Устройство управления станом спиральношовной сварки труб — SU 474408 (original) (raw)
Совз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл, В 231( 9/10 Государственный комитет Совета й 1 нннстров СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СТАНОМ СПИРАЛЬНО-ШОВНОЙ СВАРКИ ТРУБИзобретение относится к сварке и может использоваться при производстве спирально- шовных труб большого диаметра.Известны устройства для телевизионного контроля различных технологических процессов, содержащие промышленную телевизионную установку, на фотокатод передающей трубки которой проектируется изображение кромок трубы и полосы в месте их схождения перед сваркой; измерительные сопротивления, включенные последовательно с кадровой (строчной) отклоняющей катушкой, усилитель кадрового (строчного) пилообразного напряжения; триггер, соединенный с выходом видеоусилителя и с выходом генератора кадровых (строчных) синхроимпульсов, схему совпадения, пиковый детектор, схему управления формующим устройством (положением сварочной головки) .Однако использование известного устройства для управления станом путем измерения двух координат точки схождения кромок в направлении подачи полосы (координаты у) и оси трубы (координаты х), не позволяет обеспечить требуемую точность измерения,Это обусловлено нелинейностью амплитудной характеристики усилителя пилообразного напряжения, нестабильностью коэффециента усиления этого усилителя, а также временной и температурной нестабильностью запоминающего устройства (пикового детектора).Выход из строя отдельных узлов, например,в канале измерения координаты у может5 привести к ложной информации о величинезазора между сравниваемыми кромками трубы и полосы в конечном итоге к браку изделия.Кроме того, известное устройство обладает10 низкой помехоустойчивостью срабатываниятриггеров каналов измерения по входу видеосигнала.Это может привести к ложным срабатываниям триггеров схем измерения координат15 точки схождения кромок от влияни ряда помех, например освещенных частиц флюса,случайных рисок и царапин на полосе, полярность сигнала от которых соответствует полярности сигнала от вершины клинового за 20 зора между кромками, что также ведет к браку изделия,Цель изобретения - повысить точность ипомехозащищенность измерения координатточки схождения кромок.25 Это достигается тем, что выходы кадровогои строчного пиковых детекторов через резисторы соединены со входами соответствующихусилителей пилообразных напряжений, Выходы этих усилителей через формирователи и30 ждущие мультивибраторы подключены к мо 4744083дулятору кинескопа. Выход видеоусилителя соединен с одними из входов дополнительно введенных схем совпадения, другие входы которых соединены с выходами формирователей, а выходы дополнительных схем совпадения подключены к входам триггеров.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принцип работы устройства,На блок-схеме показаны кромки полосы 1 и трубы 2, проектируемые на фотокатод передающей трубки телевизионной камеры 3. Предлагаемое устройство включает видео- контрольное устройство 4, кадровые 5 и строчные б отклоняющие катушки, резисторы 7 - 12, усилители кадрового 13 и строчного 14 пилообразных напряжений, формирователи 15 и 16, ждущие мультивибраторы 17 и 18, схемы совпадения 19 - 22, триггеры 23 и 24, пиковые детекторы 25 и 26, схемы управления 27 формующим устройством и схемы управления 28 положением сварочной головки.Кадровые отклоняющие катушки 5, резисторы 7, 9, 10, усилитель 13 кадрового пилообразного напряжения, формирователь 15, ждущий мультивибратор 17, схемы совпадения 19 и 21, триггер 23 и пиковый детектор 25 образуют канал измерения кадрового отклоняющего тока (канал измерения координаты у).Аналогичные элементы устройства образуют и канал измерения строчного отклоняющего тока (канал измерения координаты х). Схемы измерения кадрового и строчного отклоняющих токов идентичны, Триггер 23 подключен к выходу генератора кадровых синхроимпульсов, а триггер 24 - к генератору строчных синхроимпульсов.Поскольку оба канала измерения работают аналогично, то описание работы устройства будет сделано на примере измерения кадрового отклоняющего тока.На фиг, 2 показана спирально-шовная труба 29, образованная путем изгиба полосы с последующей сваркой кромок 1 и 2 в месте 30 установки электрода технологической сварочной головки, Кромка 1 предварительно сопрягается с кромкой 2 в месте 31. Область вблизи сопряжения кромок подсвечивают снизу так, чтобы на фотокатод передаюшеи трубки проектировалось изображение клинового зазора, образованного этими кромками (чертеж 2 б). При этом ось передающей трубки располагают параллельно оси Л полосы.Следовательно, направление у кадровой развертки будет параллельно кромке полосы 1, а направление х строчной развертки перпендикулярно к ней. Измеряя координаты у и х места сопряжения кромок 31 (вершины клинового зазора) по току, можно судить по величине кадрового отклоняющего тока о сопряжении кромок (с зазором или превышением) и подавать корректирующее воздействие в схему 27 управления устройством их сопряжения. По величине строчного откло 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 пяющего тока можно судить о смещении месга сопряжения кромок вдоль оси трубы и подавать корректирующее воздействие в схему 28 управления сварочной головкой. При этом, если место 31 в процессе формовки перемешается ближе к месту сварки 30, то это характеризует увеличение зазора, если же место 31 перемешается в сторону, противоположную от места сварки 30, то это характеризует плотное сжатие кромок и нахлестку.Схема измерения кадрового отклоняющего тока работает следующим образом,Напряжение, снимаемое с резистора 9, включенного последовательно с кадровыми отклоняющими катушками 5, подается через резистор 7 на вход усилителя 8 кадрового пилообразного напряжения. На этот же вход подается через резистор 10 выходное напряжение пикового детектора 25.Усилитель 13 имеет большой коэффициент усиления и работает с ограничением, Он выполнен с четным числом каскадов и не инвертирует входной сигнал. Если видеосигнала нет, схема совпадения 19 заперта и ее выходное напряжение равно нулю. Выходное напряжение пикового детектора 25 в этом случае равно напряжению опорного источника. Величину напряжения опорного источника выбирают так, что пилообразное напряжение, снимаемое с резистора 9 на входе усилителя 13, смещается почти полностью вверх.При появлении видеосигнала, т. е. в момент, когда развертывающий луч, подчеркивая строки растра сверху вниз, достигает вершины клина 1 координата у), если схема совпадения 21 открыта, запускается триггер 23 и открывает схему совпадения 19. При этом напряжение на выходе пикового детектора 25 начнет изменяться, смещая напряжение на входе усилителя 13. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока напряжение на входе усилителя 13 в момент возникновения видеосигнала не будет проходить через нуль, При этом напряжение на выходе пикового детектора будет пропорционально напряжению, снимаемому с сопротивления в тот момент, когда развертывающий луч достигнет вершины изображения кромок 1 и 2. Таким образом, по показанию вольтметра можно судить о координате у точки схождения кромок, а напряжение, пропорциональное этой координате, подавать в схему 27 управления формующим устройством.Для того, чтобы повысить помехоустойчивость измерения координаты у, схема совпадения 21 открывается незадолго до появления видеосигнала. Это обеспечивается тем, что на выходе усилителя 13 включается формирователь 15, который срабатывает при прохождении выходного напряжения усилителя 13 через уровень несколько больший, чем напряжение, при котором запирается схемасовпадения 19.Таким образом, формирователь вырабатывает импульс, который открывает схему сов474408 21 падения 21 только вблизи вершины клинового зазора, Благодаря этому, случайные сигналы и шумы, возникающие в нерабочем промежутке времени, не вызывают срабатывания триг. гера 23.При изменении положения места схождения кромок трубы и полосы изменится положение видеосигнала, при этом будет изменяться и выходное напряжение пикового детектора, изменяя и момент срабатывания формирователя, и передний фронт импульса формирователя всегда будет несколько опережать появление видеосигнала, т. е. строб будет следить за видеосигналом.Для контроля за правильной работой устройства импульс формирователя 15 используется также для получения яркостцой отметки. Для этого передним фронтом импульса формирователя 15 запускается ждущий мультцвибратор 17, который вырабатывает импульс подсвета длительностью в одну строку. Этот импульс через выходной каскад подается на модулятор кинескопа и образует светлую горизонтальную полосу, которая при нормальной работе канала всегда совпадает с вершцнои клина независимо от ее положения па растре. При измерении координаты х ждущий мультивибратор 18 вырабатывает импульс длительностью в один элемент разложения и через выходной каскад также подается на модулятор кинескопа, образуя на экране В 1 У вертикальную полосу, которая при нормальной работе совпадает с кромкой полосы,Предмет изобретения 1. Устройство управления станом спираль.но-шовной сварки труб, содержащее промыш 5 ленную телевизионную установку, измерительные сопротивления, включенные последовательно с кадровой и строчной отклоняющимикатушками, усилители строчного ц кадровогошглообразцых напряжений, трцггерьц соеди 10 ценные с выходом вцдеоусцлцтеля ц с выходом генератора строчных ц кадровых сцнхроцмпульсов, схемы совпадения, пиковые детекторы, схемы управления формующим устройством ц положением сварочной головки,15 отличающееся тсм, что, с целью повышения точности, выходы строчного и кадрового пиковых детекторов через резисторы соединены со входамп соответствующих усилителей.2. Устройство по и, 1, отличающееся20 тем, что, с целью контроля за исправностьюустройства путем формирования вертикальныхц горизонтальных яркостцых отметок на экранВКУ, совпадающих с изображением точкисхождения кромок, выходы усилителей через25 формцрователц ц;кдущце мультцвцбраторыцодклочсцы к модулятору кинескопа телевцз 1 оццой установки,3. Устройство по пп. 1, 2, отличающеес я тем, что, с целью повышения помехоустой 30 чцвости, выход вцдеоусилителя соединен содним цз входов дополццтельно введеццыхсхем совпадения, другие входы которых соединены с выходамц формирователей, а выходы схем совпадения подключены к трцгге 35 рам.Составитель В. Катин Текред Т. Миронова Редактор Л. Народная Корректор Л. Орлова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2321/9 Изд.816 Тираж 1061 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5