Устройство тренировки сварщиков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЯО 1 4 БЛИН 9/10 51)5 С 09 В 19/24 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯвам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1506465, кл.С 09 В 19/24, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ТРЕНИРОВКИ СВАРЩИКОВ(57) Изобретение относится к сварке,в частности к техническим средствамобучения приемам и навыкам ручнойэлектросварки. Цель изобретенияповышение эффективности техники ручной дуговой сварки путем контролянормативных параметров процесса ведения сварки. Имитатор стыка устройства представляет собой световую до"рожку, подсвечиваемую изнутри импульсной лампой с постоянной частотой. Изобретение относится к сварке,частности к техническим средствамобучения приемам и навыкам ручнойэлектросварки.Цель изобретения - повьппение эффективности обучения техническойручной дуговой сварки путем контроля нормативных параметров процессаведения сварки .На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 -конструкция модели свариваемого объта и имитатора электрода; на фиг.3временные диаграммы, поясняющие рабту устройства. Остальная часть операционного поля подсвечивается другой импульсной лампой с той же частотой световых вспыо шек, но со сдвигом фазы 180 . Устройство содержит блок обработки информации, принятой фотодатчиком, который размещен на конце имитатора электрода. В результате обработки информации устройство определяет попадают ли в заданные границы контролируемые параметры " скорость перемещения имитатора электрода вдоль стыка, величина имитируемого дугового промежутка, нахождение имитатора электрода над световой дорожкой. Первая появляющая ошибка фиксируется на блоке световой индикации и останавливает тренаж. При этом индицируется также величина пройденного до возникновения ошибки пути в условных единицах.3 ил. Устройство (фиг.1) содержит модель 1 свариваемого объекта с размещенными внутри его импульсными лампами рабочей зоны (т.е. собственно имитатора стыка) и нерабочей зоны соответственно 2 и 3, блоки питанияимпульсных ламп рабочей зоны и импульсных ламп нерабочей зоны соответственно 4 и 5, имитатор 6 электрода с фотоприемником 7, усилитель 8, селекторы импульсов рабочей, зоны и импульсов нерабочей зоны соответствен" но 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов, амплитудные детекторы импульсов рабочей зоны и импульсов не 1638145рабочей зоны соответственно 12 и 13,триггер Шмитта 14 с плавающим порогом, ждущий мультивибратор 15, интегратор 16 с разрядными цепями, компараторы 17 и 18, амплитудный детектор19 огибающей импульсов рабочей зоны,компараторы 20-22, блок 23 триггеровошибок, блок 24 световой индикации,блок 25 звуковой индикации, узел 26 1 Облокировки входов блока триггеровошибок, узел 27 обнуления, блок 28счетчиков меток скорости, блок 29циФровой индикации,Конструктивно модель 1 свариваемого объекта представляет собой(фиг.2) короб с размещенными внутриимпульсными лампами рабочей. и нерабочей зон 2 и 3, в верхней части которого закреплены направляющие 30. 20Внутри модели установлен также экран 31 со световой щелью 32. Меткискорости 33 нанесены на прозрачнуюпластину 34 операционного поля. Импульсные лампы рабочей и нерабочей25зон разделены друг от друга непрозрачной опорной пластиной 35. Для повышения равномерности подсветки нерабочей зоны операционного поля в нижней части короба под углом к основанию установлены отражатели 36. Модели свауиваемого объекта девизуализируется при помощи светонепроницаемого экрана-щитка 37. Боковая крышка38 сделана съемной, что позволяетосуществлять быструю смену экрана 3 1и пластины 34 с целью замены типатраектории./Принцип действия устройства сос 40 тоит в том, что анализируется соотношение амплитуд импульсов, принятых фотоприемником имитатора электрода: со стороны импульсной лампы рабочей зоны и со стороны импульсной лампы45 нерабочей зоны. В результате определяется факт нахождения имитатора электрода в рабочей зоне и величина имитируемого дугового промежутка, а по частоте модуляции света при дви-, жении имитатора электрода над метка 50 ми скорости - величина скорости перемещения имитатора электрода.Генератор 11 тактовых импульсов обеспечивает управление блоками питания импульсной лампы рабочей зоны 2 и импульсной лампы нерабочей зоны 3 соответственно 4 и 5 с достаточно высокой постоянной частотой и со сдвигом фаз импульсов зажигания ламп 180 град. Эти же сигналы управляют селекторами импульсов рабочей и нерабочей зон соответственно 9 и 10. Све. товые импульсы от импульсных ламп обеих зон преобразуются фотоприемником 7 в электрические, которые усиливаются в усилителе 8, разделяются на импульсы рабочей зоны и им" пульсы нерабочей зоны в селекторах импульсов рабочей зоны 9 и нерабочей зоны 10. Амплитудный детектор 12 импульсов рабочей зоны выделяет огибающую импульсов рабочей зоны, определяемую модуляцией света при прохождении имитатора электрода над светонепроницаемыми метками скорости 33. Эта огибающая преобразуется тригге" ром Шмитта 14 в импульсы той же частотыкоторые укорачиваются в ждущем мультивибраторе 15 и накапливаются в интеграторе 16. Напряжение с интегратора 16 подается на компараторы 17 и 18, на вторые входы которых подаются опорные напряжения, соответствующие минимальной и максимальной скоростям перемещения имитатора электрода. При выходе величины скорости за установление границы, напряжение на выходе интегратора достигает одного из порогов, что приводит к срабатыванию соответствующего компаратора и установке одного из триггеров блока 23 триггеров ошибки в единичное состояние.Для контроля за .величиной имитируемого дугового промежутка огибающая импульсов рабочей зоны с амплитудного детектора 12 подается на амплитудный детектор 19 импульсов рабочей зоны, который выделяет амплитуду импульсов рабочей зоны при прохождении имитатора электрода над прозрачными (освещенными) участками световой дорожкиЭта величина сравнивается в компараторах 20 и 21 с опорными напряжениями, соответствующими заданному интервалу положения имитатора электрода по высоте. Выходы компараторов соединены с соответствующими входами блока 23 триггеров. Кроме того, амплитуда импульсов с амплитудного детектора 19 огибающей импульсоврабочей зоны поступает на вход компаратора 22, на второй,1 вход которого подается сигнал с амплитудного детектора 13 импульсов нерабочей зоны. Таким образом, осущестПри движении имитатора электрода, над метками скорости импульсы, принятые с рабочей зоны, модулируются по амплитуде. С выхода амплитудного . детектора 12 импульсов рабочей зоны модулированный, сигнал дискр етизируется триггером Шмитта 14 с плавающим порогом. Импульсы укорачиваются ждущим мультивибратором 15 и накапливаются в интеграторе 16. При скорости имитатора электрода, равной заданной, напряжение на выходе интегратора равно Н,Ч . При увеличении скорости напряжение на выходе интегратора,16 увеличивается и при некоторой заданной максимальной скорости 45 50 163814 вляется сравнение амплитуд импульсов рабочей зоны и нерабочей зоны в целях определения момента выхода имитатора электрода из рабочей зоны в нерабочую, В этот момент сигнал с выхода компаратора 22 поступит на блок 23 и зафиксирует ошибку "Выход из рабочей зоны".Узел 26 блокировки входов предназначен для вццеления первой возникшей в ходе очередного тренажа ошибки.Блок 28 счетчиков меток осуществляет подсчет количества меток скорос - ти, пройденных при условии отсутствия ошибок тренажа. До тех пор пока не начат новый цикл тренажа, сохраняется состояние блока 28 счетчиков и в блоке 29 цифровой индикации запомненное число подсчитанных меток. 20Устройство работает следующим образом.В начале тренажа имитатор электрода устанавливается над первой более протяженной, чем остальные, непроз рачной меткой скорости . Обучаемый девизуальизирует модель свариваемого объекта с помощью непрозрачного экрана 37. Уровень амплитуды импульсов рабочей зоны при этом минимален, компаратор 22 имеет на выходе высокий уровень, соответствующий превышению амплитуды импульсов нерабочей зоны над амплитудой импульсов рабочей зоны. Затем нажимается кнопка "ИСХ", давая разрешение счетным импульсам блока счетчиков меток, При начале движения имитатора электрода в момент перехода над светопроницаемым промежутком компаратор 22 обнуляет блок 28 счетчиков меток и устанавливает триггеры блока 23 в исходное нулевое состояниег6Ч,ацостигнет напРяжения Поаорц ЧЛлакф компаратора 18, который сработает и: зафиксирует тем самым в блоке 23 триггеров ошибку "Ч )Ч ". Наоборот, при уменьшении скорости движения имитатора электрода до заданной минимальной скорости Ч щн напряжение на выходе интегратора 16 уменьшится до Н нЧ,ин сработает компаратор 17, опор к минфиксируя ошибку "Ч ЧС выхода амплитудного детектора 19 огибающей импульсов рабочей зоны напряжение равно амплитуде импульсов рабочей зоны в момент прохождения имитатора электрода между светонепроницаемыми метками и несущее информацию о имитируемом дуговом промежутке фиг.3 ж), сравнивается в компараторах 20 и 21 с Цран и аин и ц 11 . Если имитируемый дуговой промежуток меньше зада нног о Ь то вследствие приближения Фотоприемника к световой дорожке и возрастания напряжения на выходе амплитудного детектора 19 огибающей импульсов рабочей зоны, срабатывает компаратор 20, фиксируя в блоке 23 триггеров ошибку "Ь ( Ьцдн" . Если промежуток увеличивается больше заданного, амплитуда импульсов рабочей зоны падает, срабатывает компаратор 21, фиксируя ошибку "11 ) 1 макаНапряжение с выхода амплитудного детектора 13 огибающей импульсов рабочей зоны (фиг.1) в процессе тренажа непрерывно снавнивается в компараторе 22 с напряжением амплитудного детектора 13 импульсов нерабочей зоны. Если происходит увод имитатора электрода в сторону от световой дорожки, то напряжение с выхо-. да амплитудного детектора 19 уменьшается, а напряжение с выхода амплитудного детектора 13 увеличивается. При выходе имитатора электрода из рабочей зоны напряжение с выхода амплитудного детектора 13 становится больше напряжения с выхода амплитуд-. ного детектора 19, срабатывает компаратор 22, фиксируя в блоке. 23 тригге" ров ошибку "Выход из рабочей зоны". Если тренаж выполнен без ошибок. до конца, те. пройдены и сосчитаны все метки световой дорожки,то счетчики блока 28 счетчиков достигают определенно" го состояния, при котором выдается сигнал "Без ошибок" на блок 23 тригге"ров для фиксации одноименного состояния последнего.При любом изменении состояниятриггеров блока 23 блок 25 звуковойиндикации осуществляет подачу короткого звукового сигнала,После того как тренаж прерывается вследствие допущения какой-либоиз названных выше ошибок, а такжепри правильном выполнении всего тре-,нажа, обучаемый слишит звуковой сигнал, убирает экран 37, видит на блоке 24 световой индикации допущеннуюим ошибку или сигнал "Без ошибок", 15запоминает длину пройденной без оши -бок траектории (количество меток),высвеченную на блоке 29 цифровой индикации, ставит имитатор электродавновь в начало траектории на первую 20светонепроницаемую метку,девизуализи.рует с помощью экрана 37 модель 1,нажимает кнопку "ИСХ" и с выходомимитатора электрода на светлыйучасток между метками начинается но-вый цикл тренажа,Устройство обладает повышеннойпомехоустойчивостью по отношению квнешнимисточникам света благодаря значительному пр евышению ур овня яркости им.30пульсов света подобного типа лампнад световым фоном и возможнымиблизконаходящихся источников излучения (например, естественного освещения, ламп дневного света) . Высокая экономичность позволяет изготовить устройство с автономным питанием, что наряду с сохранением работоспособности его в любых пространственных положениях делает возможным 40значительно разнообразить условиятренажа.Предлагаемое устройство можетработать в режимах тренажа как нопроизвольной траектории, так и по про извольной совокупности контролируемых параметров,Формула изобр етения50Устройство тренировки сварщиков, содержащее модель свариваемого объекта с имитатором стыка, имитатор электрода с размещенным на конце фотоприемником, генератор тактовых импульсов, ждущий мультивибратор, узел обнуления, компаратор, усилитель и светопроницаемыи экран-щиток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения эффективности тренажа техники ручной дуговой сварки, оно снабжено двумя импульсными лампами, двумя блоками питания импульсных ламп, триггером Шмитта, интегратором,четырьмя компараторами, блоком триггеров ошибок, блоком световой индикации, узлом блокировки, блоком счетчиков меток, блоком цифровой индикации, а также двумя селекторами импульсов и тремя амплитудными детекто-,рами, причем модель свариваемогообъекта выполнена в виде трафаретаиз прозрачной пластины с двумя зонами,. одна из которых, имитирующаястык, выполнена в, виде световой дорожки чередующихся прозрачных и Не-прозрачных для света участков, а вторая, нерабочая, зона расположена по обе стороны от первой, при этом под трафаретом установлен светонепроницаемый экран со световой щелью, расположенной вдоль световой дорожки, в экране размещена первая импульсная лампа напротив световой щели, а вторая импульсная лампа установлена вне экрана под первой с возможностью равномерной засветки нерабочей зоны, первой и второй блоки питания импульсных ламп выходами соединены соответственно с первой и второй импульсными лампами, а входами - с первым и вторым входами генератора тактовых импульсов и первыми входами селекторов импульсов соответственно, вторые входы которых связаны с выходом усилителя, входом соединенного с фотоприемником, выход первого селектора импульсов через первый амплитудный детектор подключен к входам второго амплитудного детектора и триггера Шмитта, выход которого соединен с первым входом узла обнуления и через последовательно соединенные ждущий мультивибратор и интегратор с входами первого и второго компараторов, выходами связанных соответственно с первым и вторым входами блока триггеров, выход второго амплитудного детектора соединен через третий и четвертый компараторы соответственно с третьим и четвертым входами блока триггеров и непосредственно с первым входом пятого компаратора, второй вход которого через третий амплитудный детектор связан с выходом второго селектора импульсов, а выход - с пятым входом блока триг 1638145 1 Огерон и вторым входом узла обнуления, третий вход которого соединен с выходами блока световой и входом блока звуковой индикации, первый выход узлаобнуления через узел блокировкисвязан с шестым входом блока триггеров, второй выход - с входом блока счетчиков меток, первым выходом под. - .ключенного к блоку цифровой индикации, а вторым входом - к седьмомувходу блока триггеров, выход которого соединен с входом блока световой индикации.11638145 Составитель В. Родимо Редактор М. Недолуженко Техред Л,Олийнык Корректор Н, Король раж 2 писное Производственно-издательский комбинат "Пате Гагарина, 1Ужгород Заказ 900 ВНИИПИ Государственного 113035, омитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРосква, И, Раушская наб., д. 4/5