Способ автоматического направления сварочной головки по стыку свариваемых деталей

1Изобретение относится к. автоматизации сварочных процессов а именно к способам автоматического веде" ния сварочной головки вдоль свариваемого стыка. 5Известен способ слежения за стыком свариваемых деталей, при котором световой луч сканируется поперек стыка. Отраженный световой поток регистрируется,фотоприемни ком. Информация, заключенная в сигнале, формируемом фотоприемником, преобразуется в сигнал, управляющий приводом поперечного перемещении сварочной головки Я .Недостаток известного способа заключается в необходимости разделки стыка, Кроме того, на работу устройства, реализующего способ оказывает существенное влияние фоновая20 засветка фотоприемника.Известен также способ автоматиче ского направления сварочной головки линии соединения, заключающийся в сканировании стыка световым лучом,25 формируемьж. набором светодиодов.Коммутатор последовательно возбуждает светодиоды, которые смонтированы в линейку совместно с приемными фо 30 тодиодами так, чтобы излучение, отраженное от поверхности металла, нопадало на смежный фотодиод Одновремен" но последовательность возбуждающих импульсов поступает. на входы схем: совпадения И. На выходах элементов 35 И,импульсы отраженного сигнала по.являются только в том случае, когда излуЧение соответствующего источника падает на поверхность металла и, от" ражаясь, попадает в соответствующий40 фотодиод. В месте расположения разделки линии, свариваемого соединения отраженное излучение не будет поцадать на фотодиод, включенный в данный момент через элемент И коммутатором. 45 Сигналы фотодиодов с выходов элементов .И поступают на соответствующие разряды регистра памяти, где сохраняются в течение одного периода сканирования, Положение линии сварного 50 соединения будет определяться положе. нием разрядов, на которые не поступили сигналы с выхода элементов И 23,К недостаткам данного способа слежения за стыком также относятся не обходимость разделки стыка, слабая помехозащищенность от фоновой засветки. Кроме того, известные способытребуют хорошего качества поверхности свариваемых деталей в зоне стыка.Целью изобретения является повы" " шение помехоустойчивости.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического направления сварочной головки по стыку свариваемых деталей, при кото" ром стык сканируется в поперечном направлении световым пучком, датчиком регистрируют физический параметр, характеризующий положение стыка, сигнал датчика преобразуется в сигнал управления приводом поперечного перемещения сварочной головки, мощность светового луча устанавливается равной или большей мощности возбуждения в свариваемых деталях тер". моакустической эмиссии,в качестве датчика ис.пользуют приемник акустических колебаний и располагают его" на одной из свариваемых деталей.,Способ основан на использований сфокусированного в точку пульсирующего луча света, вырабатываемого лазером, для возбуждения термоакус тической эмиссии. Термоакустическая эмиссия представляет собой акусти" .ческое излучение, возникающее непосредственно в точке падения светового луча и распространяющееся в той детали, на поверхность которой упал луч. Наличие акустического излучения регистрируют с помощью приемника акустических колебаний. Перемещая точку падения светового луча по линии сканирования, регистри- руется наличие акустических колебаний в той детали, над которой расположен преобразователь. После пересечения линии соединения, световой луч попадает иа деталь, отделенную от детали, над которой рас.положен преобразователь, и возбуждает в ней .акустическое излучение. Оно частично достигает приемника акустических колебаний через поверхность соприкосновения двух деталей но неизбЕжно ослабляется при переходе через нее, так как между соприкасаю. щнмися поверхностями всегда есть зазор, образуемый микронеровностями на поверхности стыков сваривае- .мых деталей. Далее по амплитуде электрического сигнала,. формируемого приемником акустических колебаний, определяется положение стыка и формируется сигнал на управлениеЗаказ 7333/10 Тираж 1036 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4 филиел ППП "Патент 1, г. 3приводом поперечного перемещения сварочной головки.На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.5Устройство содержит коммутатор ,1, своими выходами соединенный с источниками 2 светового луча и пер-, выми входами элемента 3 И. Приемник 4 акустических колебаний связан 1 О со вторьии входами элементов 3 И. Выходы схем И связаны с информационны" ми входами регистра 5. Тактовый вход этого регистра связан с выходом коммутатора 1. Выход регистра 5 связан через формирователь 6 управляющего сигнала с приводом 7 попереч. ного перемещения сварочной головки. Световые лучи источников 2,засвечи" вают зону стыка деталей 8 и 9.Устройство работает следующим об.разом.Коммутатор 1 последовательно возбуждает источники 2 световых лучей, .Если луч от крайнего источника падает на деталь 9, то в точке падения луча возникает акустическое излучение, которое регистрируется приемником 4 акустических колебаний и преобразуется в. сигнал логической "1". Логическая " 1" от приемника 4 вместе с логической "1" от коммутатора 1 дают на выходе соответствующего элемента И логическую "1", переписываемую в регистр 5. Далее аналогично выше указанному процессу происходит35 запись "1" в регистр 5 до тех пор, йока свет от и-ного источника излучения попадает на деталь 8. В этом слу. чае в месте падения луча от Д -ного источника возникает акустическое из 40 лучение, которое, распространяясь в детали 8 и достигнув зазора 9, час. тично проникает в деталь 9, где и будет зарегистрировано приемником 4,45 При этом амплитуда сигнала, выработанного им, равна логическому"О". На соответствующий элемент И от коммутатора 1 поступит логическая "1", а от приемника 4 акустических калебаний логический "0", следовательно на выходе П -ного элемен-а И будет логический "О", переписываемый в. регистр 5.Информация, ваписанная в регистре 5, используется формирователем 5, который вырабатывает управляющее воздействие на исполнительный орган 7, устанавливающий сварочную головку на линию стыка. Таким образом, в течение одного цикла сканирования обеспечивается формирование управляющего сигнала на привод попереч" ного перемещения сварочной головки.В качестве источников .светового луча можно использовать лазер, например ЛТИПЧ, у которого частота следования импульсов света достигает 100 Гц при длительности импульса 5 нс. В качестве приемника акустических колебаний можно использовать пьезоакустшческий, конденсаторный и другие преобразователи.При использовании данного спосо" ба на управление сварочной головкине оказывают мешающего воздействия дефекты на поверхности деталей, поскольку при падении луча света лазера на любую поверхность твердого те. ла возникает термоакустическае эмиссия. Кроме того, преобразователь не чувствителем к посторонним ме" шающим засветкам, поскольку обычный свет термоакустической эмиссии не вызывает. Таким образом, способ обеспечивает повышенную помехоустойчивость слежения за стыком. Формирование управляющего сигнала не зависит от. частоты поверхности деталей, от раз делки стыка и фоновой засветки.