Фотоэлектрическое устройство для направления электрода по стыку

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5 7 3 2 8 3 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 180376 (21)2335755/27 с присоединением заявки №(2"-;) Приоритет13) Опубликовано 250977. Бюллетень №35 (45) Дата опубликования описания 261077 (51) М. Кл.

В 23 К 9/10

Гоотааротаенныб кантат

Совета Министров СССР но ивков изобретений и открытий (53) УДК 621 . 791. 75. 9 (0BB.B) (72) Авторы изобретения

Л. Н. Тетиор, М. A. Костенко и В. В. Волков (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ электРОдА пО стыку

Изобретение относится к автоматизации сварочного производства, в частности к фотоэлектрическим устройствам для направления электрода по стыку, и может найти применение преимущественно при продольной сварке труб.

Известно фотоэлектрическое устройство для направления электрода по стыку, содержащее исполнительный механизм, осветитель, фотооптическую дифференци- 10 альную систему, составленную из двух фотоэлементов, выходы которых через предусмотренные в устройстве усилитель и узел следящей системы соединены с исполнительным механизмом (1), я

Целью изобретения является обеспечение возможности контроля начала и конца стыка при сварке иэделий конечной длины, например при продольной сварке труб, сформированных углом . т

Это достигается тем, что в фотоэлектрическое устройство для направления электрода по стыку введены элемент памяти, узел запрета, одновибратор, два элемента ИЛИ, два узла совпадения, дат-д чик регистрации процесса сварки и три дополнительных со своими усилителями, фотоэлемента, один из которых центральный, расположен между основными фотоэлементами по оси фотооптической сис- 30 темы, а два других, боковых, по обе стороны от оси на расстояниях, превышающих размеры основных фотоэлементов дифференциальной системы. При этом выходы усилителей боковых дополнительных фотоэлементов подключены совместно с выходом усилителя фотоэлементов дифференциальной системы ко входу узла следящей системы и совместно с выходом усилителя дополнительного центрального фотоэлемента — ко входам соответствующего узла совпадения, выходы узлов совпадения подключены ко входу одного иэ элементов ИЛИ, связанного своим выходом с одним из входов элемента памяти. и входом второго элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу датчика регистрации процесса сварки, а его выход через одновибратор— ко второму входу элемента памяти. Причем выход элемента памяти совместно с выходом узла следящей системы через элемент запрета функционально связан с управляющим входом исполнительного механизма.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства.

Оно содержит осветитель 1, который освещает трубу 2 и щель 3. С другой

573?83 стороны трубы 2 на щель 3 направлена фотоголовка 4 с оптической системой 5.

Устройство содержит фотоэлементы 6 и 7, соединенные дифференциально, фотоэлементы 8 и 9 и фотоэлемент 10.Фотоэлементы соединены с усилителями 11-14, Следящая система 15 соединена с усилителями и узлами совпадения 16 и 17 которые присоединены к элементу ИЛИ 18

Датчик 19 регистрации процесса сварки соединен с элементом ИЛИ 20, который через одновибратор 21 соединен с элементом памяти 22. Элемент 22 управ ляет узлом Запрет 23, включенным в цепь управления исполнительным меха- 1 низмом 24 следящей системы.

Датчик регистрации процесса сварки может быть выполнен в виде, например, датчика тока сварки.

При наличии трубы свет от осветителя 1 проходит через относительно узкую щель 3 между кромками трубы 2 и, пройдя через оптическую систему 5, проектируется на фотоэлементах 6-10 в виде узкой световой полосы.

Из общей необходимой длины фотоэле5 ментов 1 часть занимают фотоэлементы 6 и 7. Их сигналы (а они включены по известной дифференциальной схеме через усилитель 11 поступают прямо в узел следящей системы 15, где опреде- 30 ляется знак и величина рассогласования, которое система отрабатывает.

Боковые фотоэлементы 8 и 9 выполня. ют две функции: отрабатывают большие рассогласования и работают в узле авто- 5 матического начала и окончания слежения

Для отработки больших рассогласований сигналы с фотоэлементов 8 H 9к,Уси ленные усилителями 13 и 14, поступают в узел слежения 15, где и используют-. 40 ся.

Для использования этих датчиков с целью автоматизации начала и конца слежения, сигналы с усилителей 13 и 14 подаются на узлы совпадения 16 и 17 соответственно. На другие входы узлов, совпадения подается усиленный! усилителем 12 сигнал с центрального фотоэлемента 10.

Съемный узел, образованный фотоэлементами 8, 9, 10, усилителями 12, 0

13, 14, узлами совпадения 16, 1 7 и элементом ИЛИ 18, позволяет определять прохождение конца и начала трубы в зоне датчика.

Когда в зоне датчика проходит щель между кромками, могут быть засвечены датчик 8, либо 9, либо 10. Совместная засветка невозможна, так как проекция щели относительно узка, значительно меньше ширины датчиков 6 и 7.

Значит, в этом случае на одном иэ входов узлов совпадения 16 и 17 сигнал отсутствует, на выходе элемента ИЛИ 18 сигнала нет. Это свидетельствует о прохождении в зоне датчика самой трубы. 4б

Трубы проходят в сварочной клети одна за другой с зазорами от 5-6 мм и более.

Во время сварки трубы следящая система работает так, что продольная щель располагается симметрично относительно дифференциальной системы датчиков 6-7.

При этом засвечен датчик 10, его засветка свидетельствует также о наличии щели трубы и расположении ее вблизи от оси фотодатчика.

При прохождении в зоне датчика конца трубы осветитель открывается весь и освещаются крайние фотоэлементы 8, 9 совместно с центральным 10. На обоих входах Узлов совпадения 16 и 17 появляются сигналы, появляется сигнал на выходе Узлов 16 и 17 и выходе элемента

ИЛИ 18, сигнализируя о прохождении конца трубы в зоне датчика.

Датчик работает правильно, если труба сформована углом . Такой случай особенно возможен при сварке труб из двух половин, если длины этих половин не равны, что случается довольно часто.

В этом случае засвечиваются, кроме датчика 10, только один из двух датчиков 8 и 9. Тогда два сигнала .появляются только на одном из двух узлов совпадения и на выходе элемента 18, что свидетельствует о прохождении мимо фотоголовки конца трубы.

Информация о прохождении конца трубы используется для отключения следящей системы в концы трубы. Сигнал элемента 18 поступает в элемент памяти 22 на вход Я, на выходе его появляется сигнал 1, он поступает на узел Запрет" 23 и отключает следящую систему.

Включение слежения может проводиться автоматически двумя способами.

Если следующая труба идет с малым разрывом, слежение включается сразу после включения сварки предыдущей трубы. Это необходимо для наиболее быстрой отработки рассогласования на начале трубы и экономии времени.. Сигнал на выходе элемента 18 исчезает, когда начало следующей трубы закрыло датчик, и исчезает сигнал со входа элемента

ИЛИ 20. Но датчик регистрации процесса сварки 19 выдает при этом сигнал на второй вход элемента 20. На выходе элемента сигнал не меняется,. одиовибратор

2I не работает, элемент памяти 22 попрежнему запрещает слежение.

Как только сварка прекратится, исчезает сигнал со второго входа элемента

20, исчезает он и со входа схемы одновибратора 21. Последний выдает импульс на вход Я элемента 22. Элемент 22 опрокидывается, с выхода его выдается нуль, и слежение разрешается. Следящая система сразу отрабатывает возмущение и устанавливает сварочную головку по стыку следующей трубы.

573283

Если следующая труба следует с большим зазором, включать слежение после окончания сварки ненужно: следующей трубы нет, в этом случае слежение включается, когда начало следующей трубы подойдет в зону действия датчика.

Если следующая, труба идет с большим зазором, то после отключения следящей системы сигнал на выходе элемента 18 и входе элемента 20 сохраняется. Конча-0 ется сварка, исчезает сигнал с выхода датчика 19 и второго входа элемента 20.

Сигнал на выходе 20 сохраняется, так как он есть на первом его входе.

Когда следующая труба подходит в зону датчика, исчезает сигнал с выхода элемента 18, входа и выхода элемента 20, одновибратор выдает импульс и элемент памяти, опрокидываясь, выдает на выходе нуль, разрешая работу следящей систе-@ мы. Система устанавливает головку по стыку следующей трубы.

Применение изобретения позволяет авто матиэировать следующие процессы: отключение следящей системы в конце сварки, И когда свариваемая труба выходит из-под датчика, включение следящей системы для отслеживания следующей трубы, когда предыдушая уже сварена.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство для направления электрода по стыку преимущест- 5 венно при продольной сварке труб, содержащее,исполнительный механизм, осветитель фотооптическую дифференциальную систему, составленную из двух фотоэлементов выходы которых через предусмотренные в yclr- щ ройстве усилитель и узел следящей сисМеьы соединены с исполнительным механизмом о т л и ч а ю щ е е с я тем,что с це лью обеспечения воэможности контроля на" чала и конца свариваемого стыка при сварке иэделий конечной длины, в него введены элемент памяти, узел запрета, одновибратор, два элемента ИЛИ, два узла совпадения, датчик регистрации процесса сварки и три дополнительных со своими усилителями фотоэлемента, один из которых, центральный, расположен между основными фотоэлементами дифференциальной, системы по оси фотооптической системы, а два других, боковых, — по обе стороны от оси на расстояниях, превышающих размеры основных фотоэлементов дифференциальной системы, при этом выходы усилите лей боковых дополнительных фотоэлементов подключены совместно с входом усилителя фотоэлементов дифференциальной системы ко входу узла следящей системы и. совместно с выходом усилителя дополнительного центробежного,фотоэлемента — ко. входу соответствующего узла совпадения, выходы узлов совпадения подключены ко входу одного из элементов

HJIH, связанного своим выходом с одним иэ вхоВов элемента памяти и входом второго элемента или,"другбй вход подключен к выходу датчика регистрации процесса сварки, а его выход через одновибратор, — ко второму входу элемента памяти, причем выход элемента памяти, совместно с выходом узла следящей системы через элемент запрета, функцио» нально связан с управляющим входом исполнительного механизма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. H. С. Львова, Автоматизация направления сварочной головки по стыку, N., Машиностроение, с. 34-56.

57328 <

Составитель В. Колесниченко

Техред И. Гоксич Корректор A. Лакида

Редактор Л. Народная

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Эакаэ 3475/9 Тираж 1207 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5