Способ диагностирования работы трубосварочного стана и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскнх. Соцнелнстнческнх

Республнк ри99?895 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.10. 79 (21) 2839349/25-27 сприсоединеииемзаявки Йо (23) Приоритет (%11М. Кп.з

В 21 С 37/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2302.83, Бюллетень Йо7 ($3) УДК б21.774. .2 (088.8) Дата опубликования описания 23.02.83

М.Я. Акимова, В.B. Барановский, A. C . .Васильев, В.В. Геййеие, : Д

А. P. казаков, Б.Я. качанов, Г.Д.лубяницкий и Лу) с@Щвников с (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РАБОТЫ ТРУБОСВАРОЧНОГО

СТАНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ф I 2

Изобретение относится к сварке труб и может быть использовано для диагностирования работы трубосварочных станов, содержащих устройства для высокочастотной сварки.

Известен способ диагностирования работы трубосварочного стана по биению формующих валков, при котором регистрируют параметры, характеризующие биение формующих валков, сравнивают .эти параметры с .допустимыми и по величине кх отклонений судят о работе стана (1 J.

Известно также устройство для осуществления способа, содержащее датчик определения биения формующих валков, связанный с регистрирующим прибором (1).

Недостатком этого способа и реализующего его устройства является необходимость установки датчиков и устройств для обработки сигналов на каждом формующем .валке, что услож.няет диагностирование вследствие необходимости обработки большого количества информации и снижает его точность, так как она зависит от ошибок всех элементов системы. Это обстоятельство весьма существенно, поскольку формующие устройства трубосварочных станов представляют собой многоклетевые агрегаты. Еще одним недостатком известных способа и устройства является наличие механических контактов между измерительной системой и формующими валками.

Целью изобретения является повы- шение точности диагностирования работы трубосварочного стана.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диагностирования работы трубосварочного стана по биению формующих валков, при котором регистрируют параметры, характеризующие биение формующих валков, сравнивают эти параметры с допустимыми и по величине их ozKJtoнений судят о работе стана, в качестве параметра, характеризующего биение формующих валков, принимают спектральные составляющие сигнала, полученные путем регистрации температурного излучения из очага сварки, приведения полученного сигнала к номинальной скорости сварки, раскладывания его на сумму периодических составляющих и фиксации спектральных составляющих сигнала. устройство, для осуществления

З0 способа содержащее датчик определе997895

15 ь

30 fi

45

65 ния биения формукщих валков, связанный с регистрирующим прибором, снабжено соединенным с Датчиком определения биения формующих валков анализатором спектра, блоком срав— нения и запоминающим устройством, в качестве датчика использован фотопи-. рометр, один иэ выходов анализатора спектра подключен к входу блока сравнения, а другой — к входу запоминающего устройства, выход которого подключен к второму входу блока сравне— ния, Способ осуществляется следующим образом.

Процесс высокочастотной сварки подвержен возмущающим воздействиям, связанным с биениями формующих валков, которые носят в основном периодический характер. Упомянутые возмущения влияют на процесс сварки, проявляясь прежде всего в изменении его температурных характеристик.

Поэтому, воспринимая температурное излучение из очага сварки, например, при помощи фотопирометра, можно в скрытом виде получить информацию о возмущениях (биениях ) формующих валков. Разлагая полученный сигнал на периодические составляющие, где каждой частоте возмущения соответствует своя составляющая в спектральном разложении, можно сформировать спектральный образ работы стана и запомнить его с помощью известных средств. В процессе работы стана периодически повторяют.эту процедуру и, сравнивая полученное разложение (текущий спектральный образ) с зарегистрированным ранее, принятым эа эталонное,по его отклонению (изменению частоты и амплитуды дискрет) судят о нормальной работе стана, зависящей от степени износа формующих валков и их биений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации способа, на фиг. 2 — блок-схема анализатора спектра.

Устройство содержит датчик определения биения валков (фотопирометр )

1, с оеди не нный с ан али з атором 2 спектра, один из выходов анализатора спектра подключен к входу блока 3 .сравнения, а другой — к входу запоминающего устройства 4, выход которого подключен к второму входу блока сравнения. Выход блока сравнения соединен с индикатором 5 отклонения.

Анализатор спектра может быть выполнен как по схеме цифрового анализа (фиг. 2), так и по схеме аналоговой обработки сигнала. Цифровой анализатор спектра состоит из аналогоцифрового преобразователя б, вычислительного устройства 7 и арифметического устройства 8.

Устройство диагностирования работы трубосварочного стана работает следующим образом.

Поток излучения иэ очага сварки и нагретых кромок воспринимается фотопирометром, на выходе которого получают временной сигнал E(t) который поступает на вход анализатора спектра. При использовании цифрового аналиаатора временной сигнал E(t ) поступает на вход аналого-цифрового преобразователя б, где непрерывный сигнал преобразуется в дискретные по амплитуде и времени сигналы отсчета, взятые с интервалом })}t. Эти сигналы, поступая в вычислительное устройство 7, подвергаются дискретному преобразованию Фурье. В качестве оценки спектра принимается величина сигнала S(K). где Х вЂ” значение преобразования

Фурье реализации длительности at }

Т вЂ” длина периода.

Оценки усредняются в арифметичесКоМ устройстве 8 по периодам длиной

Т, таким образом определяется текущее значение S(K ).

При использовании в качестве спектра схемы аналоговой обработки разложение осуществляется с помощью гетеродинного спектроанализатора, например, типа СК4 — 26. На выходе его формируется набор сигналов-отсчетов S(1), S(2 )... Я(И ), соответствующих значениям спектра для частот

f< ... Полученный для различных

1 1 И номийальных скоростей сварки дискретный набор спектров фиксируется запоминающим устройством 4, таким образом создается "банк" эталонных спектров.

Автоматическая диагностика работы стана производится путем сравнения текущих значений сигналов Б(К ) с эталонными посредством устройства 3 сравнения и выделения разностного сигнала ЬЬ.

Поступая на индикатор 5 отклонения сигнала Ь1 сравнивается с пороговым сигналом «} „и, если Ь} — «}; ) О, то это указывает на отклонение режима работы от номинального больше допустимого (порогового ), о чем свидетельствуют либо цветовой сигнал, либо показание стрелочного или цифрового прибора на индикаторе 5 отклонения.

Предлагаемые способ и устройство обеспечивают повышение надежности и точности диагностирования за счет непрерывности процесса измерения, отсутствия контактных элементов в устройстве и высокой степени формализации всех операций, исключающей субъективную оценку « возможность автоматизации процесса диагностирова 997895

Формула изобретения

Составитель С Никулина

Редактор Т. Кугрышева Техред М. Коштура Корректор N. Шароши

Заказ 1011/14

Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ния и принятия решений, упрощение техники измерения за счет отсутствия датчиков на формующих клетях стана, а также накопление информации о процессе высокочастотной сварки и возможность реализации статистических методов контроля качества продукции.

Экономический эффект получен за счет снижения брака продукции.и снижения времени перестройки стана в соответствии с полученным диагнозом.

1. Способ диагностирования работы, рубосварочного стана по биению фор- 15 ющих валков, при котором регистрируют параметры, характеризующие биение формующих валков, сравнивают эти параметры с допустимыми и по величине их отклонений судят о работе ста- Щ на,отличающийся тем, что, с целью повышения точности диагностирования, в качестве параметра, характеризующего биение фор,мующих валков, принимают спектральные составлякхдие сигнала, полученные путем регистрации температурного из-, лучения из очага сварки, приведения полученного сигнала к номинальной скорости сварки, раскладывания его на сумму периодических составляющих и фиксации спектральных составляющих сигнала.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее датчик определения биения формующих валков, связанный с регистрирукщим прибором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено соединенным с датчиком определения биения формукх@их валков анализатором. спектора, блоком сравнения и запоминакщим устройством, в качестве датчика использован фотопирометр, один из выходов анализатора спектра подключен к входу блока сравнения, а другой — к входу запоминающего устройства, выход которого подключен к второму входу блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии 9 1308439, кл. G 01 Б 7/12, 28.02.73 прототип).