О малоамперных сварочных тренажерах
Стремление расширить технологические и дидактические возможности сварочных тренажеров путем сочетания преимуществ компьютерных тренажеров в использовании виртуальной реальности и искровых тренажеров, приближающих процесс обучения к условиям реального процесса сварки, способствовало созданию нового поколения технических средств подготовки - малоамперных дуговых тренажеров (МДТ). Основной особенностью данных тренажеров является максимальное приближение имитируемого процесса сварки к реальному благодаря существованию малоамперной дуги, ток которой составляет 5 - 7 А, а мощность не превышает 250 В-А, вследствие чего в имитаторе свариваемого изделия образуется зона термического влияния виртуальной сварочной ванны без плавления основного и электродного металлов.
Малоамперные дуговые тренажеры представляют собой аппаратно-программные комплексы, в которых предусмотрено непосредственное измерение и оценивание ПК таких непрерывно изменяющихся во времени параметров процесса сварки, как ток и напряжение дуги и углы наклона имитатора электрода относительно имитатора свариваемого изделия. В МДТ параметры процесса сварки оцениваются косвенно на основе преимущественно позиционно-временных способов, реализуемых с помощью видеокамер, средств ультразвуковой локации, сенсоров теплового или оптического излучения. Однако в результате проведенных исследований было установлено, что при использовании телевизионных средств значительно возрастает сложность аппаратной части малоамперного дугового тренажера, а устройства, принцип действия которых базируется на приеме теплового или оптического излучения дуги или на акустико-эмиссионном способе приема, не обеспечивают достоверности информации о пространственном положении имитатора электрода и скорости сварки. Поэтому наиболее приемлемыми способами оценивания параметров движения сварочной дуги (сварочной ванны) представляются способы, основанные на анализе электромагнитного поля в свариваемом изделии или его имитаторе. Эти способы отличаются простотой аппаратной реализации, а также достаточной для практических целей точностью оценивания скорости сварки и положения электрода на фоне помех, сопровождающих электромагнитные процессы в дуге.
Модуль питания сварочной дуги преобразовывает напряжение питающей сети промышленной частоты в напряжение постоянного тока, необходимое для поддержания устойчивого дугового разряда, протекающего через электрод имитатора сварочной горелки, дуговой промежуток и имитатор свариваемого изделия.
Сигналы, пропорциональные сварочному току (току дуги), напряжению дуги и углам наклона электрода имитатора инструмента относительно имитатора свариваемого изделия, с информационных выходов соответствующих датчиков поступают на входы согласующего модуля.
Согласующий модуль осуществляет частотную коррекцию входных сигналов, что исключает влияние электромагнитных помех и флуктуационных шумов, а также обеспечивает соответствие их уровней диапазону входных напряжений аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
С выходов каналов согласующего модуля нормализованные сигналы поступают в многоканальный АЦП, обеспечивающий преобразование этих сигналов в цифровой код и подачу на шину данных ПК для последующей обработки и анализа.
Результатом непосредственной обработки поступивших в ПК сигналов является информация, отображаемая в числовом, графическом или табличном виде, о текущих значениях протекающих в сварочном контуре и составляющих его цепях токов, напряжения дуги, длины дугового промежутка, углов наклона электрода имитатора сварочного инструмента.