульс, устанавливающий КК в исходное положение. При этом появляется потенциальный сигнал на выходе Bо коммутатора, который может быть использован в качестве командного или синхронизирующего сигнала во внешней схеме (например, в схеме сварочного автомата). Во время хода в строке луч дважды перекрывается рамкой (см. участки rt и г на фиг. 2) и четырежды пересекает черные линии на карте. Íàпряжение на выходе блока ФС, соответствующее ходу луча в строке считывания 1, показано в левом столбце диаграмм. Блок ПКСИ вырабатывает пять импульсов в моменты, соответствующие положительным фронтам этого напряжения. При постоянной частоте строчной развертки интервал между вторым и третьим импульсами является аналогом ординаты точки а первой программы, интервал между четвертым и пятым импульсами аналогом ординаты точки б второй программы. Каждый импульс поступает одновременно на входы всех n+1 ключей, где n— количество программных каналов в конкретном МПУ. Однако проходят импульсы только через те ключи, которые открыты положительными потенциалами с выходов  — Bg 4-ц кольцевого коммутатора КК. Исключением
ЯвлЯетсЯ ключ Кг+4ь котоРый, наобоРот, положительным потенциалом запирается, а при отсутствии потенциала на его управляющем входе находится в открытом состоянии.
К моменту появления первого импульса потенциал имеется только на Âtt и потому закрыты все ключи за исключением AtÄ4. Вь который отпирает К4 для пропускания второго импульса. Второй импульс проходит через .К1 и переключает КК на выход В . Третий импульс проходит также через К4 и переключает КК на В . Блок ПИН1 преобразует интервал между вторым и третьим импульсами в пропорциональное ему (интервалу) напряжение. Для правильной работы МПУ необходимо соблюдать условие у,) г, где у — ордината любой точки программной кривой, гав некоторая минимально-допустимая величина. Чтобы иметь возможность запрограммировать нуль, в схему МПУ введены блоки БК1 — БК, компенсирующие величину г4. Таким образом, после БК и У на выходе 1 МПУ появляется напряжение, пропорциональное интервалу У = У вЂ” гз, соответствующему величине заданной программой. Четвертый импульс проходит через К и переключает КК на В4. Пятый импульс проходит также через К и переключает КК на Вр+1 (в случае двухпрограммного режима). Интервал между четвертым и пятым импульсами преобразуется в напряжение, пропорциональное заданной по программе величине, аналогично описанному выше. Потен424679 циал с выхода В +ц запирает К +0. Поэтому импульсы, могущие появиться при обратном ходе луча, не влияют на работу МПУ. В начале следующей строки синхронизирующий импульс блока БГР снова приводит КК в исходное положение. Далее работа МПУ повторяется. Строка за строкой программы считываются и преобразуются в соответствующие напряжения на выходах МПУ. Закон изменения скорости считывания всей программы определяется задающим устройством ЗУ. Задающим может служить любой параметр (время, путь, сварочный ток, сварочное напряжение и др.), который может быть преобразован в задающее напряжение. Задающее устройство используется также в качестве управляющего (оно вк:почает, останавливает или повторяет считывание программы). Переключатель количества программ переводит коммутатор в режим работы, соответствующий количеству нанесенных на карту программ. При уменьшении количества программ увеличивается точность работы устройства, так как при постоянных размерах программоносителя увеличивается масштаб изображения программы. Предмет изобретения 1. Многоканальное программирующее устройство, содержащее программоноситель в виде неподвижной карты, считывающий блок, состоящий из фотоэлектронных умножителей и электронно-лучевой трубки, преобразующий блок, имеющий усилитель фотосигнала и формирователь импульсов. и переключатель коли10 чества программ, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью его упрощения и повышения точности работы, программоноситель выполнен с двумя линиями — опорной прямой и программной кривой, а в преобразующий блок l5 установлены кольцевой коммутатор с двумя импульсными входами и 2n+2 потенциальными выходами и —,1 управляющий ключ, и преобразователей интервала между импульсами в пропорциональные этим интервалам на20 пряжения, и блоков компенсации и а усилителей выходных сигналов, где n.— число программ. 2. Устройство по гь 1, отличающееся тем, что в преобразующем блоке между уси25 лителем фотосигнала и формирователем импульсов включен формирователь прямоугольных импульсов. 424679 Я/Г b (г/ьи к (& 9(2n И(//+О //ин ЫК2 (Бык. Р//г. 2 77/30! и /3 фиг. 5 Подписное Типография, нр. Сапунова, 2 ЦНИИПИ Заказ 2675/10 Изд. ¹ 742 Тираж 944 1 
