Устройство для контроля качества линейных сварных швов

(и)945783 Союз СоветскихСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61 ) Дополнительное к авт, спид-ву(22) Заявлено 03,11.80 (21) 3000484/25 28с присоединением заявки РЙ(53)М. Кл. 601 Й 29 Ю 4 фВудеястенйьй кемтет СССР в лааи эебретенй и открытй(73) Заявитель ТРОЙСТВО Д ИНЕЙНЫХ С ОНТРОЛЯ КАЧЕСТВАЫХ ШВОВ к сигналам от источник сварочного устройства являет.ределения координат Изобретение относится к неразрушаюшему контролю и может быть использовано для контроля качества сварных швов. в процессе сварки.Известно устройство для контроля ка 5 чества сварного шва, содержащее блокприема и обработки сигналов от сварногошва и блок регулировки режимом сварки,подсоединенный через систему исполнительных механизмов к сварочному аппарату, "1 о блок приема и обработки сигналов выцол нен в виде последовательно соединенного электроакустического преобразователя, усилительно фильтрующего блока, порогового блока, дифферетпярующей цепи, норма 5 лизатора, блока сравнения и цифро-анало гового преобразователя, соединенного с входом блока регулировки режима свар- ки, и задающий генератор, выход которого подключен к второму входу блока 20 сравнения 11.Недостатком этогося невозможность оп низкая помехоустойчивостсварочной дуги, к сигналамв, расположенных вне зова Наиболее близким по техническому существу к изобретению является устройство для контроля качества линейных сварных швов, содержащее первый, вто рой, третий и четвертый преобразовате ли, .соответственно соединенные с ними первый, второй, третий и четвертый кана лы приема, каждый из которых состоит из цоследоютельно соединенных усили теля с фильтром и порогового элемента, измеритель поперечной разности хода, входы которого подключены к выходам первого и второго каналов приема, измеритель продольной разности хода, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого каналов приема, цифровой компаратор, первый вход которого подключен к выходу измерителя поперечной разности хода, блок обработки ситъ 3 9457валов, цифровой вход которого соединейс первым выходом измерителя продольной разности хода, два аналоговых вхо-.да - с выходом третьего и четвертогоканалов приема, и подключенный к выходу блока обработки сигналов регистратор 21,Недостатком известного устройства является невысокая достоверность обнаружения дефектов сварного шва в процессе сварки вследствие низкой помехоустойчивости к сигналам сварочной дуги.Пель изобретения - повышение достс".верности обнаружения дефектов сварногошва в процессе сварки. , 5Эта цель достигается за счет того,что устройство снабжено первым и вторым реверсивными счетными блоками,первым и вторым арифметическими блоками, масштабным блоком, блоком вво да данных, элементом задержки, элементом совпадения, одновибратором, блокомуправления сварочным автоматом, идатчиком путевых импульсов, выход которого соединен со счетным входом масш 2 зтабного блока, выход которого подключенк счетным входам реверсивных счетныхблоков, установочные входы реверсиввыхсчетных блоков и цифрового компараторасоединены с выходом блока управлениясварочным автоматом, первые входы первого и второго арифметических блоковподключены к первому выходу измерителяпродольной разности хода, вторые входык выходам реверсивных счетных блоков,а выходы знаковых разрядов соединены свходами элемента совпадения, третийвход которого подключен квыходу цифрового компаратора, а четвертый - к выходу одновибратора, второй выход измерителя продольной разности хода соединенс входом элемента задержки, выход элемента совпадения соединен с входом одновибратора, выход, .которого соединенс управляюцам входом блока обработкисигналов, четыре кодовых входа блокаввода данных подключены к кодовымвходам масштабного блока, реверсввныхсчетных блокбв и цифрового компаратора.,На чертеже представлена функцио нальная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит преобразовате - ли 1-4, соответственно соединенные с ними четыре канала приема, состоящие из последовательно соединенных усилителей 5-8 с фильтром и пороговых элементов 9-12, измеритель 13 поперечной разности хода, входы котооого соединены с выходами первого 9 и второго 10 пороговых элементов, измеритель 14 продолной разности хода, входы которого соединены с выходами третьего 11 и четвертого 12 пороговых элементов каналовприема, цифровой компаратор 15, первыйарифметический блок 16, второй араметический блок 1 7, блок 18 обработкисигналов, регистратор 1 9, датчик 20 путевых шатульсов, масштабный блок 21,первый счетный блок 22, второй счетныйблок 23, блок 24 управления сварочнымавтоматом, элемент 25 совпадения, одновибратор 26, элемент 27 задержки, блок28 ввода данных,Выход.измерителя 13 соединен с первым входом цифрового компаратора 15,а первый выход второго измерителя 14 с первыми входами арифметических блоков16 и 17 и блоком 1 З обработки сигна.слов. Два других аналогожх входа блока18 обработки сигналов подключены к выходам усилителей 7 и 8 каналов приема,а выход соединен с регистратором 19.Датчик 20 путевых импульсов соединенс выходом блока 24 управления.сварочным автоматом, а выходом - ссчетным входом масштабного блока 21",выход которого подключен к счетномувходу двух реверсивных счетных блоков22 и 23. Установочный вход масштабногоблока 21, реверсиввых счетных блоков22 и 23 и цифрового компаратора 15подключены к , 1 второму выходу блока24 управления сварочным автоматом,выходы реверсивных счетных блоков 22и 23 подключены к вторым входам арифметических блоков 16 и 17, выходы знаковых разрядов арифметических блоков1 6 и 17 и выход пифрового компаратора15 соединены с тремя входами элемента25 совпадения, четвертый вход которогоподключен к выходу одновибратора 26,соединенного входом через элемент 27задержки с вторым выходом измерителя14 продольной разности хода, а выходподключен к управляющему входу блока18 обработки сигналов, блок 28 вводаданных, четыре,выхода которого соединены с кодовыми входами масштабногоблока 21, реверсивных счетных блоков22 и 23 и цифрового компаратора 15,Устройство работает следующим образом..В блох 28 ввода данных вводятся вцифровой форме стилизованные значениявременных параметров зоны контроля Р;Ь+г+ ьь,3 2. Ь5и коэффициент деления масштабйого ка К,=И /Мгде 4 - длина сварного шва, . йм,1" - смещение полюса гиперболы,ближней к зоне плавления, 5относительно проекции ее наось гиперболы, мм,дЬ - расстояние между полюсамигипербол, ограничивающих зону приема по длине шва, мм; 1 оЯ - большая ось гиперболы, ограничивающей зону приема внаправлении, перпендикулярномоси шва, мм;у - скорость звука, в материалеизделия, ммlмкс;И число импульсов датчикапути на единицу расстояния,1/мм;ун: - - масштаб, мкс/мм.20 945блод 2соР 1фриЧ 1то в этом случае на трех входах элемента 25 совпадения будет иметь место разрешенная комбинация сигналов знаковыхразрядов арифметических блоков 16 и 17и напряжение логическая "1" с выходацифрового компаратора 15. Перепад напряжения, возникаюпай на втором выходеизмерителя 14 после окончания измеренияпродольной разности ход, запускает одновибратор 26 через промежуток времени,определяемый временным параметром 6элемента 27 задержки. Импульс одновибратора 26 проходит через элемент 25совпадения и поступает на управляющийвход блока 18 обработки сигналов.: Поэтому импульсу из этого блока на регистратор 19 выводится информация о параметрах сигнала акустической эмиссии икоордината источника этого сигнала. Вслучае невыполнения хотя бы одногоусловия (1), импульс одновибратора 26нв поступает на блок 18 обработки, информация о параметрах сигнала и координате источника этого сигнала на регистратор 19 не выводится, а с поступлением. на устройство новых сигналов стирвется.Спедовательно, устройство регистрирует параметры сигналов толькоот источников, ,Красцоложенных в .пределахкриволинейной фигуры, ограниченной ветвями гипербол,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить достоверностьобнаружения дефектов сварного шва впроцессе сварки.формула изобретенияУстройство для контроля качества линейных сварных швов, содержащее первый,После зажигания дуги в начале сварного шва по команде блока 24 управления сварочным автоматом кодовые комбинации потенциалов, соответствующих значениям параметров Р, Р, Р пере- писываются соответственно в реверсив.ные счетные блоки 22 и 23 и цифровой компаратор 15, а код коэффициента де ления К,- в масштабный беж 21. В реверсивйых счетных блоках 22 и 23 устанавливается режим "Вычитанием, а их знаковые разряды устанавливаются в состояния, соответствующие знаку МинусПри движениии сварочного электрода35 от датчика 20 путевых импульсов на счетный вход масштабного блока 21 поступают импульсы пути. Благодаря масш табированию на счетные входы реверсивных счетных блоков 22 и 23 на отрезке пути, равном длине шва , поступает число масштабных импульсов, равное2 Ь/Ч+1 мкс. Содержимое рвверснвных счетных блоков 22 и 23 по мере прибпис 45 жения электрода к середине шва умень шается. При переходе какого либо счетного блока 22 нли 23 через нулевое соотояние, знак числа меняется ня противоположный, а режим "Вычитаниена ре 50 жим "Суммирование.Арифметические блоки 16 и 17 работают в режиме "Вычитание": из значения ЬЬ продольной разности хода от источни ка сигналов акустической эмиссии до преобразователей 3 и 4, расположенных вдоль шва, вычитается текущее значение цсоответствующего реверсивногосчетного блока 22 и 23, Знак результата 783 . . 6вычитания зависит от знаков н абсолютной величины разности хода и чисел ОРЬ О . Цифровой компаратор 15 вырабатывает напряжение логическая "1" если поперечная разность 1 и хода от источника акустической эмиссии до преобразова. телей 1 и 2 не превышает время Ь(Ч, в противном случае компаратор 15 вырабатывает напряжение логический "0".Элемент 25 совпадения настроен на отрицательный результат операции 1 ров -Ос О и на положительный результат операции Ьр -О) О, а также на логическую 1 цифрового компаратора 15, т, е. если дпя источника сигналов акустической эмиссии выполняется условие7 046 второй, третий н четвертый преобразова тели, соответственно соедийенные с ними первый, второй, третий и четвертый каналы приема, каждый нз которых состоит из последовательно соединенных усилителя 5 с фильтром н порогового элемента, измеритель поперечной разности хода, входы которого подключены к выходам первого и второго каналов приема, измеритель продольной разности хода, входы ф которого подключены к выходам третье3 го и четвертого каналов приема, цифровой компаратор, первый вход которого подключен к выходу измерителя поперечиой разности хода, блок обработки сигналов, цифровой вход которого соединен с. первым выходом измерителя продольной разности хода, а два аналоговых входа .- с выходами третмго и четвертого каналов прие ма, и подключенный к выходу блока обра- го ботки сигналов регИстратор о т л и ч аю щ е е сй тем, что, с целью повышения достоверности обнаружении дефектов сварного шва в процессе сварки, оно снабжено первым и вторым реверсшными счет-Ы ными блоками, первым и вторыМ арифмети " ческими блоками, масштабным, блоком, бло ком ввода данных, элементом задержки, але ментом совпадения, одновибратором, блоком унравленИя сварочным автоматом изо датчиком нутевых импульсов, выход которого соединен со счетным входом масшг 1 йй Ятабного блоха, выход которого подключенк счетным входам реверсивных счетныхблоков, установочные входы реверснвныхсчетных блоков и цифрового компараторасоединены с выходом блока управлениясварочным автоматом, первые входы первого н второго арифметических блоковподключены к первому выходу измерителя продольной разности хода. вторыевходы - к выходам реверсивных счетныхблоков, а выходы знаковых разрядов соединены с входами элемента совпадения,третий вход которого подключен к выходу цифрового компаратора, а четвертый - к выходу одновибратора, второй выход измерителя продольной разности хода соединен с входом элементазадержки, выход элемента совпадения соьдинен с входом одновибратора; выход ко-торого соединен с управляющим входомблока обработки сигналов, четыре кодовыхвыхода блока ввода данных ь,подключенык кодовым входам "масштабного блока,реверсивных счетных блоков и цифровогокомнаратора.Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе1. авторское-свидетельство СССР648900, кл. 801 М 29 Ю 4, 1979.2, Авторское свидетельство СССРМ 655963, кл. 001 4 29/04, 1979прототип) .