Тренажер сварщика

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 1488 й 4 В 9/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕПЬСТ АВТОРСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(5) Изобрегсцие относится к сварочномупроизводству, а именно к средствам обучения приемам и навыкам ручной и полуавтоматической сварки. Цель изобретения -повышение качества процесса обучения сваршиков за счет повышения точности работы тренажера. Сварочный тренажер кроме Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к средствам обучения приемам и навыкам ручной и полуавтоматической сварки.Целью изобретения является повышение качества процесса обучения за счет повышения точности работы тренажера.На фиг.приведена схема предлагаемого тренажера; ца фиг. 2 - конструкция блока имитации сварочного электрода с держателем; на фиг. 3 - схема размещения элементов световода на конце имитатора электрода; на фиг. 4 - схема блока моделирования теплового баланса; на фиг. 5 - схема блока управления; на фиг. 6 - схема узла формирования звуковых сигналов тревоги и звукового сопровождения; на фиг. 7 - схема узла формирования сигналов управления электроприводами тренажера; на фиг. 8 - схема узла формирования сигнала ошибки по длине дугового промежутка; на фиг. 9 - схема узла форблока имитации электрода с держателем, блока управления, имитатора шл;ма сварщика, имитатора сварочной ванны, блока моделирования теплового баланса, цзлучаюццго и приемного элементов дополцителыц содержит светоделительцый элемент, блок сканирования, ключевую схему, генератор, усилитель, блок лицеаризациц, первый, второй и третий селективцые усилители, первый, второй, третий и четвертый детекторы, первый и второй делители напряжений. Устройство обеспечивает вырабо.у правильных психомоторцых навыков у об ч;- емого сваршика по поддержанию длины дугового промежутка, угла наклона имитатора сварочного электрода, теплового режима сварочной ванны и отклонения конца имцт;- тора сварочного электрода от центра имитируемой сварочной машины. 13 цл. мирования сигнала ошиокц цо углу циклона имитатора сварочцого электрода, фиг. 1 О - схема подсоединения эл м ив тов световода; ца фиг.1 схема олок;:, лицеаризации; на фиг.2 конструкция одного из элементов блока сканироваця; на фиг. 3 - временные диаграммы ц- пряжений, объясняющие принцип работы грснажера.Тренажер сваргцкаодержит блок 1 имитации электрода с держателем, блок 2 управления, имитатор 3 шлема сварщика, блок 4 моделирования теплового баланса, имитатор 5 сварочной ванны, блок 6 имитации объекта тренажа, генератор 7, усилитель 8, излучающий элемент 9, блок 1 О сканирования, светоделительный элемент 11, делитель 12 частоты, ключевую схему 13, приемный элемент 14, блок 15 лццеарцзации, первый селективный усилитель 16, первый детектор 17, второй детектор 8, второй селективный усилитель 19, третий дс 14881481 роиз Составитель Б. риЛ Тскрсл И. ВсрссТираж М 4твенного комитета ио изобретениям035, Москва, Ж- -35, Ра 1 инскаяздательский комбинат 11 лент, г Корректор М. Васильева1 одиисносоткрытиям при ГКНТ СССРиаб., д. 45Ужгород, ул. Гагарина, 10150 55 3тектор 20, первый делитель 21 напряжения, третий селективный усилитель 22, четвертый детектор 23, второй делитель 24 напряжений. Позициями 25 - 29 обозначены первый - шестой выходы блока 2 управления, 30 - 33 -- первый - четвертый входы блока 2 управления, 34 - 37- первый - четвертый входы блока 6 имитации обьекта тренажа, 38 - 40 - первый - -третий входы блока 4 моделирования теплового баланса, 4 и 42 - первый и второй входы первого делителя 21 напряжений, 43 и 44 - первый и второй входы второго делителя 24 напряжений.Блоки, узлы и элементы тренажера сварщика связаны между собой следующим образом. Первый выход 25 блока 2 управления связан с входом блока 1 имитации электрода с держателем, а второй выход 26 блока 2 управления связан с входом имитатора 3 шлема сварщика, Блок 4 моделирования теплового баланса связан выходами соответственно с первым входом 30 блока управления и входом имитатора 5 сварочной ванны, Третий 26, четвертый 27 и нягый 28 выходы блока 2 управления связаны соответственно с первым 34, вторым 35 и третьим 36 входами блока 6 имитации объекта тренажа. Третий выход 26 блока 2 управления также связан с первым входом 38 блока 4 моделирования теплового баланса, а шестой выход 29 блока 2 управления связан соответственно с вторым входом 39 блока 4 моделирования тепло- ного баланса и управляющим входом ключевой схемы 13, выход которой связан с четвертым входом 37 блока 6 имитации обьекта тренажа. Выход имитатора 5 сварочной ванны оптически связан с внешним кольцевым элементом световода блока 1 имитации электрода с держателем. Выход генератора 7 через усилитель 8 связан с входом излучающего элемента 9, который через блок О сканирования и светоделительный элемент 11 оптически связан с внутренним цилиндрическим элементом световода блока 1. Выход генератора 7 также связан через делитель 12 частоты с информационным входом ключевой схемы 13. Вход приемного элемента 14 через светоделительный элемент 11 оптически связан с внутренним цилиндрическим элементом световода блока 1 имитации электрода с держателем, а его выход связан через блок 5 линеаризации соответственно с входами первого 6 и третьего 22 селективных усилителей. Выход первого селективного усилителя 16 через первый детектор 17 связан с входами второго детектора 18 и второго селективного усилителя 19, выход которого через третий детектор 20 связан, с вторым входом 42 первого делителя 21 напряжений, выход которого связан с вторым входом 31 блока 2 управления, Вы 1 О 15 20 25 30 35 40 45 ход второго детектора 18 связан соответственно с первым входом 4 первого делителя 21 напряжений; вторым входом 44 второго делителя 24 напряжений, третьим входом 32 блока 2 управления и третьим входом 40 блока 4 моделирования теплового баланса. Выход третьего селективного усилителя 22 через четвертый детектор 23 связан с первым входом 43 второго делителя 24 напряжений, выход которогс связан с четвертым входом 33 блока 2 управления.Блок 1 имитации электрода с держателем предназначен для имитации реального сварочного ручного инструмента. Он содержит держагель 45 электрода, собственно имитатор 46 электрода (полый пруток), привод 47 для имитации плавления электрода, световод, разделенный на цилиндрический 48 и внешний кольцевой 49 элементы. Один конец световода имеет форму усеченного конуса, а второй оптически связан со светоделительным элементсм 11 и имитатором 5 сварочной ванны.Имитатор 5 сварочной ванны предназначен для имитации реальной сварочной ванны в виде оптического образа на поверхности блока 6 имитации объекта тренажа и в качестве которого может использоваться любой оптический источник.Имитатор шлема 3 сварщика представляет стандартный по размеру и внешнему виду шлем сварщика, в который вмонтированы головные телефоны.Блок 4 моделирования теплового баланса предназначен для решения уравнения теплопроводности в виде дифференциального уравнения в обыкновенных производных, соответствующего балансу количества тепла, поступившего в рассматриваемый обьем от сварочного источника тепла, и тепла, ушедшего за пределы объема всеми видами, теплопередачи (теплопроводность, конвекция, излучения и др.).Блок 4 моделирования теплового баланса содержит электронный ключ 50, интегратор 51, сумматор 52, умножитель 53, функциональный преобразователь 54 длины дугового промежутка, функциональный преобразователь 55 тока дуги, схему 56 формирования сигнала ошибки по величине теплосодержания сварочной ванны и схему 57 установки нормативного значения величины теплосодержания сварочной ванны. Электронный ключ 50 предназначен для выключения сигналов, имитирующих скорость сварки и мощность дуги при появлении сигнала нарушения нормального режима сварки.Функциональный преобразователь 54 длины дугового промежутка предназначен для формирования сигнала напряжения дуги.Функциональный преобразователь 55 тока дуги предназначен для реализации внеш 14881485ней характеристики сварочного источника тока.Умножитель 53 предназначен для формирования сигнала мощности дуги.Интегратор 51 предназначен для формирования сигнала мощности дуги.Интегратор 51 предназначен для вычисления сигнала, величина которого определяет текушее теплосодержание сварочной ванны.Схема 56 формирования сигнала ошиб ки по величине теплосодержания сварочной ванны представляет собой электронный компаратор и предназначена для выработки сигнала ошибки по величине теплосодержания сварочной ванны при отклонении ее от номинального значения, установленного схемой 57 установки нормативного значения величины теплосодержания сварочной ванныБлок 6 имитации объекта тренажа содержит подвижную каретку 58, на которой смонтирован оптический источник 59, пред назначенный для имитации горения дуги, а также двухкоординатный привод 60 перемешения каретки 58.Блок 2 управления предназначен для управления процессом обучения сварщика, а также для регистрации правильности. поддержания сварщиком основных параметров имитируемого сварочного процесса и оповещения сварщика об их нарушении. Блок 2 управления содержит генератор 61 се кундных импульсов, переключатель 62, канал 63 обшего времени процесса сварки, канал 64 отклонения имитатора сварочного электрода, канал 65 угла наклона имитатора сварочного электрода, канал 66 длины дугового промежутка, канал 67 теплосодержания сварочной ванны, узел 68 формирования сигнала ошибки по отклонению имитатора сварочного электрода от центра оптической сварочной ванны, узел 69 формирования сигнала ошибки по углу наклона имитатора сварочного электрода, узел 70 формирования сигнала ошибки по длине дуго вого промежутка, узел 71 формирования сигналов тревоги и звукового сопровождения, узел 72 формирования сигналов управления электроприводами тренажера. 45Переключатель 62 предназначен для пуска всего сварочного тренажера.Канал 63 общего времени процесса сварки предназначен для подсчета и индикации общего времени процесса сварки. Он содержит счетчик 73 общего времени, дешифратор 74 общего времени и индикатор 75 общего времени.Каналы 64 - 67 предназначены для подсчета и индикации числа ошибок по отклонению имитатора сварочного электрода от центра оптической сварочной ванны, углу наклона имитатора сварочного электрода, длине дугового промежутка и теплосодержанию сварочной ванны. Они имеют одинаковую структуру и содержат ключевую схему 76, счетчик 77 числа ошибок, дешифратор 78 числа ошибок и индикатор 79 числа ошибок.Узел 68 формирования сигнала ошибки по отклонению имитатора сварочного электрода от центра оптической сварочной ванны и узел 69 формирования сигнала ошибки по углу наклона имитатора сварочного электрода имеют одинаковую структуру и содержат электронный компаратор 80 и схему 81 задания номинального значения контролируемого параметра.Узел 70 формирования сигнала ошибки по длине дугового промежутка, представленный на фиг. 8, содержит компаратор 82 нижней границы допустимой длины дугового промежутка, компаратор 83 верхней границы допустимой длины дугового промежутка, схему 84 задания нижней границы допустимой длины дугового промежутка, схему 85 задания верхней границы допустимой длины дугового промежутка и элемент ИЛИ 86.Компаратор 82 нижней границы допустимой длины дугового промежутка предназначен для формирования сигнала ошибки по длине дугового промежутка, когда величина текущего значения длины дугового промежутка является меньшей ее номинального значения.Компаратор 83 верхней границы допустимой длины дугового промежутка предназначен для формирования сигнала ошибки по длине дугового промежутка, когда вслц. чина текущего значения длины дугового промежутка превышает ее номинальное значение. Узел 71 формирования сигналов тревоги и звукового сопровождения предназначен для формирования звуковых сигналов различной частоты, оповещающих сварщика о правильности выполнения им имитируемого сварочного процесса, а также для формирования звукового сигнала нормального сварочноо процесса. Он содержит генератор 87 белого шума, элемент ИЛИ 88, ключевые схемы 89, генератор 90, счетчик 91. Выходы счетчика 91 подключены к информационным входам ключевых схем 89.Информационные выходы ключевых схем 80 подключены к входам элементов ИЛИ 88.Выход элемента ИЛИ 88 подключен к информационному входу ключевой схемы 89.Управляющие входы 92 - 96 ключевых схем 89 являются входами всего узла 7 формирования сигналов тревоги и звукового сопровождения. Выход 97 является выходом узла 71Узел 72 формирования сигналов управления электроприводами тренажера предназначен для выработки сигнала возбуждения дуги и выработки сигналов управления приводом 60 перемегцения каретки14881758 и црцОдом 47 для имитации оплавления электрода, Он содержит компаратор98 возбуждения дуги, схему 99 управленияприводом 47 для имитации оплавления электрода ц схему 100 управления приводом 60перемещения каретки 58,Комцаратор 98 возбуждения дуги предцззцзчец для выработки сигнала, свидетельствующего о возбуждении дуги.Свстоделительный элемент 11 предназначен для цропускания светового излучения 10с излучающего элемента 9 через блок 10сканирования к цилиндрическому элементу48 световода а также пропускания отражсгшого светового излучения от элементаО через цилиндрический элемент 48 световола к приемному элементу 14.Блок 10 сканирования предназначен дляОсув с гвлецця сканирования оптического иззу 1 цц я, цсходя щего от излучающего элеме 1 пз 9. Блок 10 сканирования содержитперфорированный диск 102 и привод 103 20црзц 1 с 11 ця 11 срфорироваццого диска 102.Гецсрзтор 7 црсдцазцацец для генерациицсцрсрыРгшой последовательности импульсовс чзстотой Г 1. Делитель 2 частоты предцззцачсц для деления частоты г 1 до знаЧСЦ 11 Я /:,. 25Б качестве излучающего элемента 9 используются элементы с равномерным оптическим излучением, предназначенные дляцреобрззозцця импульсного напряжения счастотой Г 1 в Оптическое ИК-излучение.1 рцсмцый элемент 14 предназначен дляитцсл 111 Огрзжеццого от каретки 58 ИК-излучецця с чзстогой Е 1, а также приемаОЦТЦ 1 ССКОГО 11 ЛУЧЕЦР 151 С ЧаСтОтОй Ев, ИСХОдя 1 псгО От оптического источника 59.Ен)к 5 лццезрцзации предназначен дляустрзцсцця квадратичной зависимости принятых приемником 4 излучения сигналовОт,глинцы лугового промежутка и можетбьп ь ыцолцец цо известной схеме, представ,п ццоц цз фцг. 1. Блок 15 лицеариззпц.1 служцт для реализации уравнения 403.г/в =/Г( С/вхи ООР ржцт логзрифмирующий элемент 104,ццвер гцруюгццй элемент 105, ацтилогарифмирующий элсме 1 п 106, масштабирующий элемент 07. 45,1 Огзрифл 1 црую 1 цнй элемент 104 предназначен для вычисления логарифма величиныходцого сигнала. Ицвертирующий элемент 105 используется для инвертированиявыходного сигнала с логарифмирующего элемента 104 с соответствующим его уменьшением цо величине в два раза.1 ерцый се,1 ективцый усилитель 16 предцззцз кц для выделения и усиления до необходимого уроаця сигналов с частотой г 1.1 ерый селективный усилитель 6 настроен 55цз чзгтоту Г11 срыи детектор 17 предназначен для детсктл 1 ровзцця сигнала, поступающего с перво 488го селективного усилителя 16. Постояннаявремени выходной ЯС-цепи первого детектора 17 выбирается 1/г 1(Т(1/Рв:, где Р. -частота сканирования оптического луча.Второй детектор 18 предназ-ачен для выделения сигнала, определяющего длину дугового промежутка. Постоянная времени выходной ЯС-цепи второго детектора 18 Т)) 1/Рск,Второй селективный усилитель 19 предназначен для выделения сигналов с частотой г"-. Второй селективный усилитель 19настроен на частоту Р .Третий детектор 20 предназначен для детектирования сигналов с частотой г. иполучения сигнала, величина которого определяет угол наклона имитатора сварочного электрода. Постоянная времени выходной РС-цепи третьего детектора 20 должнабыть Т) 1/РвкПервый делитель 21 напряжений предназначен для деления величины напряжения,поступающего на его второй вход 42,на величину напряжения, поступающего наего первый вход 41, и получения сигнала,величина которого определяет угол наклона имитатора сварочного электрода и независит от величины длины дугового промежутка.Третий селективный усилитель 22 предназначен для выделения сигналов с частотой Р 2 и настроен на частоту г"2.Четвертый детектор 23 предназначен длядетектирования сигналов с частотой Р 2 и получения сигнала, величина которого определяет величину отклонения конца имитатора сварочного электрода от центра подвижной каретки 58, Постоянная времени выходной ЯС-цепи четвертого детектора Т) /г" 2. Второй делитель 24 напряжений предназначен для нахождения отношения напряжений, поступающих на его первый 43 и второй 44 входы, и получение сигнала, величина которого определяет величину отклонения конца имитатора сварочного электрода от центра подвижной каретки 58 и не зависит от величины длины дугового промежутка.Тренажер сварщика работает следующим образом,Оператор подводит блок 1 имитации электрода к центру подвижной каретки 58 блока 6 имитации объекта тренажа, соблюдая необходимую длину дугового промежутка, угловое положение имитатора сварочного электрода и нажимает кнопку переключателя 62 блока 2 управления. При этом секундные импульсы начнут поступать с генератора 61 секундных импульсов в канал 63 общего времени процесса сварки, где производится подсчет и индикация общего времени, имитируемого процесса сварки.1488 40 45 50 расположении имитатора сварочного электрода под углом к поверхности каретки 58 9Кроме этого, сигналы генератора 7 через усилитель 8 поступают на излучающий элемент 9, который будет излучать оптические импульсы с частотой Р, в направлении перфорированного диска 102 блока 10 сканирования. При этом диаметр светового потока, исходящего от излучающего элемента 9, должен быть по величине не менее диаметра внутреннего цилиндрического элемента световода. Перфорированный диск 102, непрозрачный для оптического излучения, имеет сферическое отверстие, смещенное относительно оси вращения диска и имеющее диаметр равный половине диаметра цилиндрического элемента 48 световода, осуществляет при помощи привода 103 вращательные движения с частотой сканирования Рс., Часть оптического потока, исходящего от излучающего элемента 9 через отверстие в перфорированном диске 102, поступит на светоделительный элемент 11. За счет вращения перфорированного диска 102 световой поток за диском 102 будет также осуществлять кольцевые движения по периметру цилиндрического элемента 48 световода. Световой поток, пройдя через светоделительный элемент 11 и цилиндрический элемент 48 световода, будет осуществлять оптическое сканирование каретки 58 блока 6 имитации объекта тренажа.Отразившись от поверхности каретки 58 блока 6, этот сканирующий световой поток, пройдя снова через цилиндрический элемент 48 световода в обратном направлении, попадает в светоделительный элемент 11, который направит его на чувствительную площадку приемного элемента 14, На выходе приемного элемента 14 будут присутствовать электрические сигналы с частотой Р. Если имитатор сварочного электрода расположен строго по нормали к поверхности каретки 58, т. е, все точки, находящиеся на торце цилиндрического элемента 48 световода, находятся на одинаковом расстоянии от поверхности каретки 58, то на выходе приемного элемента 14 сигналы с частотой Р будут иметь одинаковую амплитуду. При расположении конца имитатора сварочного электрода под углом к поверхности каретки 58 эти сигналы будут иметь переменную амплитуду, так как разные части торца цилиндрического элемента будут находиться на разном расстоянии от поверхности каретки 58, При сканировании оптическим лучом того сегмента цилиндрического элемента 48 световода, который находится ближе к поверхности каретки 58,амплитуда принятых сигналов будет больше, чем при сканировании оптическим лучом сегмента, расположенного дальше от поверхности каретки 58, Таким образом, при 10 15 20 25 30 35 4810сигнала с частотой несущей Р, принятые приемным элементом 14 будут промодулированы частотой сканирования, причем амплитуда огибающей будет тем больше, чем больше угол наклона имитатора сварочного электрода. В амплитуде огибающей заложена информация об угле наклона имитатора сварочного электрода.При приближении или удалении торца цилиндрического элемента 48 световода от поверхности каретки амплитуда принятых сигналов с частотой Р будет изменяться, при этом при приближении увеличиваться, а при удалении уменьшаться по квадратичному закону. В амплитуде принятых сигналов с частотой Рг. будет заложена информация о длине дугового промежутка.Кроме того, на приемный элемент 14 через цилиндрический элемент 48 свето- вода будут поступать оптические сигналы от оптического источника 59 имитации горения дуги с частотой Е. При отклонении торца имитатора сварочного электрода от центра оптического источника 59, который расположен по центру каретки 58, амплитуда принятых сигналов с частотой Р будет изменяться, Таким образом, в амплитуде принятых оптических сигналов с частотой Р заложена информация о величине отклонения торца имитатора сварочно. го,электрода от центра подвижной каретки 58.Все принятые приемным элементом4 оптические сигналы, преобразованные в электрическую форму, поступают на вход блока 15 линеаризации, в котором производится устранение их квадратичной зависимости от длины дугового промежутка.На выходе блока 15 линеаризации эти сигналы линейно зависят от длины дугового промежутка, т. е. с увеличением длины дугового промежутка сигналы на выходе блока линеаризации будут увеличиваться по величине и наоборот.Первый селективный усилитель 16 производит выделение сигналов с частотой Е из всей совокупности сигналов, имеющихся на выходе блока линеаризации. Это напряжение детектируется первым детектором 17.В постоянной составляющей выходного напряжения первого детектора заложена информация о длине дугового промежутка, а в переменной составляющей - информация об угле наклона имитатора сварочного электрода по отношению к поверхности каретки.Второй детектор 18 производит детектирование выходного сигнала с первого детектора 17, а точнее производит выделение постоянной составляющей этого напряжения, величина которой однозначно определяет величину длины дугового промежутка. Выходное напряжение второго детектора прямороорцио альо зависит от длины дугового промежутка.Второй селективный усилитель 19 производит выделение переменной составляющей выходного наряжения с первого детектора 17. Это напряжение изменяется с частсггой сканирования.Третий детектор 20 производит детектирование выходного напряжения второго селективного усилителя 19. Величина напряжения на выходе третьего детектора 20 опрелеляет угол наклона имитатора сварочного электрода.Для устранения влияния величины длины лугового промежутка на точность измерения угла наклона имитатора сварочногоэлектрода в первом делителе 21 напряжений производится вычисление отношения напряжений, постуаюлих на его входы 41 и 42. Изменение напряжения на выходепервого лслителя 21 напряжений обусловлено изменением лищь угла наклона имитатора сварочного электрода и не зависитот изменения длины дугового промежутка,Третий селективный усилитель 22 и четвертый детектор 23 производят выделение сигналов с частотой Р. из всей совокупности сигналов на выходе блока 15 линеаризации с последующим их детектированием. 11 анряженне на выходе четвертогодетектора определяет величину отклонения конц имитатора сварочного электрода от цетра оптического источника 59 каретки 58 блока 6 имитации обьекта тренажа.Для устранения влияния величины длины дугвсего иромсжутка на точность измерения отклос ння конца имитатора сварочного электрола ог центра оптического источника 59 каретки 58 во втором делителе 24 напряжений производится вычисление отношс пня аряжений, поступающих на его входы 43 и 44. Изменение напряжения на выходе второго лелителя 24 напряжений обусловлено лишь величиной отклонения конца имитатора сварочного электрода от центра ка рстки и е зависит от величины длины дугового промежутка.Таким образом, на вход 32 блока 2 управления и вхол 40 блока 4 молелирования теплового баланса с выхода второголетсктора 8 поступает аналоговый сигнал текущей длины дугового промежутка; на вхол 31 блока 2 управления поступает свыхода первого делителя 21 напряжений аналоговый сигнал текущего значения величины угла наклона имитатора сварочного электрода и на вход 33 блока 2 управленияс выхода второго делителя 24 напряжений поступаст аналоговый сигнал текущего значения величины отклонения конца имитатора сварочного электрола от центра каретки,Для возбуждения дуги сварщик долженкосуться концом имитатора сварочного электрола поверхности каретки 58. При этом налоговый сигнал текуней длины дугово 40 15 50 55 5 10 15 20 25 30 35 12го промежутка будет минимальным и по нему сработает компаратор 98 возбуждения дуги, выходной сигнал которого включит оптический источник 59 имитации горения дуги, расположенный на каретке, а также включит схему 100 управления приводом 60 перемещения каретки 58 и схему 99 управления приводом 47 для имитации плавления электрода, Этот же сигнал, поступив на вход 39 электронного ключа 50, производит включение блока 4 моделирования теплового баланса. На оптический источник 59 через ключевую схему 13 будут поступать сигналы с частотой Р,. Каретка 58 приходит в движение, имитируя перемещение жидкой сварочной ванны вдоль кромок сварного шва, имитатор сварочного электрода начнет перемешаться, имитируя выгорание электрода при реальной сварке.Ученик должен манипулировать блоком 1 имитации электрода с держателем таким образом, чтобы отслеживать пространственное положение каретки 58, выдерживая заданное значение длины дугового промежутка, угловое положение имитатора сварочного электрода и величину допустимого отклонения его конца от центра каретки 58 с учетом имитации движения каретки к имитации оплавления электрода. В тех случаях, когда все параметры имитируемого сварочного процесса выдерживаются в допустимых нормах, выходной сигнал с компаратора 98 возбуждения дуги произведет включение узла 71 формирования звуковых сигналов тревоги и звукового сопровождения, с которого на головные телефоны имитатора 3 шлема сварщика поступит шумоподобный звуковой сигнал нормального горения дуги. В тех случаях, когда один из парамет. ров выйдет за допустимые пределы, сработают соответствующие узлы 68 - 70 формирования сигналов ошибок по тому или иному контролируемому параметру, что, в свою очередь, обеспечит регистрацию допущенных ошибок на индикаторах в соответствующих каналах 64 - 67. Выходные сигналы этих узлов, поступая на входы 93 - 96 узла 71 формирования сигналов тревоги и звукового сопровождения, управляют последним один независимо от другого. На выход 97 узла 71 кроме шумоподобного звукового сигнала нормального горения дуги будут поступать звуковые сигналы тревоги, оповещающие ученика о нарушении им того или иного параметра сварочного процесса.Сигнал горизонтальной скорости сварки с выхода 26 блока 2 управления и выходной сигнал длины дугового промежутка с выхода второго детектора 18 поступают вместе с сигналом горения дуги с выхода 29 блока 2 управления на соответствующие входы 38 - 40 блока 4 моделирования теплового баланса, который вырабатывает148848 формула изобретения 45 50 55 на своем выходе сигнал нарушения теплового режима сварки, который поступает на вход 30 блока 2 управления.На выходе блока 4 формируется сигнал текущей величины теплосодержания имитируемой сварочной ванны. Этот сигнал поступает на вход. имитатора сварочной ванны и управляет яркостью свечения имитатора сварочной ванны, который оптически связан с кольцевым элементом 49 световода. С помощью этого кольцевого элемента 49 световода моделируется кольцевая сварочная ванна на поверхности каретки 58 блока 6 имитации объекта тренажа, которая является визуальным сигналом степени нагрева сварочной ванны. Имитируемая сварочная ванна имеет затемненную центральную часть в виде окружности с диаметром, равным по величине диаметру светового потока, исходящего от оптического источника 59 имитатора горения дуги.При расположении имитатора сварочного электрода по нормали и строго по центру каретки 58 оптическая сварочная ванна представляет собой единую светящуюся окружность, состоящую из кольцевой оптической ванны, проецируемой кольцевым элементом 49 световода, и центрального светящего элемента, создаваемого оптическим источником 59, и в ней отсутствуют затемненные места. При смещении имитатора сварочного электрода относительно центра каретки в оптической сварочной ванне (в ее центре) появятся затемненные сегменты (или полная затемненная окружность), которые являются оптическими сигналами обратной связи по правильности отслеживания всех движений каретки и правильности поддержания основных параметров имитируемого сварочного процесса в пределах установленных норм. При изменении величины длины дугового промежутка оптическая сварочная ванна меняет свои размеры и яркость, что создает оптическую обратную связь по правильности поддержания нужной длины дугового промежутка, тепловому режиму сварочной ванны, и, как следствие, глубине проплавления имитируемого сварочного металла. При отклонении имитатора сварочного электрода от нормального положения относительно поверхности каретки 58, оптическая сварочная ванна изменяет свою форму и превращается из окружности в эллипс, больший диаметр которого показывает в какой плоскости произошло отклонение имитатора сварочного электрода от нормального положения, что также является оптической обратной связью по правильности поддержания нужного угла наклона имитатора сварочного электрода.При превышении оператором длины дугового промежутка, равной 8 - 10 мм, что соответствует обрыву дуги при реальном про 5 10 15 20 25 30 35 40 14цессе, сработает компаратор 98 горения луги, выходной сигнал которого произведет выключение основных блоков и узлов сварочного тренажера. Для дальнейшего продолжения имитируемого сварочного процесса ученику необходимо возбудить лугу в описанной выше последовательности.Таким образом, за счет более точного измерения основных параметров имитируемого сварочного процесса удалось повысить качество процесса обучения сварщиков. Тренажер сварщика, содержащий блок имитации электрода с держателем, первый вход которого связан с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к входу имитатора шлема сварщика, блок моделирования теплового баланса, первый выход которого полклю и и к первому входу блока управления, а второй - к входу имитатора сварочной ванны, блок имитации объекта тренажа, первый, второй и третий входы которого связаны соответственно с третьим, четвертым и пятым выходами блока управления, третий и шсс. той выходы которого связаны с первым и вторым входами блока моделирования теплового баланса, излучающий элемент, приемный элемент, при этом блок имитации электрода с держателем выполнен в виде полого цилиндра, в котором расположен секционированный световод, состоящий из внутреннего цилиндрического и внешнего кольцевого элементов, внешний кольцевой элемент выполнен в виде усеченного конуса, охватывающего внутренний цилиндрический элемент, внешний кольцевой элемент свето- вода оптически связан с выходом имитатора сварочной ванны, отличающийся тем, что, с целью повышения качества процесса обучения за счет повышения точности работы тренажера, он дополнительно содержит блок сканирования, светоделительный элемент, генератор, усилитель, делитель частоты, ключе. вую схему, блок линеаризации, три селсктивных усилителя, четыре детектора и лва делителя напряжения, генератор через делитель частоты связан с информационным входом ключевой схемы и через усилитель посредством излучающего элемента, блока сканирования и светолелительного элемента - с вторым входом блока имитации электрода с держателем и приемным элементом, управляющий вход ключевой схемы связан с шестым выходом блока управления, а выход ключевой схемы - с четвертым входом блока имитации объекта тренажа, выход приемного элемента через блок линеаризации связан с входами первого и третьего селективных усилителей, выход первого селективного усилителя через первый детектор связан с входами второ1488148 фиг. 1 го селективной о усилителя и второго детектора, выход которого подключен к первым входам первого и второго делителей напряжения, третьему входу блока моделирования теплового баланса и третьему входу блока управления, выходы первого и второго делителей напряжения связаны соответственно с вторым и четвертым входами блока управления, выход второго селектив 16ного усилителя через третий детектор связан с вторым входом первого делителя напряжения, выход третьего селективного усилителя через четвертый детектор - с вторым входом второго делителя напряжения, второй вход блока имитации электрода с держателем - с выходом имитатора сва. рочной ванны, а его выход - с вторым входом светоделительного элемента.