Способ определения ширины зазора между свариваемыми деталями

(54) (5 ЗАЗОРА АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ Н ВТОРСНОМУ СВИДВТИЪС(71) Ордена Ленина н орденКрасного Знамени институтсварки им. Е.О.Патона(56) 1. Авторское свидетелУ 644312, кл. В 23 К 9/1 О,2. Патент ГДР В 126778,кл. В 23 К 9/12, 1976 (про СОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШИРИНЫ СВАРИВАЕИЫМИ ДЕТАЛЯИИ при котором измеряют отраженныйсветовой поток от. поверхности деталей в зоне стыка, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей определения ширины зазора иупрощения конструкции путем использования в качестве источника светового излучения сварочной дугидополнительно измеряют отраженный световойпоток от поверхности деталей внезоны стыка, а величину зазора опре-деляют как отношение разности измеренных .величин к величине отраженногосветового потока от поверхности деталей вне зоны стыка.1 112 38Изобретение относится к дуговойсварке и может быть использовано вавтоматических установках с управляемым колебанием электрода.Лзвестен датчик стыка свариваемыхкромок, содержащий излучатель, сканируюпй приемник отраженного от по верхности свариваемого материала сигнала и электрически соелненныеинтегратор, элемент сравнения, генератор контрольных импульсов, элементпамяти, два автоматических ключа,две линии задержки, логический элемент ИЛИ-НЕ, элемент выделениясигнала ширины стыка (пороговый элемент) и элемент выделения оси стыка,при этом о ширине стыка судят по абсолютной величине отраженного светового потока, созданного самостоятельным излучателем 1 320Применение такого источника связано с защитой его от прямого иликосвенного воздействия сварочнойдугичто требует Дополнительныхатрат . 25Наиболее близким к изобретениюо технической сущности являетсяспособ, реализованный в устройствеопоеделзгия ширины разделки кромоки положения середины разделки нрисварке, состоящем из оптической сис -те.ь измерения и электронной схемыдешифрирования сигналов и обеспечивающем измерение требуемых параметров независимо друг от друга, а также от способа сварки и геометрии35(деталей, В плоскости иэображения оптической системы поперек стыка подопредеценным углом к нему по прямойили кривой линии расположены опто 40электронные элементы, преимущественно;фототранзисторы или фотодиоды причем последовательно с кажпым из нихвключен аналого-цифровой.преобразователь. Преобразователи соединены параллельно с двумя усилителями,45обеспечивающими получение выходногосигнала, эквивалентного ширине разделки и отклонению от середины разделки 23Используемый в этом устройствеспособ определения, ширины разделкизаключается в измерении отраженногосветового потока от поверхностидеталей в зоне стыка. Величина отраженного светового потока зависитот величины падающего на поверхностьсветового потока а также от отражательной способности поверхности, Что 042бы дбеспечить. независимость измерений от этих величин, в измерительную систему устройства включен дополнительный индикатор с регуляторомвеличины светового потока, отраженного от поверхности . Испол ьзов ание т акого ре-гулятора предусматривает наличие самостоятельного источника освещения.Цель изобретения - расширение технологических возможностей определения ширины зазора и упрощения конструкции путем использования в качестве источника светового излучения сварочной дуги.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения ширины зазора между свариваемыми деталями при котором измеряют отраженный световой лоток от поверхности деталей в зоне стыка, дополнительно измеряют отраженный световой поток от поверхности деталей вне зоны стыка, а величину зазора определяют как отношение разности измеренных величин к величине отраженного светового потока от поверхности деталей вне зоны.Последовательность действий, осуществляющих предлагаемый способУимеет следующий вид: измеряют отраженный световой поток от поверхностей деталей в зоне стыка и внезоны стыка измерения производятсяодновременно ), находят разность измеренных величин и отношение найденной разности к измеренной величинесветового потока, отраженного от по поверхностей деталей вне зоны стыка.,Например, если фоточувствительйыйприемник состоит из п элементов, расположенных перпендикулярно свариваеимому стыку, причем = элементов2принимают отраженный поток от поверхностей вне зоны стыка (Е ) иМ2 от поверхностей в зоне стыка(Ес), а поверхности деталей имеютодинаковую отражательную способность и эта величина значительнопревьппает отражательную способность зазора, тоЕс =К ( а-Ь);п где к - коэфФциент, зависящийот величины падающего на поверхностьЕ- Ес Ем откуда получаемИз формулы видно, что ширина зазора зависит только от величины отраженных световых потоков и не связана с коэффициентом 1 с.Таким образом, по сравнению с прототипом отпадает необходимость в регулировании величины светового потока, отраженного от поверхностей свариваемых деталей, и определение ширины зазора становится .независимым от источника освещения поверхностей. Это дает возможность не применять дополнительный источник осве щения поверхностей, а измерять отраженный от поверхностей свет дуги, что упрощает конструкцию и уменьшает размеры устройства, реализующего предлагаемый способ. Уменьшение 30 размеров устройства позволяет упростить крепление его к сварочной горелке и вести измерения в ранее недоступных местах. Это позволяет расширить технологические возможнос ти способа определения ширины зазора.На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ40Устройство состоит из фоточувствительных элементов 1, сумматоров 2. и 3 вычитающего элемента 4 и элемента деления 5; При создании макета устройства в качестве фоточуствитель -4 ных элементов использовались фотодйоды ФДК, Используемюй элемент депения имеет цифровой выход и включает в себя компаратор, два счетчика, цифСост авителРедактор Т.Парфенова Техред И.А Заказ 8180/13 Тираж 1036 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5Филиап ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 светового потока и отражательной способности поверхностей деталей;а - линейная зона обзора каждого фотоэлемента;Ь - ширина зазора.Затем составляем соотношение. 123804 4роаналоговый преобразователь и генератор импульсов. Фоточувствительныеэлементы 1 соединены с сумматорами 2и 3. Выходы сУмматоров соединены совходами вычитающего элемента 4,выход которого соединен с первым вхо"дом элемента деления 5. Со вторымвходом элемента деления соединенвыход сумматора 3. Выход элемента 5О является выходом устройства.Устройство работает следующимобразом.Свет дуги, отраженный от поверхностей свариваемых деталей в зонестыка и вне зоны стыка, попадаетна соответствующие фоточувствительные элементы 1, а от,них в видеэлектрических сигнапов передаетсяна вход сумматоров 2 и 3. На выходесумматора 2 находится величина от-,раженного светового потока от поверх-ностей деталей в зоне стыка Е , ана выходе сумматора 3 - величина;отраженного светового потока от новерхностей деталей вне зоны стыка Ем.Эти величины подаются на вход вычитающего элемента 4. Найденная разностьподается на первый вход элементаделения 5, на второй вход подаетсясигнап с выхода сумматора. 3. В результате на выходе элемента 5 находится величина, пропорционапьная.ширине зазора Ь. Эта величина подается в систему управления .сварочнымустройством.Технико-экономическая эффактивность предлагаемого способа эакпючается в возможности измерять ширину,зазора между свариваемыми деталяьвпри различных способах дуговой сварки независимо от отражательной способности поверхности свариваеьыхматериалов без испопьзования дополнительных источников освещения и ре.- гуляторов величинй отраженных световыхаотоков. Использование ширины зазорапри управлении процессом сварки позволяет улучшить качество сварного шяаи снизить расход наплавочного метапла. ь Е . Кар атеевсталош Корректор Е.Сирохман