Способ динамического регулирования процесса контактной рельефной сварки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сварке , в частности, к способу динамического регулирования по параметрам перемещения подвижного электрода качеством контактной рельефной сварки и устройству для его осуществления. Цель изобретения - повышение качества сварки. Текущие значения перемещения сравнивают с заданным и по сигналу рассогласования изменяют сварочный ток. Дополнительно измеряют скорость подвижного электрода. При достижении ее значения 0,3-0,6 V<SB POS="POST">макс</SB> снижают сварочный ток. Устройство содержит датчики скорости и перемещения подвижного электрода, программатор перемещения и задатчик эталонной величины смятия рельефа, два компаратора, управляемую сварочную цепь и сварочный трансформатор. В устройство дополнительно введены задатчик уровня скорости, третий компаратор, два элемента И-НЕ и инвертор. Качество сварки повышается за счет повышения точности заданного закона перемещения подвижного электрода. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ 11 ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4362603/31-27 (22) 30.10.87 (46) 30.08.89. Бюл. № 32 (71) МВТУ им. Н.Э. Баумана (72) В.С. Лавренов, А.П. Исаев и Д,М. Шашин (53) 621.791.763.2 (088.8) (56) Паченцев Ю.А, Программное регулирование процесса контактной точечной сварки. — Автоматическая сварка, 1955, ¹ 3, с. 91-97. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОЙ РЕЛЬЕФНОЙ

СВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к способу динамического регулирования по параметрам перемещения подвижного электрода качеством контактной рельефной сварки, и устройству для его осуществления.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способу и устройству динамического регулирования процесса контактной рельефной сварки, и может найти применение при сварке конструкций различного назначения во многих отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение качества сварки за счет увеличения точности воспроизведения закона перемещения подвижного электрода.

На фиг.1 изображены временные диаграммы параметров процесса рельефной (конденсаторной) сварки; на

„„SU„„1504039 А 1

Цель изобретения — повышение качества сварки. Текущие значения перемещения сравнивают с заданным и по сигналу рассогласования изменяют сварочный ток. Дополнительно измеряют скорость подвижного электрода °

По достижении ее значения 0,20,6 Ч, снижают сварочный ток.

Устройство содержит датчики скорости и перемещения подвижного электрода программатор перемещения и задатчик эталонной величины смятия рельефа, два компаратора, управляемую сварочную цепь и сварочный трансформатор. В устройство дополнительно введены задатчик уровня скорости, третий компаратор, два элемента И-НЕ и инвертор. Качество сварки повышается за счет повышения точности заданного закона перемещения подвижного электрода. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. фиг.2 — функциональная блок-схема устройства.

Способ динамического регулирования заключается в следующем.

Устанавливают требуемый закон перемещения электрода S „= r(C) и эталонную величину смятия рельефа

So, Эти параметры определяют экспериментальным путем исходя из требований получения заданной прочности и размеров соединения после сварки. При включении сварочного тока начинается процесс нагрева и пластической деформации рельефа. При этом подвижный электрод начинает

1504039 перемещаться и как только его скорость V = f(t) достигнет величины

Чо, сварочный ток начинают снижать по сигналу системы управления ° Это состояние в процессе регулирования многократно повторяется и соответствует всем нечетным моментам времени t)) tg и т.д.

Несмотря на снижение сварочного fp тока, в результате тепловой и механической инерции подвижный электрод продолжает перемещаться, деформируя рельеф. При этом его фактическое перемещение превышает за- 15 данное. Точность воспроизведения требуемого закона перемещения будет соответственно тем выше, чем меньше это превышение. Очевидно, что его можно регулировать, изменяя V 20

Значение скорости V следует вы бирать в диапазоне 0,3-0,6 Ч„„„ с таким расчетом, чтобы фактическое перемещение подвижного электрода на стадии снижения тока в интервале времени t„-t > незначительно (на

5-10X) превышало заданное перемещение 8„= f (t) .

По мере снижения тока и остывания деталей перемещение электрода 30 прекращается и кривая фактического перемещения Я = f(t) пересекает заданную S „ = f(t) в момент времени t . В этот момент сварочный ток по команде начинает вновь увеличиваться. Этот процесс повторяется в четные моменты времени в и т.д.

Процесс динамического регулирова- 40 ния, заключающийся в последовательном чередовании циклов включения и выключения тока, продолжается до тех пор, пока фактическое перемещение не достигнет эталонной величины смятия рельефа S . В этот момент

45 времени (t « ) процесс сварки прекращают, после чего конечная величина осадки достигнет величины S .

Устройство, реализующее способ, состоит из измерителя перемещения 1, содержащего датчик скорости 2 и интегратор 3, двух компараторов 4 и 5, программатора перемещения 6, задатчика эталонной величины смятия релье55 фа 7, блока запуска 8, триггера 9, управляемой сварочной цепи 1О, сварочного трансформатора 11, задатчика уровня скорости 12, третьего компаратора 13, двух элементов И-НЕ 14 и 15, инвертора 16.

Устройство работает следующим образом.

Перед включением блока запуска

8 схема имеет следующие логические состояния.

На выходах компараторов 4, 5 и

13 имеется "1", что приводит к появлению "0" на выходе первого элемента И-НЕ. При этом на выходе инвертора 16 будет "1", поступающая на первый вход второго элемента И-НЕ 15, на второй вход которого с триггера

9 поступает "0". Поэтому на выходе второго элемента И-НЕ 15 имеется

"1", закрывающая управляемую свароч" ную цепь 10.

При срабатывании блока запуска

8 опрокидывается триггер 9, на выходе которого появляется "1", поступающая на второй вход элемента И-НЕ

15. Это приводит к тому, что на выходе элемента И-НЕ 15 появляется "0", который отпирает управляемую сварочную цепь 10, что приводит к появлению тока в сварочном трансформаторе 11.

Одновременно "1" с выхода триггера 9 запускает программатор перемещения 6, Под действием сварочного тока начинается разогрев деталей и перемещение подвижного электрода, которое фиксируется измерителем перемещения

1 и датчиком скорости 2. С выхода датчика скорости 2 сигнал поступает на второй ьход третьего компаратора

13, на пергый вход которого поступает сигнал с задатчика уровня скорости 12. При достижении раьенства этих двух величин в момент времени t, на вкходе компаратора 13 возникает "0".

Это приводит к изменению состояния элементов 14, 16 и 15 и к выключению управляемой сварочной цепи 10, что вызывает уменьшение сварочного тока.

Однако, несмотря на уменьшение тока, под действием инерционных сил перемещение электрода продолжается и достигает величины, задаваемой программатором перемещения (момент времени t ). Это вызывает появление на выходе компаратора 4 "0", которое не приводит к изменению состояния выходов элементов 14, 16 и 15. Дальнейшее уменьшение тока сопровождается

1504039 уменьшением скорости подвижного электрода, что приводит к срабатыванию компаратора 13 н момент времени !

t и появлению на его выходе "1".

Затем и момент времени t npu г прекращении перемещения электрода достигается равенство фактического перемещения величине, заданной программатором, и на выходе компаратора

4 появляется "1". Этот момент времени характеризуется наличием на обоих входах первой схемы совпадения логи1! II ческих I что вызывает изменение состояния элементов 16 и 15 и открынание управляемой сварочной цепи 10.

Ток начинает нарастать и весь цикл регулирования повторяется вновь.

Окончание процесса регулирования происходит в момент времени

СП! когда фактическое перемещение, снимаемое с выхода интегратора 3, станет равным величине с задатчика 7.

При этом на выходе компаратора 5 по11 l t является О, который поступает на второй вход триггера 9. Триггер опрокидывается и на его выходе появля1! /ъ11 ется 0, который выключает программатор перемещения 6 и закрывает управляемую сварочную цепь 10 через второй элемент И-HE 15.

Благодаря наличию датчиков перемещения и скорости, а также блоков согласования и связи с yr.ðàâëÿåìoé сварочной цепью удается существенно повысить точность воспроизведения закона перемещения подвижного электрода при динамическом регулировании процесса контактной рельефной сварки, Апробация разработанных способа и устройства проводилась при сварке якоря с толкателем — узла миниатюрного радиореле типа РЭС-49.

Материал толкателя конар 29НК диаметром 0,5 мм, якорь выполнен из армко-железа толщиной 0,9 мм с никелевым покрытием толщиной 5 мкм. Сравнивались два способа динамического регулирования по перемещению подвижного электрода. Первый способ — сварка с использованием автоматического регулятора конденсаторной сварки с регулированием по известному способу.

Второй способ — сварка с использованием автоматического регулятора конденсаторной сварки согласно изобретению.

Режим сварки в обоих случаях был одинаков, а именно: количество накопленной энергии 5 дЖ, усилие сжатия электродов 10 даН, закон перемещения электрода линейный, угол наклона

S „ = f(t) 6,66 мм/с, эталонная неличина смятия рельефа 100 мкм.

В каждом варианте сваривали по

20 образцов, закон перемещения контролиронали по осциллографу. Конечное перемещение электрода S замеk ряли индикаторной головкой с ценой деления 2 MK>! ° По результатам опытон подсчитывали средние значения

S „ и среднее квадратичное отклонение Б „.Результаты опытов: лервый способ — S „ = !21,7 мкм, (.. „ =

4,5 мкм, второй способ — S мкм °

Использонание изобретения обеспечивает большую точность воспроизведения заданного закона перемещения подвижного электрода, уменьшение перерегулирования (неличина Д S)

25 за счет более точного дозирования энергии (сварочного тока) в каждом цикле регулирования. формула и з о б р е т е н и я

1. Способ динамического регулирования процесса контактной рельефной сварки, при котором текущие значения перемещения подвижного электрода сравнивают с заданным значе35 кием перемещения и по сигналу рассогласования изменяют сварочный ток, а процесс сварки прекращают по достижении эталонной величины

40 смятия рельефа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения качества сварки, дополнительно измеряют скорость подвижного электро— да и при достижении его значения, равного 0,3-0,6 максимальной скорости, снижают сварочный ток.

2. Устройство для динамического регулирования процесса контактной рельефной сварки, содержащее измеМ ритель перемещения пОдВижнОГО электрода, выполненный в виде последова— тельно соединенных датчика скорости и интегратора, выход которого соединен с первыми входами первого и нторого комйараторов, второй вход первого компаратора соединен с выходом программатора перемещения,второй вход второго компаратора соединен с задатчиком эталонной величы1504039

Составитель 3, Ветрова

Техред М.Ходанич Корректор Л Вескид

Редактор Н. Горват

Заказ 5193/18 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 ны смятия рельефа, выход второго компаратора соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с блоком запуска, выход триггера соединен с входом программатора перемещения, управляемую сварочную цепь, включенную в первичную обмотку сварочного трансформатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, в 10 него дополнительно введены последовательно соединенные задатчик уровня скорости, третий компаратор,первый элемент И-НЕ, инвертор и второй элемент И-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом управляемой сварочной цепи, второй вход третьего компаратора соединен с выходом задатчика скорости, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого компаратора,второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом триггера.