Спосіб телевізійного керування технологічною зварювальною установкою для одночасного автоматичного слідкування за стиком та наведення на стик зварювального інструмента

Реферат: Спосіб телевізійного керування технологічною зварювальною установкою для одночасного автоматичного слідкування за стиком та наведення на стик зварювального інструмента включає отримання зображення краплі та стику, яке передають на камеру почергово зі швидкістю формування кадру, одночасну обробку отриманих зображень, і в момент максимального розширення краплі металу, перед падінням в зварювальний стик, формують сигнал керування, який зменшує подачу електроенергії. UA 77354 U (54) СПОСІБ ТЕЛЕВІЗІЙНОГО КЕРУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЮ ЗВАРЮВАЛЬНОЮ УСТАНОВКОЮ ДЛЯ ОДНОЧАСНОГО АВТОМАТИЧНОГО СЛІДКУВАННЯ ЗА СТИКОМ ТА НАВЕДЕННЯ НА СТИК ЗВАРЮВАЛЬНОГО ІНСТРУМЕНТА UA 77354 U UA 77354 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області зварювальної техніки і може бути застосована для зварювання труб великого діаметра для трубопроводів та на виробництві, машинобудуванні. Як найближчий аналог прийнято «Спосіб автоматичного керування дозованої подачі електроенергії під час дугового зварювання металів», описаний в (патент на корисну модель № 67206) [1], що включає перетворення параметрів електричної енергії, створення електричної дуги, яка розплавлює метал електроду в послідовність крапель, які заповнюють стик зварювальних металів. До недоліків найближчого аналогу відноситься використання телевізійної камери лише для відстеження формування краплі розплавленого присадного металу. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу телевізійного керування технологічною зварювальною установкою для одночасного автоматичного слідкування за стиком та наведення на стик зварювального інструмента і енергоефективного, якісного процесу зварювання металів. Поставлена задача вирішується тим, що за допомогою телевізійної камери отримують, з дзеркальця, зображення процесу формування крапель розплавленого присадного металу та зображення стику, обробляють зображення, в момент максимального розширення краплі металу, коли її форма наближається до округлої, перед падінням в зварювальний стик, формують сигнал керування, який зменшує подачу електроенергії. Суть способу реалізують пристроєм, який пояснюється кресленням, де зображено його функціональну схему для стеження за краплею і зварювальним стиком. Пристрій включає телевізійну систему стеження за краплею ТСПЕ 1, телевізійну систему стеження за стиком ТССН 2, комутатор (К) 3, телевізійний датчик (телевізійну камеру) 4, автоматичний світлофільтр 5, п'єзо перетворювач (лінійний електродвигун) (ЛД) 6, дзеркальце 7. Технічним результатом є можливість регулювати та модулювати по певному закону подачу струму НП, що підвищує ККД установки, також застосування способу підвищує якість заповнення розплавленим металом стику, а шов не потребує подальшої обробки. Але головною перевагою є зменшення вартості установки, так як вона потребує використання лише одного телевізійного датчика. Спосіб здійснюється наступним чином. За рахунок періодичних поворотів лінійного електродвигуна ЛД 6, частота яких синхронізується гасильними імпульсами частоти рядкової розгортки ТД 4, дзеркальце 7 виконує періодичні коливання (повороти), за рахунок чого відбувається почергове проектування через автоматичний світлофільтр 5 зображення краплі розплавленого металу або стику металів на ТД 4, який і формує рядкові сигнали. Імпульси, сформовані під час дії заднього фронту рядкових гасильних імпульсів ТД 4, керують комутатором, за рахунок чого сигнали непарних рядків потрапляють в систему стеження за краплею (у перший період роботи ЛД 6), а сигнали парних рядків - на систему стеження за зварювальним стиком (в другий період роботи ЛД 6). Важливо відзначити, що почергові нахили дзеркальце 7 здійснює за рахунок ЛД 6 тільки в період дії малих гасильних імпульсів, які визначає рядкова розгортка обраного ТД 4. Тому зображення від стику або краплі, яка потрапляє на вхід ТД 4, статичне під час рядкового сканування зображення телевізійним датчиком ТД 4. Для цього ЛД 6 синхронізують переднім фронтом рядкових гасильних імпульсів ТД 4, а комутатор (К) 3 - заднім фронтом рядкових гасильних імпульсів. Завдяки такій синхронізації на вході ТСПЕ 1 формують перше поле кадру із сигналів непарних рядків зображення крапель, а на вході ТССН 2 - друге поле кадру із сигналів парних рядків зображення стику. Формування сигналів зображення для автоматизованої системи стеження за стиком і автоматичного переміщення зварювальної головки з електродом (або координатного столу, на якому закріплюються частини металів що зварюють) здійснюють завдяки комутатору (К) 3, який переключають під час закінчення рядкового імпульсу, що гасить ТД 4. Черговий нахил дзеркальця 7 здійснюють за допомогою мініатюрного стрижневого високочастотного дефлектора (лінійного електродвигуна) (ЛД) 6 під час дії рядкового імпульсу, що гасить ТД 4 за час (приблизно 6 мкс), що визначають його рядковою розгорткою. Високочастотний дефлектор, який формує зображення крапель і стику металів, є тонким стрижнем прямокутного поперечного перерізу з поляризованої п'єзоелектричної кераміки. На кінці стрижня, на поверхні розміщується мініатюрний відбивач (дзеркальце) для трансляції оптичного зображення крапель або стику зварюваних металів. Відхилення оптичного променя є функцією (дією) дефлектора. З цієї причини дефлектор можна розглядати як перетворювач, який трансформує різницю електричних потенціалів в кут повороту дзеркальця. Використання стрижневого високочастотного дефлектора з дзеркальцем дозволяє отримати почергові зображення крапель і стику зварюваних металів. Зображення в подальшому і 1 UA 77354 U 5 10 забезпечують почергове функціонування двох систем автоматичного управління ТСПЕ і ТССН. Крім того, отримана телевізійною камерою візуальна інформації дозволяє регулювати положення направляючого каналу, визначати положення електроду, його форму і положення оброблюваних стінок, форму зварювальної ванни і характеру поверхні наплавленого валу. Застосування системи об'єднання систем ТСПЕ та ТССН дозволить зменшувати подачу електроенергії на зварювальну установку до та під час падіння крапель, що підвищує ККД установки. Також зменшиться вартість самих систем за рахунок використання замість двох лише одного ТД, вартість якого значно більше за вартість дефлектора, світлофільтра та схеми синхронізації. Джерело інформації: 1. Патент на корисну модель № 67206. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб телевізійного керування технологічною зварювальною установкою для одночасного автоматичного слідкування за стиком та наведення на стик зварювального інструмента, що включає отримання зображення процесу формування крапель розплавленого присадного металу, оброблення зображення, та в момент максимального розширення краплі металу, коли її форма наближається до округлої, перед падінням в зварювальний стик, формування сигналу керування, який зменшує подачу електроенергії, який відрізняється тим, що зображення краплі та стику передають на камеру почергово зі швидкістю формування кадру, а процес обробки отриманих зображень проводять одночасно. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2