Устройство для наведения электрода на стык свариваемого соединения

 

Изобретение относится к сварке , в частности, к автоматизации совмещения электрода со стыком, и может быть использовано при производстве труб большого диаметра и других сварных изделий. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при смешении непосредственно по стыку свариваемых кромок за счет исключения влияния неравномерности фона видеосигнала и колебаний его амплитуды. Устройство содержит телевизионную камеру, дифференциальный усилитель, формирователь импульсов, временные селекторы, генераторы селектирующих импульсов, детектор и блок управления сварочной головки. В устройство введены RS-триггер, фиксаторы уровня напряжения, генераторы импульсов фиксации, предварительные временные селекторы, видеоусилители и амплитудные детекторы. Устройство позволяет устойчиво следить за положением середины зазора между свариваемыми кромками при наличии неравномерности фона видеосигнала и колебаниях амплитуды сигнала от стыка на выходе телевизионной камеры. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

51 4 В 23 К 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИЙЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2l) 4358342/27-27 (22) 04.01.88 (46) 07.09.89. Бюл. № 33 (71) Научно-производственное объединение по автоматизации горнорудных металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии «Днепрчерметавтоматика» (72) E. М. Антощенко, Ю. А. Воробьев, В. Н. Негляд и А. Г. Таничев (53) 621.791.75.03 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 856708, кл. В 23 К 9/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1090514, кл. В 23 К 9/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАВЕДЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДА НА СТЪ|К СВАРИВАЕМОГО

СОЕДИНЕНИЯ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к автоматизации совмещения электрода со стыком, и может быть исИзобретение относится к сварке, в частности к автоматизации совмещения электрода со стыком, и может быть использовано при производстве труб большого диаметра и других сварных изделий.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при слежении непосредственно по стыку овариваемых кромок за счет исключения влияния на работу устройства неравномерности фона видеосигнала и колебаний его амплитуды.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит телевизионную камеру 1 (фиг. 1), на фотокатод передающей трубки которой проецируется изобраÄÄSUÄÄ 1505707

2 пользовано при производстве труб большого диаметра и друIHx сварных изделий. Цель изобретения — повы шение помехоустойчивости при смешении непосредственно по стыку свариваемых кромок за счет исключения влияния неравномерности фона видеосигнала и колебаний его амплитуды. Устройство содержит телевизионную камеру, дифференциальный усилитель, формирователь импульсов, временные селекторы, генерагоры селектирующих импульсов, детектор и б. ок управления сварочной головки. В устройство введены RS-триггер, фиксаторы уровня напряжения, генераторы импульсов фиксации, предварительные временные селекторы, видеоуcèëèòåëè и амплитудные детекторы. Устройство позволяет устойчиво следить за положением середины зазора между свариваемыми кромками при наличии неравномерности фона видеосигнала и колебаниях амплитуды сигнала от стыка на выходе телевизионной камеры. 2 ил. жение свариваемых кромок 2, два фиксатора 3 и 4 уровня напряжения, два временных селектора 5 и 6, два видеоусилителя 7 и 8 с регулируемым коэффициентом усиления, первый 9 и второй 10 временные селекторы, два амплитудных детектора 11 и 12, дифференциальный детек тор 13, измерительный резистор 14, дифферен циальный усилитель 5 постоянного тока, формирователь 16 импульсов, генераторы 17 импульсов фиксации, генераторы 18 — 20 селектирующих импульсов, RS-триггер 21. блок

22 наведения сварочной головки и строчные отклоняющие катушки 23.

Разделка кромок 2 свариваемого стыка проецируется на мишень передающей трубки телевизионной камеры 1. Телевизионная камера жестко соединена со сварочны ми

1505707

1О

I5

55 головками и перемешается вместе с ними с помощью блока 22 управления сварочной головкой. Последовательно со строчными отклоняющими катушками 23 телевизионной камеры 1 включен измерительный резистор 14, с которого снимается напряжение, пропорциональное отклоняющему току.

Резистор 14 соединен с одним из входов дифференциального усилителя 15, другой вход которого соединен с выходом дифференциального детектора 13. Выход дифференциального усилителя 15 подключен к входу формирователя 16 импульсов, который служит для генерирования импульсов напряжения при прохождении выходного напряжения усилителя 15 через нуль. К выходу формирователя 16 подключены четыре последовательно соединенных генератора 17—

20 импульсов. Выходы генераторов 17 и 20 соединены с управляющими входами фиксаторов 3 и 4 импульсов, а выходы генераторов 18 и 19 соединены с управляющими входами временных селекторов 9 и 10. Вторые входы (сигнальные) фиксаторов 3 и 4 уровня подключены к выходу телевизионной камеры. Фиксатор 3 уровня служит для фиксации на уровне нуля потенциала фона перед видеосигналом от стыка, а фиксатор 4 уровня — для фиксации фона после видеосигнала. Выходы фиксаторов 3 и 4 соединены с входами предварительных временных селекторов 5 и 6 соответственно. Селекторы 5 и 6 обеспечивают пропускание видеосигнала только во время существования импульса на выходе триггера 21 и служат для защиты видеоусилителей 7 и 8 от перегрузки, что исключает неконтролируемое смещение нуля и другие искажения видеосигнала на выходе усилителей. Видеоусилители 7 и 8 выполнены с регулируемым коэффициентом усиления, временные селекторы 9 и 10 выделяют те части видеосигнала, поступающего на них с выхода видеоусилителей 7 и 8, которые совпадают по времени с соответствующими селектируюшими импульсами.

Дифференциальный детектор 13 сравнивает площади частей видеосигнала, выделенных первым 9 и вторым 10 временными селекторами, и вырабатывает на своем выходе напряжение, пропорциональное разности площадей этих частей.

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал с выхода телевизионной ка epb! 1 (фиг. 2а) поступает на два фиксатора 3 и 4 уровня напряжения. На управляющий вход фиксатора 3 поступает импульс с выхода генератора !7 импульсов фиксатора (фиг. 2б), а на управляющий вход фиксатора 4 уровня — с выхода генератора 20 (фиг. 2д). Видеосигналы на выходе фиксатора 3 уровня (фиг. 2е) и на выходе фиксатора 4 (фиг. 2к) оказываются зафиксированы на уровне нуля в течение времени существования импульсов на выходах

4 генератора 17 и генератора 20 соответственно. Напряжение с выходов фиксаторов уровня подается на входы предварительных временных селекторов 5 и 6, напряжения с выходов которых (фиг. 2ж и л соответственно) поступают на входы видеоусилителей 7 и 8.

Видеосигналы с выходов видеоусилителя 7 (фиг. 2з) и видеоусилителя 8 (фиг. 2м) подаются на первый 9 и второй 10 временные селекторы, селектируюшими импульсами для которых служат импульсы с выхода генератора 18 (фиг. 2в) и генератора 19 (фиг. 2г) соответственно. Импульсы с выхода первого временного селектора 9 (фиг. 2и) подаются на дифференциальный детектор 13 и на вход амплитудного детектора 11, выход которого подключен к управляющему входу видеоусилителя 7, благодаря чему амплитуда импульсов на выходе временного селектора 9 поддерживается на заданном уровне. Аналогично с помощью амплитудного детектора 12 поддерживается амплитуда импульсов и на выходе второго временного селектора 10 (фиг. 2н). Следовательно, несмотря на то, что амплитуды переднего

U„ H He o U,ã фронтов видеосигнала. от стыка (фиг. 2а) имеют разную величину, а уровни напряжения в моменты начала Uy и окончания Ueq видеосигнала сильно отличаются, амплитуды сигналов на входе дифференциального детектора 13 одинаковы (фиг. 2и и и).

Напряжение с выхода дифференциального детектора 13 подается на второй вход дифференциального усилителя 15 и на вход блока 22 наведения сварочной головки, который перемещает сварочную головку и связанную с ней телевизионную камеру до тех пор, пока напряжение на выходе дифференциального детектора не становится равным нулю, т. е. пока ось телевизионной камеры 1 не совмещается со стыком кромок 2, а сварочная головка не устанавливается точно над разделкой стыка.

Введение в устройство фиксаторов уровня напряжения, предварительных временных селекторов, видеоусилителей с регулируемым коэффициентом усиления и амплитудных детекторов позволяет обеспечить устойчивое слежение за положением середины зазора между свариваемыми кромками при наличии большой неравномерности фона видеосигнала и при колебаниях амплитуды сигнала от стыка на выходе телевизионной камеры.

Устройство испытано на станах внутренней сварки, где слежение ведется непосредственно по стыку кромок. Испытания показали, что на работу устройства не влияет неравномерность фона видеосигнала, вызванная неодинаковой отражательной способностью металла свариваемых полос, а также устройство не чувствительно к изменениям (в 20 — 30 раз) амплитуды видеосигнала.

15057 .

Формула изобретения

Устройство для наведения электрода на стык свариваемого соединения, содержащее телевизионную камеру, подключенные к ней последовательно соединенные измерительный резистор, дифференциальный усилитель постоянного тока и формирователь импульсов, два генератора селектирующих импульсов, два временных селектора, дифференциальный детектор, выходом соединенный с блоком управления сварочной головки и с вторым входом дифференциального усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при слежении непосредственно по стыку свариваемых кромок за счет исключения влияния неравномерности фона видеосигнала и колебаний его амплитуды, в устройство введены RS-триггер, два генератора импульсов фиксации, два фиксатора уровня напряжения, два предварительных временных селектора, два видеоусилителя с регулируемым коэффициентом усиления и два а м плитудных детектора, 6

llj3i1:,ñ вход первого генератора импу. ье фпье;.llHff подключен к выходу формирова тели импульсов, а его выход — к вход первого нератора селектирующих импульсов, вых . второго генератора селектиру1ощих импульсов подключен к входу второго генератора . мпульсов фиксации, выходы генераторов импульсов фиксации подключены к управляющим входам соответствуюши фиксаторов уровня напряжения, информац 10 онные входы которых подключены к выходам телевизионной камеры, а их выходы — через соответствующие последовательно соединенные предварительный временной селектор, видеоусилитель и временной селектор к Входам дифференциального детектора и через соответствующие амплитудные детекторы к управляющим входам соответствующих видеоусилителей, выходы формирователя импульсов и второго генератора импульсов фиксации соединены с входами RS-триггера, 20 выход которого подключен к управляющим входам предварительных временных селекторов.

1505707

Составитель В. Грибов

Редактор И. Дербак Техред И. Верес Корректор М Пожо

3а каз 5360/13 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101