Датчик положения сварочного электрода относительно стыка

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 483567 Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 05,09.75, БюллетеньСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 53) УДК 531,715.2(088.8) исания 12,1 ата опубликов Авторыизобретен отова, А. И, Галицкий, Ю. П. Голин, В. Г. Снежко,3. Н. Педунова и Ю, ф. Некрасов Институт автоматики71) Заявител 54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СВАРОЧНОГО ЭЛЕКТРОДА ОТНОСИТЕЛЪНО СТЪКАИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в следящих системах автоматического управления сварочным электродом при сварке стыков со значительной кривизной.Известны датчики положения сварочного электрода относительно стыка, содержащие объектив, подвижную диафрагму и схему преобразования оптического сигнала,Предложенное устройство отличается от известных тем, что, с целью повышения точности положения электрода, схема преобразования выполнена в виде каналов преобразования сигналов расположения стыка и электрода в импульсы и блока преобразования взаимного положения импульсов в сигнал постоянного тока. Каждый из каналов снабжен неподвижной диафрагмой, конденсором, фотоприемником и узлом обработки сигнала фотоприемника. В канале электрода диафрагма разделена на две равные части непрозрачной перемычкой, узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схемы выделения импульсного сигнала, образуемого при перемещении вращающейся диафрагмы относительно перемычки неподвижной диафрагмы, а в канале стыка узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схемы выделения импульсов, положение которых по времени определено положением изображения стыка в пределах поля зрения неподвижнойдиафрагмы.Это позволяет повысить точность слеженияпо стыку, особенно при сварке стыков значи тельной кривизны,На фиг. 1 изображена блок-схема датчикаположения электрода относительно стыка; на фиг. 2 - эпюры напряжений датчика.Датчик направлен на стык вблизи зоны 10 сварки и край сварочного электрода и содержит бленду 1, объектив 2, при этом край сварочного электрода 3 направлен на плоскость соединяемых кромок 4, подвижную диафрагму 5 с отверстием, неподвижную диа фрагму 6 с двумя отверстиями, конденсор 7канала электрода с отверстием разделенным перемычкой на равные части, конденсор 8 канала стыка, фотоприемник 9 канала электрода, фотоприемник 10 стыка канала, узел 2 Э 11 обработки сигнала фотоприемника каналаэлектрода, узел 12 обработки сигнала фотоприемника стыка и блок 13 преобразования взаимного положения импульсов в постоянное напряжение. Узел 11 обработки сигнала 25 фотоприемника канала электрода содержитв свою очередь формирователь 14 положительных сигналов, формирователь 15 отрицательных сигналов, схему 16 совпадения. Узел 12 обработки сигнала фотоприемника канала 30 стыка содержит усилитель 17, дополнительный формирователь 18 положительных сигналов, дополнительный формирователь 19 отрицательных сигналов и дополнительную схему 20 совпадения.Устройство работает следующим образом.При сварке край сварочного электрода и стык соединяемых деталей у входа в зону сварки постоянно находятся в поле зрения фотоприемников 9, 10, датчика соответственно каналов электрода и стыка. Световой поток сварочного электрода прерывается отверстием подвижной диафрагмы 5, проходит через отверстия неподвижной диафрагмы б канала электрода и собирается конденсором 7 на фотоприемнике 9 канала электрода. Отраженный от кромок соединяемых деталей световой поток электрода, прошедший через отверстия подвижной диафрагмы 5 и неподвижной диафрагмы б канала стыка, собирается конденсором 8 на фотоприемник 10 канала стыка, Наличие перемычки в центре неподвижной диафрагмы в поле зрения фотоприемника канала электрода и наличие стыка в центре поля зрения фотоприемника канала стыка позволяет на выходе каждого из них получать сигналы с паузами т; т (фиг. 2 а, д). Взаимное положение этих пауз определяет положение стыка относительно электрода.Для упрощения использования этой информации из сигналов пауз формируются импульсы стыка и электрода. Для этого сигналы с фотоприемников каналов стыка и электрода подаются соответственно на узлы 11, 12 обработки сигналов. Сигнал Уфотоприемника канала электрода поступает на формирователи положительного и отрицательного сигналов, на выходе которых соответственно снимаются импульсы У, и Уз. Передний фронт положительного импульса У совпадает с передним фронтом сигнала У, задний фронт совпадает с задним фронтом импульса паузы. Передний фронт отрицательного импульса У, совпадает с передним фронтом импульса паузы сигнала У, задний фронт совпадает с задним фронтом сигнала электрода, Сформированные положительные и отрицательные сигналы поступают на схему 16 совпадения, на выходе которой снимаются импульсы электрода У 4, которые поступают на один из входов блока преобразования взаимного положения импульсов электрода и стыка в постоянное напряжение, На второй вход блока 13 преобразования, поступают импульсы стыка Уформируемые из сигналов стыка, которые усиливаются усилителем 17 и подаются на дополнительные55 жения стыка в пределах поля зрения неподвижной диафрагмы. формирователи 18, 19 положительных и отрицательных сигналов, а па их выходах снимаются соответственно импульсы положительной и отрицательной полярности О, и /е. До полнительная схема 20 совпадения выделяетиз этих импульсов импульс (l стыка длительность которого определяется шириной зазора в стыке соединяемых деталей. При совмещении оси стыка с осью электрода им пульс стыка У, располагается точно по середине между двумя импульсами электрода (/4.При смещении стыка относительно электрода на выходе блока преобразования снимается постоянное напряжение, соответствую щее взаимному расположению импульсовстыка и электрода.Выходные сигналы содержат информациюо положении стыка относительно электрода в непосредственной близости от него, а узлы 20 обработки сигналов фотоприемников каналовстыка и электрода позволяют получать информацию о взаимном положении середины стыка относительно середины электрода независимо от ширины зазора в стыке. Исполь зование этой информации позволяет повыситьточность слежения по стыку и осуществлять слежение при значительной кривизне стыка.Предмет изобретениязО Датчик положения сварочного электродаотносительно стыка, содержащий объектив, вращающуюся диафрагму с осью вращения, совпадающей с оптической осью объектива, и схему преобразования оптического сигнала, 35 отличающийся тем, что, с целью повышения точности положения электрода, схема преобразования выполнена в виде каналов преобразования сигналов расположения стыка и электрода в импульсы и блока преобра зования взаимного положения импульсов всигнал постоянного тока, каждый из каналов снабжен неподвижной диафрагмой, конденсором, фотоприемником и узлом обработки сигнала фотоприемника, в канале электрода 45 диафрагма разделена на две равные частинепрозрачной перемычкой, узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схем выделения импульсного сигнала, образуемого при перемещении вращающейся диафрагмы 50 относительно перемычки неподвижной диафрагмы, а в канале стыка узел обработки сигнала фотоприемника выполнен в виде схемы выделения импульсов, положение которых по времени определено положением изобра483567 ф орректор Т. фисенко Васильева Редактор Тираж 782овета Минисоткрытийаб., д. 4/5 аказ 3012/6ЦНИИПИ оставитель Б, Минин Техред Т. Курилко Изд.988сударственного комитета С по делам изобретений иМосква, Ж, Раушская н пография, пр. Сапунова,Подписнов СССР