книги / Тренажеры

ра или микроЭВМ, например такая непопулярная модель ЭВМ,как БК-01,

может найти эдесь оправданное применение*

4.3. ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОСВАРИЩОВ

Трвнажор предназначен для обучения приемам электросварки и

повышения профессионального мастерства электросварщиков. Тренажер

имитирует процесс сварки и может быть использован в учебных и лабораторных условиях (рис.4.5).

Тренажер обеспечивает контроль отклонений заданного поло­

жения электрода в провесов его прохождения по траектории свар­ ного шва. Отклонение электрода от заданного положения фиксирует­

ся как ошибка.

Тренажер является оптико-электронным устройством, содержащим

совокупность оптических, электронных и механических узлов. Прин­

цип действия тренажера основан на регистрации фотолриемником светового излучения, отраженного поверхностью шва, на которую

попадает сфокусированный световой лоток, направленный по оси электрода, расположенного под заданным углом ко шву.

Конструктивно тренажер состоит из следующих основных блоков; электрода I, блока управления 2, щитка 3, шаблона шва 4 (рис.4.6).

Тренажер воспроизводит'следующие показатели электросварки: электрическая дуга имитируется световым пятном на поверх­

ности шва ;

сгорание электрода имитируется его перемещением относитель* но электрододержателя;

"шипение” дуги имитируется специальным звуковым сигналом У прет дуги имитируется с помощью красного светофильтра,

вмонтированного в щитке элекоросварщика;

"залипание" электрода при касании поверхности имитируется взаимодействием магнитного наконечника электрода с шаблоном шва;

92

сварные швы прямой и кольцевой формы различной конфигура-

ции имитируются специальным шаблонов Электрод (рис. 4.7) предназначен для формирования оптическо-

го и электрического сигналов отклонений от заданных значений уг­

ла наклона, длины дуги и ширины шва. Конструктивно он состоит

и8 оптической головки I, состоящей из конденсатора 2 и излуча­

теля 3, расположенных внутри втулки49выполненной из магнитного

материала, являющегося магнитопроводом магнита 5, фотоэлектри­

ческого преобразователя 6, размещенного в корпусе 7, который жестко затеплен на втулке 4. Оптическая головка жестко закреп­

лена на втулке 8.

Механизм перемещения трубки состоит из ведущего ролика 9,

закрепленного на оси электродвигателя 10, опорного ролика II и

прижимного ролика 12, расположенного на кронштейне 13, который

шарнирно закреплен на оси 14 и передает усилие с помощью пружи­

ны 15 прижимному ролику 12.

Перемещение трубки 8 осуществляется фрикционно-реечной пе­ редачей от ведущего ролика. Для исключения осевого вращения труб­ ки прижимной и опорный ролики снабжены центрирующими дисками,вхо­ дящими в продольный паз трубки. Все элемонты механизма размещены

в металлическом корпусе 16, на котором в пазах установлено коль­

цо 17.

Рукоять 18 электрода затеплена на держателе 18, который соединен жестко с кольцом 17. Рукоять с некоторым усилием может поворачиваться с кольцом 17 вокруг оси корпуса 16, обеспечивая возможность регулирования угла между рукоятью и трубкой. Усилие перемещения рукояти задается пружиной 20 и пробкой 21, имеющей фрикционное сцепление с корпусом 16.

Рукоять снабжена резиновой шайбой 22 и пробкой 23, обеспечи­ вающими фиксацию кабеля 24 в рукояти 19. Подключение электрода

к блоку управления производится посредством разъема 25.

95

Трубка 8 может быть выведена из запелления с ведущим роли­

ком 9 путем отведения ее в направление рукояти и вытягивания из

корпуса в исходное положение.

Блок управления предназначен для усиления и преобразования сигналов оптической головки электрода, отображения на цифровых

индикаторах числа ошибок, включения и отключения компонентов, имитирующих процесс сварки.

Блок управления выполнен в виде конструкции настольного типа. Конструкция обеспечивает доступ к элементам схемы и состоит из

основания и съемной крышки. На основании размещена изоляционная

пластина, на которой затеплены монтажные плиты усилителя, фото­

реле, устройство питания.

На лицевую панель блока выведены следующие органы управле­ ния : тумблер включения питания сети <°220 В; лампа ‘Контроль"

для сигнализации включения блока в сеть; тумблер "Осветитель", предназначенный для установки режима работы осветителя оптической головки без ее отключения при смещении электрода за пределы ус-., тановленкых значений ; тумблер "Звук", .предназначенный для вклю­ чения звукового сигнала "шипение" дуги; тумблер ’Счетчик",пред­ назначенный для включения счетчика ошибок; цифровые индикаторы счетчика ошибок.

На, задней панели блока размещены : разъем для подключения электрода, гнездо для подключения щитка, цредохранитель, кабель для включения блока в сеть'<>>220 В.

На щиток электросварщика установлены громкоговоритель,вос­ производящий сигнал "шипение" дугами стекло фасного цвета,через которое осуществляется контроль дуги.

Шаблон швов предназначен для получения заданной траектории

перемещения электрода на плоокой и цилиндрической поверхностях. Швы размещены на подложке из магнитного материала.. Шаблон состо­

ит из отрезка трубы с приваренным к нему с торца стальным листом

приема груза. Оператор управляет одновременно координатами по­ ложения нескольких.точек механизма : тележкой крана, углом стре­ лы, вылетом стрелы, высотой крюка и др. Выбег двигателей, коле­

бания подвешенного двигателя требуют от оператора сложных навы­

ков управления.

Приобретение их на реальном кране невозможно, поскольку

приведет к большим материальным потерям и человеческим жертвам. Для приобретения навыков используют тренажер.

Сложность управляемого объекта требует применения в тренаже­

ре ЭВМ, моделирующей многозвенную электромеханическую систему,

работающую в условиях сильных внешних воздействий.

Средством обучающего диалога является оборудование реальной

кабины крана, положение органов управления которой вводится в

ЭВМ, в ЭВМ также вводятся характеристики груза и пространственная

обстановка на площадке работ.

На рис. 4.8 представлен электронный тренажер крановщика с дополнительным проекционным устройством и аналоговой моделью

объекта управления - крана. Он оснащен рабочим местом крановщи-г ка I с реальными органами управления. Кроме того, в состав тре­ нажера входит пульт оператора 2 с проекционным устройством 3 и пульт инструктора 4. В пульт оператора встроен цветной телевизор, а на вертикальной панели размещены приборы и индикаторы,фиксиру­ ющие показатели текущих навыков учащихся (длительность операции, число переключений органов управления за операцию, точность уста­

новки груза и т.д.). Помимо того^имеются световые экраны, на ко­

торых высвечиваются криптограммы, характеризующие допустимую ошибку (удар груза о црепятствие, удар груза об опору, недопус­ тимое .отклонение грузового каната от вертикального положения и

т.д.). Специальный световой индикатор, в соответствии со специ­

альной программой фиксируют в четырехбалльной системе оценку

99

каждого упражнения. На пульте инструктора дублируется информа­

ция! выдаваемая учащемуся по оценке его действий. Со своего

пульта инструктор может в зависимости от хода обучения задавать учащемуся упражнения той или иной сложности.

На рис. 4.9 представлена модель ситуаши, которую наблюда­ ет учащийся в ходе тренажерной подготовки. На фоне панорамы технологической ситуации луч телевизора формирует образ груза I и образ стрелы сдана 2. В зависимости от управляющих действий тренирующегося конец стрелы может быть различной длины! а груз совершает относительно стрелы и панорамы соответствующие пере­

мещения в плоскости Э1фана телевизора.

Высота груза отражается отрезком, выходящим из образа гру­ за. Величина этого отрезка пропорциональна высоте груза. При

установке груза на опоре этот отрезок превращается в точку.

Вращательное движение сдана с кабиной крановщика имитиру­

ется вращением всей панорамы в сторону, обратную направлению вращения крана. Панорама накладывается на экран телевизора с помощью проекционного устройства. Для этого оно оснащено соот­ ветствующим слайдом, вращающимся с помощью следящей системы. Сигнал на ее движение подается от аналоговой модели механизма вращения крана. .Движения образов ipуза.и стрелы определяются состоянием аналоговой, модели крана, управляемой учащимся.

Помимо решающих усилителей и телевизора,электронная часть тренажера включает в себя ряд дис1фетных элементов. Ряд образ-

црв тренажера снабжены устройством для подачи машинисту специ­ альных ориентирующих сигналов, облегчающих формирование навы­

ков, а также некоторыми дополнительными устройствами.

о

Тренажер занимает площадь 3 м , имеет массу до 200 кг, потребляемая мощность - 500 Вт.

Последняя конструкция тренажера отличается тем, что в ней используются современные микропроцессоры. Они используются для