Фотоэлектрическая следящая система

Фотоэлектрическая следящая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскик

Сащиалистимеских. Республик (1и 648359

-т гР.„ °

° Ю г . Д (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.05.7 6 (21) 2 358806/25-27 (51) М. Кл.

В 23 К 9/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

G 05 D 3/04

Государствеииый коиктет

СССР оо делам иэооретеиий и открытий

Опубликовано 25,02.79.Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 38. 02.7S (53) УДК 62-523..8(088.8) В, К, Долиненко, Ю. А. Паченцев, Н. И. Усик и Р. М. Широковский (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки имени E. О. Патона (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

I 1

Изобретение относится к области элект-. родуговой сварки труб и стыков металлических листов, в частности, к производству труб большого диаметра.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является фотоэлектрическая следящая система, содержащая датчик, формирователь сигнала, измерительную схему, реверсивный усилитель и исполнительный механизм 11).

Принцип работы системы заключается в следующем. Фотоэлектрический датчик устанавливается на корректоре сварочной головки таким образом, что когда электроды расположены над стыком, то оптическая ось датчика перпендикулярна к плоскости касательной поверхности свариваемого изделия по копирной линии. При этом фотоэлектрический датчик преобразует отраженный от копирной линии световой поток в электрический сигнал, характеризующий смещенйе его оптической оси от копирной линии в плоскости, касательной поверхности трубы по кодирной линии. Так как датчик расположен на корректоре, то его смещение относительно копирной линии, соответствует сме2 щению электродов относительно стыка кроМок свариваемого изделия.

Сигнал от датчика усиливается усилите; лем, управляющим исполнительным механизмом корректора сварочных электродов. Срабатывание исполнительного механизма приводит к перемещению датчика в сторону уменьшения смещения оптической оси его относительно копирной линии, а следовательно, и к уменьшению смещения электродов с линии стыка.

Недостатком известной системы является то, что помехи, возникающие при появлении на поверхности металла в зоне копирной линии царапин и блестящих зачисток, приводят к сбоям в работе системы.

Целью изобретения является повышение

i5 помехоустойчивости фотоэлектрической следящей системы при наличии царапин и блестящих зачисток в зоне нанесения копирной линии.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическую следящую систему, содержащую датчик, формирователь сигнала, измерительную схему, реверсивный усилитель и исполнительный механизм, -введено устройство распознавания ширины копирной

648359

55 линии, формирующее сигналы появления в зоне видимости датчика оптических помех типа царапин и зачисток.

Принцип работы устройства распознавания ширины копирной линии основан на сравнении длительности сигнала на выходе датчика, соответствующего ширине этой копирной линии, с фиксированной длительностью вспомогательного сигнала.

На фиг. 1 изображена блок-схема, фотоэлектрической следящей системы с устройством распознавания ширины копирной линии; на фиг. 2 — временные графики сигналов устройства распознавания ширины ко,— пирной линии.

Фотоэлектрическая следяшая система содержит датчик 1, выход которого связан со входом формирователя сигнала 2. Выход формирователя 2 подключен ко входу измерительной схемы 3, выходной сигнал которой поступает на реверсивный усилитель 4. Нагрузкой реверсивного усилителя является исполнительный механизм 5, перемещающий электрод и механически связанный с ним датчик 1. Устройство распознавания ширины копирной (опорной) линии 6 включено между выходом формирователя сигнала 2 и входом измерительной схемы 3. Устройство 6 состоит из генератора импульсов калиброванной длительности 7, вход которого подключен к выходу формирователя 2, логического элемента «НЕ» 8, вход которого также подключен к выходу формирователя 2, логического элемента «HE» — 9, подключенного к выходу генератора 7, логической схемы

«И» — 10, один вход которой подключен к выходу формирователя 2, а второй — к выходу логического элемента «HE» — 9, временного элемента 11, подключенного входом к выходу логической схемы «И» — 10, а выходом — ко входу измерительной схемы 3, логической схемы «И» — 12, один вход которой подключен к выходу генератора 7, а второй вход — к выходу логического элемента «НЕ» — 8, второго временного элемента

13, подключенного входом к выходу логической схемы «И» — 12, а выходом — ко входу измерительной схемы 3.

Система работает следуюшим образом.

Выходной сигнал датчика 1 преобразуется формирователем сигнала 2 в прямоугольные импульсы с одинаковой амплитудой.

Этот сигнал поступает в измерительную схему 3, которая через реверсивный усилитель 4 осуществляет включение исполнительного механизма 5, который в свою очередь перемещает электрод и связанный с ним датчик l.

Сигнал, поступаюший с формирователя. 2 в устройство распознания 6, сравнивается по длительности с эталонным, соответствующим установленной ширине копирной линии.

В случае появления на поверхности металла в зоне копирной линии царапин или блестящих зачисток, поступающие на вход устройства 6, сигналы будут отличаться по длительности. Если длительность этого сигнала больше длительности калиброванного импульса генератора 7 (фиг. 2, график 1, импульс при тс, >т ), то устройство 6 работает следующим образом. Передним фронтом сигнала запускается генератор 7, вырабатывающий импульс калиброванной длительности (фиг. 2, график 6).

При этом на выходе элемента «НЕ» — 9 появляется инвертированный импульс (фиг. 2„ график 2), а на выходе схемы «И» — 10 появляется импульс длительностьютв — rc— (фиг. 2, график 3). Вследствие этого, на выходе узла 11 появляется импульс (фиг. 2, график 4), с регулируемой задержкой тп о» на срабатывание, соответствующей установленному допуску сигнала, поступающего на вход устройства 6 по максимуму ширины копирной линии. В случае, если этот сигнал меньшей длительности, чем длительность импульсов генера"ора 7 (см. фиг. 2, график 1, при т, < x ) устройство 6 работает таким образом. Передним фронтом сигнала, поступающего на вход устройства 6, запускается генератор 7, вырабатывающий импульс (фиг. 2, график 6) калиброванной длительности тк, а на выходе элемента «НЕ» — 8 появляется инвертированный входной сигнал (фиг. 2, график 5). В этом случае, на выходе схемы «И» — 2 появляется импульс длительностью r = г„— r (фиг. 2, график 7). Гlри этом на выходе узла 13 формируется импульс с регулируемой задержкой,„;„на срабатывание по минимуму ширины копирной линии (фиг. 2, график 8).

С целью повышения помехоустойчивости следящей системы, импульсы с выхода узлов 11 и 13 (фиг. 2, соответственно — графики 4 и 8) подаются на вход измерительной схемы 3 для формирования дополнительных команд управления исполнительным механизмом 5.

В случае т = и„, на выходе устройства распознания ширины копирной линии 6, импульсы отсутствуют (фиг:. 2, график 7 и 8).

Таким образом, устройство 6 вырабатывает сигналы лишь в том случае, если в поле видимости датчика 1 появляются паразитные оптические объекты, сигналы от которых проходят через элементы 1 и 2 следящей системы. Для того, чтобы следяшая система не отработала возмущений от этих оптических объектов, устройство 3 блокирует вход устройства 4 и режим слежения прерывается.

Одновременно с этим, устройство 3 вырабатывает световой и звуковой сигналы для восприятия их оператором, который на период появления этой информации может вмешаться в работу системы и предотвратить брак продукции.

При случайном появлении оптических помех в зоне копирной линии, предотврашается выход датчика 1 из зоны поля видимости,.

548359 а значит, при исчезновении помех следящая система сможет продолжить автоматическое направление сварочного электрода относительно линии стыка объекта сварки. . Следовательно, фотоэлектрическая следящая система позволяет производить электродуговую сварку труб в условиях появления на поверхности металла в зоне копирной линии царапин и блестящих зачисток, приводящих к сбоям в работе системы. го

Форму.га изобретения

Фотоэлектрическая следящая система, со держащая датчик, формирователь сигнала, измерительную схему, реверсивный усилитель и исполнительный механизм, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости путем обеспечения контроля ширины копирной линии, между выходом формироваго теля сигнала и входом измерительной схемы включено устройство распознавания ширины копирной линии, содержащее генератор импульсов калиброванной длительности, два логических элемента «НЕ», две логические схемы «И» и два временных элемента, при этом выход формирователя сигнала соединен с входом первой логической схемы «И», входом второго логического элемента «НЕ» и входом генератора импульсов калиброванной длительности, выход которого соединен со входом второй логической схемы «И» и входом первого логического элемента «НЕ», выход которого в свою очередь подключен к другому входу первой логической схемы «И», .выход которой соединен посредством временного элемента с соответствующим входом измерительной схемы, вход второй логической схемы «И» соединен с выходом второго логического элемента «НЕ», а выход — посредством другого временного элемента с соответствующим входом измерительной схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Львов H. С. Автоматизация контроля и регулирования сварочных процессов, М., «Машиностроение», 1973, с. 72.

648359

f (TA. ута 2

Составитель В. Аверьянов

Редактор A. Абрамов Техред О. Луговая Корректор A. Власенко

Заказ 442/!2 Тираж !223 Подписное ! !,НАКИПИ 7осуда рственного ком итета СССР по делам изобретений и открытий ! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4