Способ телевизионного слежения за положением сформированного сварного шва

 

СОюз Советских

Социалистических

Респ бпик (11 571355

К АВТОРСКОМУ СВИДЕе ЙДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 21,07,7Я21) 2164760/27 ) (51) 2

M. Кл.

В 23 К Sj10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано05.09.77фюллетеиь №33 (4о) Дата опубликования описания)20.09.77

acyAapaxaaaa@fi «awry ьевета Миииетрев ИСР а делю изе етеииВ и етирьтий (53) УДК 621.791.75 (088.8) С. М, Готсбан, A. П, Лазарев, Ю, Н. Ярмолеико, А, EL Клюшин и B. Г. Камышанов (72) А в т o

ЗА ПОЛОЖЕНИЕМ СФОРМИРОВАННОГО СВАРНОГО NBA

-Изобретение касается производства сварных труб и может найти применение в системах автоматизации процесса наведения индукто- ров локальной термообработки и др. по оси сформированного сварного шва, имеющего усиление

Известен способ 11), предназначенный для автоматического контроля профиля проката, При слежении по известному способу эа щ положением сформированного .шва контролируемую зону освешакг с двух сторон лучами, плоскость которых совпадает с поверхностью прилегающего к этой зоне металла, а затем отраженные от боковых поверхно- 1е

I стэй усиления шва световые сигналы приниматот с помощью телевизионного датчика, В телевизионном же датчике принятые световые сигпзлы преобразук г в электрические импульсы, временное положение которых щ относительно начала телевизионной строки однозначно связывают с положением шва.

Используемые в известном способе для освэшения лучи видимого спектра создают наряду с полезчым сигналом от боковых 25

2 поверхностей усиления шва также и сигвал фона за счет рассеянного отражения от прилегающих к шву поверхностей иэчза ик шероховатости, что приводит к сушествениому снижению отношения сигнал-помехе в ухудшает условия выделения полезного сщ нала.

Недостатком известного способа являет» ся низкая точность слежения эа положением сформированного сварного шва.

Поставленная цель достигается тем, что при освещении контролируемой эоны с двух сторон лучами, плоскость которых совпадает с поверхностью прилегаюш к этой эоие металла, используют лучи инфракрасного спектра с длиной волны А > < „где Й„ амплитуда шероховатости металла в контролируемой зоне, «7

При этом с ростом отношения у, уровень фона за счет рассеянного отражения снижается, что приводит к уменьшению вероятности ложного срабатывания схемы авс томатики и, следовательно, к увеличению точности слежения.

HB фиг. 1 представлена схема устройства, поясняющего предлагаемый способ; на фиг. 2 - форма сигнала на выходе телевизионнОГО дат IHKGå

Схема устройства состоит из телевпэион- g ного датчика 1 и инфракрасных светильников

2 протяженной формы. Светильники 2 расположены параллельно шву 3 Плоскость падакицих лучей 4 совпадает с Ьоверхн mTHмн 5 прилегающего к шву 3 металла., Лу- 0 чи с, отраженные от боковых поверхностей усиления шва 3, поступают на телевизионную камеру 1 через объектив 7 и длинноволновой инфракрасный филыр 8., Лучи 4, исходящие от инфракрасных све- 1б тильников, 2 и скОльзящие вдоль НОВерхноствй 5 ОснОВногo металла для котОрых соб». л1одается соотношение i > Я,„,отражаются практически только от боковых поверхнрстей усиления IIIB& 3, Выходной сигнал 9 телевизионной камеры

1 изменяется вдоль строки следующим обра» эом: участки 10, 11 соответствуют напряжению фона за счет рассеянного отражения оТ прилегающих поверхностей 5. Уровень фона зависит от шероховатости поверхности, угла падения лучей и длины волны облучающего света. Импульсы 12 и 13 соответствуют отражению От левой H правой боковых поверхн остей; усиления, IIIBG 3 в

Участок 14 соответствует напряжению фона за счет рассеянного отражения от гребня шва 3.

Временное положение импульсов 12 и 13.З5

0THocHTeIlsa0 начала счрочной развертки соответствует положению шва 3 относительно телевизионной камеры 1 и жестко связанного с ней техиологнческого устройства.

Полный телевизионный cHrHGII 9. Содер- 4О жащий как полезную инФормацию (импульсы

12 и 13), TGK и помехи (наприкение участков ХО, 11, 14) поступает на временной дешифратор (на схеме не показано), где он преобразуется в сигнал регулирования, под- д водимый к исполнительному устройству, Пример . Способ проверен в заводских условиях на трубоэлектросварОЧИОм стане ВолжскогО трубнОГО заВОда на трубах диаметром 1420 мм. Проводили автоматическое слежение эа сформированным сварным швом при следующих его параметрах: высота усиления 2 мм, ширина 20 мм, 1мплитуда шероховатости поверхности свариваемых листов 2 - 3 мкм. 55

Требуемая для наведения на шов технологического устройства (нндуктора) точность

+ 1 мм обеспечивалась при пятикратном превышении полоэного сигнала.над фоном на входе временного дешифратора, что при выб-69 ф ранном ракурсе подсвечиваиия шва (угол

0 падения 4 10 ) достигалссь, когда длина волны используемого инфракрасного света

Я 0 3 мем.

В качестве облучаюших инфракрасных источников нснользовали две кварцевые галогенные лампы типа КГ-1ООО-22Î. Лампы с отражателями и щелевыми диафрагмами устанавливали параллельно шву и на расстоянии ЗОО мм оТ него QmHHG активной (излучающей) части ламп 18О мм, что обеспечивало равномерное облучение шва по всему кадру телевизионного растра. ВысоТу подъема светильников выбирали такой, чтобы обеспечить скольжение падающих лу- чей Вдоль прилегающих к шву поверхностей, ВизирОВание IIIBB H околошоВной еоНК осуществляли при помощи телеВизионной камеры от установки типа . ПТУ-З4, в которой был применен инфракрасный видикон. для подавления в принимаемом световом сигнале лучей видимого спектра как от применяемых лампр так и.внешних источников (например, цеховое освещение), непосредсч веино перед мишенью видикона устанавлива» ли кремниевый светофилытр, имеющий длину волны среза в области 2 мкм.

Выходной сигнал телевизионной камеры подавали на временной дешифратор, На выходе схемы дешифратора получали сигнал рассогласования, полярность которого зависела от положения передающей камеры относительно шва. Сигнал рассогласования пода-. вали на исполнительный орган, обеспечивающнй отслеживание при изменении взаимного положения камеры и шва, Э

Использование предлагаемого способа телевизионного слежения позволяет автоматизировать такие технологические процессы, как локальная термообработка и дефектоскопия шва. При атом от внедрения следящих систем, реализующих предложенный способ, на установках локальной термообработки труб ожидается существенный зкономический аффект за счет сокрашения расходов электроэнергии и воды, а также эа счет уменьшения капитальных затрат, Формула иэобре тения

Способ телевизионного слежения эа положением сформированногo сварного шва lyтем освещения контролируемой зоны с двух сторон падающими лучами, плоскость которых совпадает с поверхностью прилегающего к втой зоне металла, и последующим телевизионным приемом отраженного светового

571368

5 оиччию4Ф отл и ч а ющ и йс я тем, что, с цеаыо яевыаенна точности слежения, шов оовеаают иифраирасними лучами с длиной вфиюм аминнтуду шерохова«

Источники нпформапии,принятые во ви 1 мание при экспертизе:

1. B. C. Полонин Телевизионные автомагнческие устройства, Иед. Связь, 1974, с. 150-154.

Составитель В, Колесниченко

Редактор Л, Жаворонкова Техред А. Ьогдан Корректор:А. Лакида

Заказ 3167/9 Тираж 1207 Подписное

11НИИПИ Государственнот î комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Р. 4/5

Филиал ППП "Патент, г, Ужтород, ул. Проектная, 4