Тренажер сварщика

Тренажер сварщика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 09 В 19 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР,(2I) 38l6254/24-24 (22) 23.ll.84 (46) 15.08.89.. Бюл.9 30 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН.УССР (72) Б,Е. Патон, В.В. Васильев,.

В.А. Богдановский, А.И. Баранов, "С.Н, Даниляк, В,А, Щеголев, В.А.Черноиванов, В.И. Волошин, В.N. Гавва и В.Н, Бернадский (53) 621.3;071(088.8) (56) Патент Англии У 1455972, кл. G 09 В 9/00, опублик. 1976.

Патент США Ф 4124944, кл. G 09 В 19/24, опублик. 1974.

Авторское свидетельство СССР

В 1038963, кл. G 09 В 19/24, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 980124, кл. С 09 В 19/24, 1982.

° Ъ (54) (57) 1. ТРЕНАЖЕР СВАРШИКА, содержащий блок имитации объекта тренажа, имитатор ручного инструмента, электроакустический преобразователь, блок моделирования теплового баланса и блок контроля, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом электроакустического преобразователя, первым входом имитатора ручного инструмента и первым входом блока моделирования тейлового баланса, выход которого соединен с первым входом блока контроля, отличающийся тем, что, с целью расширения его дидактических возможностей, в него введены блок формирования изображения искр, выходы которого подключены соответственно к блоку имитации объекта тренажа и второму входу имитатора ручного инструмента, блок формирования

2 изображения сварочной ванны, блок

» формирования изображения сварного шва, блок синхронизации, блок выделения сигналов ошибки и блок генераторов, выходы которого подключены к входам первой группы блока синхронизации, входы второй группы которого подключены к выходам группы блока выделения сигналов ошибки, выходы первой группы блока синхронизации подключены к входам группы блока формирования изображения сварочной ванны, а выходы второй группы подключены к входам группы блока формирования изображения сварного шва, первый выход первой группы блока синхронизации подключен к первому входу блока выделения сигналов ошибки, второй выход - к второму входу блока выделения сигналов ошибки и первым входам блока формирования изображения сварного шва и блока формирования иэображения искр, а третий выход — к третьему входу блока выделения сигналов ошибки, к второму ° входу блока формирования изображения искр и второму входу блока контроля, входы группы которого вместе с входами первой группы блока формирования иэображения искр подключены к выходам. первой группы блока формирования изображения сварного шва, выходы второй группы которого соединены с входами второй группы блока фор)ирования изображения искр, третий вход которого подключен к выходу блока моделирования теплового баланса, один.. из выходов первой группы блока фор.мирования изображения сварного шва подключен к первому входу блока формирования изображения сварочной ван3 121 ны, второй вход которого соединен с третьим входом блока контроля и, первым выходом блока выделения сигнала ошибки, второй выход которого подключен к второму входу блока моделирования теплового баланса, а третий выход — к третьему входу блока моделирования теплового баланса и четвертому входу блока контроля, пятый вход которого соединен с первым выходом имитатора ручного инструмента, второй выход которого соединен с четвертым входом блока выделения сигнала ошибки, пятый вход которого подключен к третьему выходу блока контроля, а шестой — к первому выходу блока формирования изображения сварного шва и третьему входу блока формирования изображения сварочной . ванны, выход которого подключен к четвертому входу блока формирования изображения искр.

2. Тренажер по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок синхронизации содержит последовательно соединенные переключатель, коммутатор, первый счетчик, первую схему сравнения и первый элемент- И, выход которого является первым выходом вто" рой группы блока, последовательно соединенные генератор импульсов, второй счетчик, вторую схему сравнения и второй элемент И, выход которого является вторым выходом второй группы блока, третий и четвертый счетчики, выходы которых подключены к другим входам соответственно первой и второй схем сравнения, выходы второго и третьего счетчиков являются выходами первой группы блока, ab)ход генератора импульсов является третьим выходом второй группы блока,, один из выходов второго счетчика подключен к входу третьего счетчика, другиа выходы коммутатора подключены к входам четвертого счетчика, входы первой и второй групп коммутаторов являются входами первой и второй групп блока, 3. Тренажер по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок формирования изображения сварного шва содержит .три регистра, узел памяти, узел регенерации памяти, три ком- . мутатора, триггер и переключатель, первый, второй и третий входы.первого коммутатора являются соответственно первым, вторым и третьим входа

7151 4 ми блока, другие входы подключены. к выходам переключателя а выход соединен с входом первого регистра, выходы которого подключены к входам первой группы узла памяти, входы, второй группы которого подключены к выходам второго коммутатора, выхо ды узла памяти подключены к входам группы второго регистра, выход которого подключен к первому входу третьего коммутатора, выход которого является выходом блока, первый вход узла памяти является первым входом группы блока, вторым входом группы которого являются вторые входы третьего коммутатора и узла памяти, третьим входом группы блока являются второй вход первого регистра, первый вход второго регистра и вход третьего регистра, группа входов которого является другими входами группы блока, один из входов группы третьего регистра соединен с входом триггера, выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам второго коммутатора, входы первой и второй групп которого соединены соответственно с выходами третьего регистра и узла регенерации памяти.

4. Тренажер по п. I о т л и " ч а ю шийся тем, что блок формирования изображения сварочной ванны содержит узел памяти и две цепочки, состоящие из последовательно соединенньтх триггера, элемента И и счетчика, выходы счетчиков подключены к первым входам триггеров, вторые входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока, выходы групп счетчиков подключены соответственно к входам первой и второй групп узла памяти, выходы группы которого являются выходами первой группы блока, первый выход которого является выходом блока, первый, вто.рой, третий н четвертый выходы групп счетчиков и второй выход узла памяти являются соответствующими выходами второй группы блока, вторые входыэлементов И являются соответственйо третьим и четвертым входами блока.

5. Тренажер по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок вьщеления сигнала ошибки содержит функциональный преобразователь, выход которого является первым выходом блока, последовательно соединенные зле5 121715 мент. НЕ, первый элемент И-НЕ и амплитудный детектор, выход которого является:вторым выходом блока, две це- почки, состоящие из последовательно соединенных элемента задержки, узла сравнения, формирователя импульсов и цифро-аналогового преобразователя, выходы которых подключены к входам, функцйонального преобразователя, вто- 10 рого элемента И-НЕ, триггера Шмидта и усилителя, вход которого является первым входом блока, а выход соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и входом триггера Шмидта, выход ко- 5 торого соединен с первым входом вто- рого элемента И-НЕ, выход которого подключен к входам элементов задержки, выход одного из элементов задержки является третьим выходом блока, 20 .второй вход второго элемента И-НЕ, вход элемента НЕ и вторые входы узлов сравнения и формйравателей импульсов являются вторым входом блока, третьи входы узлов сравнения являются третьим входом блока, третьи и четвертые входы формирователей импульсов являются соответственно четвертым и пятым входами блока, третий и четвертый элементы И-НЕ, 30 первые входы которых являются шестым входом блока, вторые выходы узлов сравнения соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвер.того элементов И,выходы которых под- З5 ключены к пятым входам соответствующих формирователей импульсов, выходы

1 6 которых являются выходами группы блока.

6. Тренажер по и, 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок формирования изображения искр содержит последовательно соединенные первый переключатель, усилитель и сумматор, выход которого является первым выходом блока, второй переключатель и последовательно соединенные первый счетчик и элемент И, выход которого является вторым выходом блока, последовательно соединенные второй счетчик, генератор случайной последовательности импульсов и узел совпадения, другие входы которого соединены с выходами группы второго счетчика, а выход через второй перекпючатель соединен с вторым входом сумматора, последовательно соединенные третий переключатель и ключ, вход которого является первым входом блока, а выход соединен с вторым входом усилителя, третий вход которого и входы первого переключателя являк тся входами первой группы блока, третий вход сумматора и группа входов узла совпадения являются входами второй группы блока, четвертый вход сумматора является вторым входом блока, пятый вход сумматора, вход второго счетчика и. второй вход элемента И являются третьим входом блока, mecтой вход сумматора и вход первого счетчика являются четвертым входом блока.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в каче- стве технологического средства для обучения приемам и навыкам ручной и полуавтоматической электросварки.

Целью изобретения является расши рение дидактических возможностей тренажер а.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого тренажера;: на фиг. 2 - схема блока моделирования теплового баланса; на фиг. 3 — конструкция имитато- ра Ручного инстРумента для сварки штучным электродом; на фиг. 4 — конструкция имитатора ручного инструмента для сварки электродной проволокой в среде защитных газов; на фиг. 5одна из известных схем блока синхро" низации; на фиг. 6. — одна иэ возможных схем реализации блока формирования изображения сварочной ванны; на фиг; .7 — схема, иллюстрирующая принцип формирования изображения сварочной ванны на экране телевизионного дисплея; на фиг. 8 — схема блоКа фор.мирования изображения искр; на фиг. 9 — схема, иллюстрирующая принцип формирования изображения искр на экране телевизионного дисплея; на фиг. 10 — схема блока формирования изображения сварочного maa; на фиг. 11схема блока генераторов; на фиг. 12 ,иллюстрируются возможные траектории движения сварочной ванны по экрану

4ь

7 1? 17151 8 телевизионного дисплея; на фиг. 13 . схема выделения сигналов ошибки; на фиг. 14 — схема блока контроля; на фиг. 15 — схема формирования сигнала ошибки по слежению.

Предлагаемый тренажер сварщика, схема которого приведена на фиг. 1, содержит блок 1 моделирования теплового баланса, имитатор 2 ручного ин. струмента, электроакустический преобразователь 3, блок 4 имитации объекта тренажера (телевизионный дисплей), блок 5 синхронизации, блок 6. формирования изображения. сварочной ванны, блок 7 формирования изображения искр, блок 8 формирования изображения сварного шва, блок 9 генераторов, блок 10 выделения сигналов ошибки, блок 11 контроля, входы 12, 13, 14 блока моделирования теплового баланса, выход 15 блока моделирования теплового баланса, входы 16, 17 имитатора ручного инструмента, выходы

18, 18(1) имитатора ручного инструмента, вход 19 электроакустического преобразователя; вход 20 блока имитации объекта тренажа, выходы 21-37 блока синхронизации, выходы 38-40 блока синхронизации, входы 41-48 блока. синхронизации, вход 49 блока формирования изображения сварочной ванны, входы 50-52 блока формирования изображения сварочной ванны, выходы, 53-66 блока формирования изображения сварочной ванны, входы 67-83 .блока формирования изображения .искр, выходы 84, 85 блока формирования изобра-. ження искр, входы 86-105 блока формирования изображения сварного:шва, выход 106 блока формирования изображения сварного шва, выходы 107-110 блока генераторов, входы 111-113, )14, 115, 115(1) блока выделения сигналов ошибки, выходы 116-119, 120, 121, )22 блока выделения сигналов ошибки, входы 123, 124, 125, 126-129, 130 131 блока контроля, выходы 132134 блока контроля.

Блок 1 моделирования теплового баланса предназначен для реализации решения уравнения теплопроводности в виде дифференциального уравнения в обыкновенных производных, соответствующего балансу количества тепла, поступившего в рассматриваемый объем от сварочного источника тепла, и теп-. ла, ушедшего за пределы объема всеми вйдами теплопередачи (теплопроводность, конвекция, излучение и др.) ..

Блок 1 моделирования теплового баланса, приведенный на фиг. 2, содержит электронный ключ 135, интегратор

136, сумматор 137, умножитель 138, функциональный преобразователь )39 длины дугового промежутка, функциональный преобразователь 140 тока дуги, потенциометр Rl 1 установки скорости сварки в режиме "Слежение", пеГ реключатель S). ).ñêoðîñòè сварки.

Электронный ключ предназначен для выключения сигналов, .имитирующих скорость сварки и ток дуги при появлении сигнала нарушения нормального ре жима сварки.

Функциональный преобразователь

139 длины дугового промежутка предназначен для формирования сигнала напряжения дуги.

Функциональный преобразователь

140 тока дуги предназначен для реали25 зации внешней характеристики сварояного источника тока.

Потенциометр Rl 1 предназначен для установки напряжения, соответствующего определенной скорости сварки, в

30.программном режиме обучения сварщиков (" Слежение" ) .

Переключатель S).1 предназначен для коммутации входного сигнала скорости сварки в двух режимах обучения сварщиков: программном (" Слежение" ) и самообучения (" Сварка" ).

Имитатор ручного инструмента 2 предназначен для имитации реального

40 ручного инструмента, применяемого в практике сварочного инструмента для сварки штучным электродом (фиг. 3) и имитации ручного инструмента для сварки электродной проволокой в сре45 де защитных газов (фиг. 4). Имитатор ручного инструмента содержит держатель 141 имитатора электрода, собственно имитатор электрода 142, мотор-. ный привод 143 для имитации плавле5р ния электрода и датчик угла 144 (гравитационного типа). .Имитатор электрода выполнен полым внутри и на конце

I содержит четыре излучающих 145 и один приемный 146 элемент датчика

55 длины дугового промежутка. Приемный элемент 146 является приемным элемен том датчика длины дугового промежутка, предназначенным для приема отраженного от экрана телевизионного дис-..1217151

10 плея оптического излучения и одновременно служащим приемным элементом светового пера для восприятия излучения сварочной ванны, имитируемой оп5 ! тически на экране этого же телевизионного дисплея.

Блок 4 имитации объекта тренажа предназначен для имитации объекта сварки и сварочной ситуации, а также 10 визуального контроля качества процесса сварки.

Блок 5 синхронизации предназначен для .формирования тактирующих сигна,лов, синхрониэирующих работу всех . 15 блоков тренажера, а также реализации дискретного представления телевизионного растра, запуска микрорастра и его перемещения по экрану телевизионного дисплея.. 20

Блок 5; генератор 147 (синхро) импульсов, счетчик 148 (горизонтальной . дискретизации растра), счетчик 149 (вертикальной дискретизации растра), счетчик 150 (положения микрорастра по 25 . горизонтали), счетчик 151 (положения микрорастра по вертикали), схемы

151(1) и 152(2) сравнения (здесь и. везде в дальнейшем цифрами в скобках указаны одинаковые по техническому исполнению блоки, узлы и элементы), элементы И 153 (1) и 153(2), коммутатор 154 (управления перемещением микрорастра), переключатель 155 (режимов работы "Сварка" — "Слежение" ).

Генератор 147 синхроимпульсов

-35 предназначен для генерирования непрерывной последовательности импульсов частотой 8 мГц.

Счетчик 148 горизонтальной дискре- р тизации растра предназначен для строчной дискретизации телевизионного растра и выработки целой последова,тельности импульсных сигналов, необходимых для работы остальных блоков 45, тренажера.

Счетчик 149 вертикальной дискретизации растра предназначен для кадровой дискретизации телевизыанного растра и выработки последовательности импульсных сигналов различных частот, необходимых для работы остальных блоков тренажера. Счетчики 148 и 149 горизонтальной и вертикальной дискретизации растра образуют, например, 55

19-разрядный счетчик дискретизации растра, каждому состоянию которого . соответствует один определенный отрезок телевизионного растра длитель- ь ностью 125 нс.

Счетчик 150 положения микрорастра по горизонтали предназначен для записи числа, определяющего положение микрорастра на телевизионном растре по горизонтали.

Счетчик 151 положения микрорастра по вертикали предназначен для записи . числа, определявшего положение микрорастра на телевизионном растре по вертикали.

Схемы сравнения 152(1) и 152(2) предназначены для сравнения кодов, находящихся в счетчиках 150 и 151 положения микрорастра по горизонтали и . по вертикали, с текущим адресом движущегося луча телевизионной развертки.

Элементы И 153(1) и 153(2) предназначены для выработки сигналов запуска микрорастра по горизонтали и вертикали при совпадении кодов на входах . схем сравнения 152(1} и 152(2).

Коммутатор 154 управления перемещением микрорастра предназначен для коммутации управляющих сигналов счетчиков 150 и 151 положения микрорастра по горизонтали и вертикали в двух режимах работы тренажера — "Сварка" и "Слежение". В режиме "Сварка" управляющие входы счетчиков подключены к блоку 10, а в режиме "Слежение"— к блоку 9.

Переключатель 155 режимов работы предназначен для переключения вход1 ных управляющих сигналов коммутатора

1 54 управления перемещения микрораст-. ра при двух режимах работы тренажера — "Сварка" и "Слежение". Он находится на передней панели тренажера.

Блок 6. формирования иэображения сварочной ванны предназначен для фор-,. мирования на экране телевизионного дисплея микрорастра, например, размером 256х256 точек, изображения, например, четырех концентрических окружностей, имитирующих сварочную ванну в центре микрорастра, формирования . изображения разделки кромок имитируемых свариваемых деталей и формирования сигнала центра изображения имитируемой сварочной ванны.

Блок 6 формирования иэображения сварочной ванны содержит счетчики 156 (горизонтальной дискретизации микрорастра), счетчик 157 (вертикальной дискретизации микрорастра), триггер

121

158 (запуска микрорастра по горизон-: тапи),. триггер 159 (запуска микрорастра по вертикапи), элементы И 160(1) и 160(2), узел 161 памяти.

Счетчики горизонтальной 156 и вертикальной 157 дискретизации микрорастра представляют собой двоичные с 1етчики с коэффициентом пересчета

256> т,е. количеством точек микрора-. стра по- горизонтали и вертикали.;

Триггер 158 предназначен для запуска микрорастра по горизонтали, триггер 159 — для запуска .микрорастра по вертикали

Элемент И 160(1) предназначен для пропускания на счетный вход счетчика

156 горизонтальной дискретизации микрорастра импульсов с частотой 8 мГц во время работы триггера 158 запуска микрорастра по горизонтали.

Элемент И 160(2) предназначен для йропускания на счетный вход счетчика

157 вертикальной дискретизации микрораСтра строчных синхронизирующих импульсов с частотой 15, 625 кГц во время работы триггера 159 запуска микрорастра по вертикали. Узел 161 памяти предназначен для формирования изображений четырех концентрических окружностей, имитирующих сварочную ванну, а также формирования изображения разделки кромок и выработки сигнала центра имитируемой сварочной ванны.

Блок 7 предназначен для формирова- ния изображения искр, случайным обра-, soM раздетающихся от центра имитируе мой сварочной ванны, а также формирования полного видеосигнала и импульсов излучения датчика длины дугового промежутка.

45 ти1 кнопку 52 (" Сброс содержимого памяти11).

Входной коммутатор 170 данных предназначен дпя коммутации входных

50 сигналов: "Круг 1" (наименьший внутренний круг имитируемой сварочной ванны), сигнала центральной точки сварочной ванны "Центр ванны" и сигнала со светового лера С.П.

1! И

Выходной коммутатор 171 данных предназначен для коммутации выходного сигнала блока 8 формирования изображения сварного шва в режимах

Запись" — Считывание".

Блок 7 содержит счетчик 162 (пол. жения искр), генератор 163 случайной, последовательности импульсов, узел

164 совпадения, сумматор 165, усилитель:166 (c управляемым коэффициентом усиления), электронный ключ 167, счетчик 168, элемент И 169, переклю":: чатель S 1.2-$ 1.4 режима обучения

11 И 11 И сварке "Сварка" -. "Слежение

Счетчик 162 положения искр представляет собой, например, четырехразрядный двоичный счетчик с модулем пересчета "16", .предназначенный для дискретного высвечивания искры на экране телевизионного дисп сея в про. цессе ее днпжения по траектория.

7151 12

Генератор 163 случайной последовательности импульсо в предназначен для выбора одной иэ двенадцати возможных траекторий полета искры.

Узел 164 совпадения предназначен для формирования возможных траекторий разлета искр в микрорастре, Сумматор 165 предназначен для фор1р мирования полного видеосигнала.

Усилитель 166 с управляемым коэффициентом усиления предназначен для управления амплитудой яркостного сигнала сварочной ванны, пропорциональ15 ный уровню напряжения, соответствующему температуре ванны.

Ключ 167 предназначен для управ ения напряжением, соответствующим температуре сварочной ванны, в ре20 жимах работы тренажера "Сварка"

"Слежение".

Счетчик 168 предназначен для деления частоты строчных импульсов на три.

25 Элемент И 169 предназначен для пропускания импульсов с частотой

Р. /3 на излучающие элементы 145 датчика длины дугового промежутка во время кадрового синхрониэирующего

30 импульса.

Блок 8 формирования изображения сварного шва.предназначен для запоминания и хранения траектории движения конца имитатора ручного инструмента в течение одного сеанса работы тренажера и отображения этой -траектории на экране телевизионного дисплея для анализа качества имитируемого. сварочного процесса.

Блок 8 содержит коммутаторы 170 и

171 переключатель 1 72, регистр 173, регистр 174, регистр 175, узел 176 регенерации памяти, коммутатор 177 адреса, триггер 178, узел 179 памя13

l4

1217 l 51

Переключатель 172 предназначен для управления входным коммутатором данных.

Входной 173 и выходной 174 реги, стры данных предназначены для временного хранения записываемой и считываемой информации.

Регистр 175 адреса предназначен ! для хранения адреса ячейки памяти, в которую будет записана информация или с которой она будет считана.

Узел 176 регенерации памяти предназначен для регенерации содержимого ячеек памяти узла 179 элементов па-.. мяти во время строчных синхронизирующих импульсов.

Коммутатор 177 адреса предназначен для подключения адресных входов узла

179 элементов памяти либо к выходам регистра 175 адреса либо к выходам узла 176 регенерации памяти.

Триггер 178 предназначен для управления коммутатором 177 адреса.

Узел 179 памяти представляет собой динамическое оперативное запоминающее устройство.

Блок 9 генераторов предназначен для формирования на экране телевизионного дисплея траекторий движения изображений сварочной ванны, соответствующих различным типам почерка и И. сваршика, представленным на фиг. 12; а) прямая линия; б) "пила"; в) "меандр", г) "трапеция" .

Блок 9 также предназначен для регулировки †скорос движения ванны по горизонтали и по вертикали; регулировки ширины и шага движения ванны, а также для изменения направления движения; пуска и остановки движения.

Он содержит управляемые генераторы

180(1) — 180(3), электронные ключи

181(1) — 181(4), триггер 182, элементы И-НЕ 183(1) - 183(3), переключатель 3 "Пуск", переключатель 4 направления движения иэображения сварочной ванны "Прямой ход" . — "Обратный ход"; переключатель 5 траекторий движения изображения сварочной ванны.

Управляемые генераторы 180(I)

180(3) представляют собой управляемые генераторы прямоугольных импульсов, частота которых регулируется с помощью потенциометров R2, R3, М.

Электронные ключи 181(1) — 181(4) предназначены для коммутации выходных сигналов с управляемых генерато ров 180{1) и 180(2).

55 дугового промежутка. Постоянную времени выходной RC-цепи амплитудного детектора выбирают гораздо больше, чем 3/F p, и меньше, чем постоянная времени движения руки сварщика. На фиг. 13 показаны входы-выходы 197210.

Элементы задержки 189 и 190 предназначены для компенсации запаздывания из-за инерционности возбуждения

10.

Триггер 182 предназначен для деления частеты сигнала с выхода управляемого генератора 180(3) на дна.

Элементы И-НЕ 183(1) и 183(2) предназначены для формирования управляющих сигналов, поступающих на управляющие входы электронных ключей

181(1) — 181(4).

Блок 10 деления сигнала ошибки предназначен для формирования управ- ляющих сигналов, необходимых для перемещения изображения сварочной ванны за перемещением конца имитатора ручного инструмента по экрану телевизионного дисплея. Блок 10 содержит усилитель 184, элементы И-НЕ 185(1)—

185(4), элемент HE 186„ компаратор

187, амплитудный детектор 188, элемент 189 задержки (горизонтального канала), элемент 190 задержки (вертикального канала),узлы 191 и 192 сравнения; формирователи 193 и 194 импульсов; цифро-аналоговые преобразователи 195(1) и 195(2), функциональный преобразователь 196 (скорости сварки) .

Усилитель 184 предназначен для усиления принятых приемным элементом

146 сигналов необходимого уровня.

Элементы И-НЕ 185(1) и 185(2) предназначены для селективного пропускания во времени принятых сигналов светового пера и датчика длины дугового промежутка на входы соответствующих узлов обработки этих сигналов, Элемент HE 186 предназначен для инвертирования входного сигнала кадрового синхронизирующего импульса.

Компаратор 187 предназначен для выделения из совокупности входных сигналов полезного входного сигнала светового пера.

Амплитудный детектор 188 предназначен для детектирования сигналов с частотой Р /3, отраженных от экрана телевизионного дисплея и принятых приемным элементом 146 датчика длины

15- 12171 люминофора экрана телевизионного дисплея, а также вследствие задержек раапространения сигнала в соединительных, усилительных.и формирующих цепях.

Узел 191 предназначен для определения временного .рассогласования .между йоступлением сигнала светового . пера и сигнала центра изображения 10 сварочной ванны по горизонтали. Узел

191 горизонтальной обработки содержиг два D-триггера, один RS-триггер и схему сравнения.

Узел 192 имеет аналогичный состав и предназначен для определения вре- . менного рассогласования между поступлением сигнала светового пера и сяг" нала центра изображения сварочной ванны по вертикали. . Формирователь 193 содержит реверсивный счетчик с коэффициентом пересчета 256, четыре элемента И и элемент ИЛИ-НЕ входы которого поразрядно подключены к выходам реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу третьего элемента.

И а суммиру1ощий вход реверсивного счетчика подключен к выходу четвертого элемента И. Вход 208 является первым входом третьего элемента И, второй вход которого является входом

210 узла 193 определения величины рассогласования и управления перемещением иэображения сварочной ванны. 35 по горизонтали, Нервые и вторые входы первого и второго элементов И подклю-1 ченык входам 209 и 206 кадровых и строчных синхронизирующих импульсов узла 193 определения величины рассогласования и 40 управления перемещением иэображения сварочной ванны по горизонтали.

Формирователь 194 имеет ту же структуру., что и формирователь 193.

Цифро-аналоговые преобразователи 45

195(1) и 195(2) предназначены для преобразования числа импульсов, поступивших на выходы 116-119 блока 10, в аналоговые сигналы скорости перемещения конца имитатора ручного инст- 50 румента по горизонтали и по вертикали.

Функциональный преобразователь

l9б скорости сварки предназначен для

55 нахождения функции Ч, = V„ + V .

Он содержит логарифмирующие усилители 211(1) - 211(3), усилители 212(1) и 212(2) с коэффициентом передачи

51 . 16"

"2", усилители 213(1) - 213(3) антилогарифмирующие, суммирующий усилитель 214, усилитель 215 с коэффициентом передачи 0 5.

Блок 1.1 контроля цреднаэначен для контроля имитируемого. процесса сварки, Он содержит генератор 216 секундных импульсов, перестраиваемые генераторы 217(1) — 217(4), элемент 218 И, электронные ключи 219(.1) — 219(7), счетчики 220(1) — 220(4) числа ошибок по тепловому режиму сварочной ванны, длине дугового промежутка, слежению, углу Йаклона имитатора ручного инструмента, счетчик 220(5) вре- . мени простоя, счетчик 220(6) рабочего времени, счетчик 220(7) времени сеанса сварки, счетчик времени привара имитатора ручного инструмента к имитатору объекта тренажа, дешифраторы 22.1(1) - 221(4) числа ошибок по тепловому режиму сварочной ванны, длине дугового промежутка, слежению и углу наклона имитатора ручного инструмента; дешифратор 221(5) времени простоя, дешифратор 221(6) рабочего времени, дешифратор 221(7) времени сеанса сварки, дешифратор 221(8) времени привара имитатора ручного инструмента к имитатору объекта тренажа, индикаторы 222(1) - 222(4) числа ошибок по тепловому режиму сварочной ванны, длине дугового промежутка, слежению и углу наклона имитатора ручного инструмента, индикатор 222(5) времени простоя; индикатор 222(6) рабочего времени, индикатор 222(7) времени сеанса сварки, индикатор 222(8) ,времени привара имитатора ручного инструмента к имитатору объекта тренажа, звуковой генератор 223 сигналов тревоги и звукового сопровождения, схему 224 управления моторным приводом имитации плавления электрода, схему 225 формирования сигнала ошибки по тепловому режиму сварочной ван.ны, схему .226 формирования сигнала ошибки по длине дугового промежутка, схему 227 формирования сигнала ошибки по углу наклона имитатора ручного инструмента, компаратор 228 обрыва дуги, компаратор 229 привара имитатора ручного инструмента, схему 230 формирования. сигнала ошибки по слежению..Схема 230 формирования сигнала ошибки по слежению- содержит первый

17151

10

l7 12 элемент И 231, второй элемент И 232, элемент И-НЕ 233, двухразрядный двоичный счетчик 234, вход 235 счетчика

234, счетный вход 236 счетчика 234,. инверсный выход 237 первого разряда счетчика 234, прямой выход 238 второго разряда счетчика 234, переключатели S4.1-$.4.4. чувствительности по "Спвжению".

Двухразрядный двоичный счетчик

234 предназначен для подсчета количества импульсов, поступающих на его счетный вход 236 .

Предлагаемое устройство работает,, следующим образом.

Сначала рассмотрим работу отдельных блоков тренажера.

Блок 5 синхронизации работает следующим образом.

Основными функциями блока 5 являются формирование тактирующих сигналов, синхронизирующих работу всех блоков тренажера, реализация дискретного представления телевизионного растра, запуск микрорастра и его перемещение по экрану телевизионного дисплея.,На первые входы схем 152(l) и 152(2) сравнения поступает текущий адрес движущегося луча телевизионной развертки, а на вторые — содержимое счетчиков 150 и 151 положения микро-растра по горизонтали и по вертикали.

При совпадении всех разрядов сравниваемых кодов на всех входах схем сравнения срабатывают элементы И 153(l) и 153(2), которые выдают на выходы

39 и 40 блока 5 команды запуска микрорастра по горизонтали и, соответственно, по вертикали. Таким образом, положение микрорастра на телевизион-. ном растре определяется числами, записанными в счетчиках 150 и 151 поло- жения микрорастра.по горизонтали и по вертикали. Поэтому дпя перемещения микрорастра по экрану управляющие импульсы должны поступать на вычитающие или суммирующие входы счетчиков

150 и 151 положения микрорастра по горизонтали и по вертикали. Когда переключатель 155 режимов работьг находится в положении "Сварка", перемещением микрорастра по экрану в зависимости от положения имитатора ручного инструмента управляет блок 10.

В режиме "Слежение" микрорастр перемещается по сигналам с блока 9. з

Коммутация управляющих сигналов с этих двум направлений на входы счетчиков положения микрорастра по горизонтали и вертикали осуществляется при помощи коммутатора 154 управения перемещением микрорастра. Управляющие входы коммутатора 154 управления перемещением микрорастра подключены к переключателю 155 режимов работы, расположенному на передней панели тренажера. Блок 6 формирования изображения

1 5 сварочной Ванны °

Сигнал запуска микрорастра по го-. ризонтали, поступающий на вход 51 блока 6 с блока 5, устанавливает триггер 158 запуска микрорастра по гори20 зонтали в единичное состояние. Высокий потенциал на прямом выходе триггера 158 запуска микрорастра по горизонтали открывает элемент И 160(1), через который на тактовый вход счет-.

25 чика 156 горизонтальной дискретизации микрорастра поступают импульсы частотой 8 мГц. Точно так же по сигналу запуска микрорастра по вертикали с помощью триггера 159 запуска микрорастра по вертикали и элемента И 160(2) на тактовый вход счетчика 157 вертикальной дискретизации микрорастра пропропускается частота строчной развертки телевизионного дисплея Г . По

35 окончании каждого цикла работы счетчиков 156 и 157 горизонтальной и вертикальной дискретизации микрорастра триггеры 158 и 159 запуска микрорастра по горизонтали и вертикали уста40 навливаются в исходное состояние. В ,следующем кадре процесс возобновляется. Выходы счетчиков 156 и 157 горизонтальной и вертикальной дискретизации микрорастра подключены.к входам

45 узла 161, предназначенного для форми-рования изображений четырех концентрических окружностей "Круг 1 — круг 4", имитирующих сварочную ванну, а также формирование изображения разделки

50 кромок в виде трех линий и выработки сигнала центра имитируемой сварочной ванны (центра микрорастра). Как видно на фиг. 7, окружности "Круг 1 круг 4" на экране телевизионного дис- плея аппроксимируются ступенчатыми линиями, причем точность аппрокснма" . ции определяется, в конечном счете, .частотой дискретизации по горизонта.ли и вертикали.

19 121

Блок 7 формирования иэображения искр работает следующим образом.

Для повышения качества имитации реального процесса сварки в состав сварочного тренажера входит блок 7 формирования изображения искр, случайным образом разлетающихся от центра сварочной ванны. Радиус разлета искр определяется размерами микрорастра. Поскольку модуль счета счетчи" ка 162 положения искр равен шестнадцати, то иэображение искры высвечивания на экране телевизионного дисплея дискретно шестнадцать раз в процессе ее движения по соответствующей траектории. Выбор одной из двенадцати возможных траекторий полета искры осуществляется при помощи генератора 163.

Узел 164 осуществляет формирование возможных траекторий разлета искр в микрорастре. За счет подклн1чения старших разрядов счетчиков 156 и 157 горизонтальной и вертикальной дискре тизацйи микрорастра к первым входам элементов совпадения узла 164, а вто-, рых входов этих элементов — к счетчику 162 положения искр,. удается формировать сигналы горизонтальной и вертикальной полос, движущихся от осей микрорастра к его границам. Подвижные знакоместа для искр, перемещающиеся по горизонтальным, вертикальным и диагональным траекториям, формируются, соответственно, на элементах И-НЕ. Затем эти сигналы обьединяются по ИЛИ на соответствующем элементе ИЛИ узла 164 формирования траектории движения искр. Выход элемента ИЛИ является выходом узла 164.

На фиг. 9 представлен микрорастр.иллюстрирующий все двенадцать возможных траекторий движения искр. В верхнем левом квадранте микрорастра штриховыми линиями иллюстрируются движущиеся полосы, а стрелками - направления их движения. Очевидно, что на пересечении этих полос получается подвижное знакоместо, которое пере.м ещается по диагонали. По горизонтальным и вертикальным траекториям движутся знакоместа, получаемые на г пересечении подвижной и неподвижной полос (на фиг. 9 —