Способ ориентирования деталей

(И 3. (И) СОЮЗ СОЮЕТСКИХрсцемлаеиикРЕСПУЬЛИК МИТЕТ СССР И ОП 4 РЫТИЙ К,рома 67 ГОСУДАРСТВЕННЫШ ДЕЛАМ НЕВЕ В%а(71) Всесоюзный научно-исследователь ский проектно-конструкторский и текнологический институт электросварочного оборудования.. Р, Авторское свидетельство СССР 1 580957, кл. В 23 К 9/10 1975 .(54)(57) СИОСОБ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ относительно индуктора при ин 3 К 13/00 у В 23 К 37/04 дукционном нагреве, включающий операцию сравнения электросопротивления эквивалентных. участков цепи нндуктора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени ориентирования и обеспечения воэможности автоматического управления процессом ориентирования деталей, располагаемых между двумя витками индуктора, деталь выставляют. в плоскости сим метрии витков индуктора по сигналам разности токов двух витков между их .серединами и четвертями соответст" венно, а эатем устраняют отклонение детали в укаэанной плоскости симмет,рии, для чего сравнивают напряжения соответственных участков только одно-ЕФго из витков индуктора.Изобретение относится главным об- разом к технике индукционной обработ.ки металлических деталей и может быть использовано, например, при высокочастотной сварке, а также для ориентирования, например, при сбор" ке или контроле размеров ориентированных деталей.Известны способы заданного размещения (ориентирования) деталей, использующие силовое взаимодействие 10 электромагнитных полей индуктора и деталиЦ .К недостаткам данныхспособов относится необходимость уравновешива" ния с малыми силами трения и затем 15 фиксирования ее в заданном положении. Практически это сделать сложно, так как мощность индуктора и время ориентирования с увеличением массы деталей возрастает, что приводит к 2 О их предварительному,. часто нежелательному, нагреву. Кроме того, наиболее важно то, что детали в процессе сварки должны быть закреплены для предотвращения их деформаций и 25 подвергнуты осадке их свариваемые поверхности.Наиболее близким к изобретению является способ ориецтирования деталей относительно индуктора при индукционном нагреве, включающий опе"рацию. сравнения электросопротивления эквивалентных участков цепи. В известном способе индукционный датчик состоящий из двух ветвей, размещают над стыком, после чего сравнивают параметры эквивалентных ветвей между собой и по сигналу рассогласования корректируют положение стыка относительно датчика по одной координате, направленной поперек стыкаГ 21, 4 О К недоотаткам способов ориентирования относительно сварочной головки,в которых об отклонении судят либо по сопротивлению дуги между каждойиэ кромок, либо по индуктивному сопротивлению эквивалентных ветвей индуктивных датчиков, расположенныхнад кромками, либо по ЭДС, наводимойпроводниками с током, расположенными вдоль каждой кромки стыка в ка" тушке, связанной со сварочной головкой, относится то, что они предназначены для ориентирования по одной координатеу механически нв могут быть использованы для ориентирования 55 детали с любым числом степеней свободы даже прк известности способа выбора эквивалентных параметров для. любой координаты, определение которой однозначно.возможно прк равенст ве нулю отклонений по другим коордк.- натам 1 к не дают каккх-лкбо рекомендаций по выбору порядка ориентирования, при котором возможно,его осуществить для деталей из любого поло жения с произвольным нагреваемым контуром.Целью изобретения является сокращение времени ориентирования и обеспечение возможности автоматического управления процессом ориентирования деталей, расположенных между двумя витками индуктора.Цель достигается тем, что согласно способу ориентирования деталей относительно индуктора при индукционном нагреве, включающему операцию сравнения электросопротивления эквивалентных участков цепи, деталь выставляют в плоскости симметрии витков индуктора по сигналам разности токов двух витков между их серединами к четвертямк соответствеино, а затем устраняют отклонение детали в указанной плоскости симметрии, для чего сравнивают напряжения соответственных участков только одного кз витков кндуктора.На фиг, 1 показан пример выбора эквивалентных участков на двухвитковом индукторе; на фиг. 2 - частный случай вЫбора надлежащих эквивалентных участков на одном витке для ори" ентирования по углу при наличии соответствейно на детали и индукторе прямолинейного участка.На фиг, 1 и 2 обозначено: 1- витки индуктора 2 - контур детали, размещенной между витками; 3,4 и 5 - точки пересечения контура индуктора перпендикулярными плотскостями симметрии, делящие каждый кз витков на четыре равные по длине части; б и 7- выводы индуктора; 8 - одна из вершин треугольного контура 9 - середина одной из сторон треугольного контура индуктора; ОХУ 7 - система координат, жестко связанная с кидуктором; ОХУ - плоскость симметрии индуктора; , р, 4 - углы поворота детали вокруг осей ОХ, .ОУ, О соответственно; О - центр тяжести контуров, вктков индуктора детали в совмещенном положении 1 О - напряжение на индукторе; 3, 3 е- точки в верхнем и нижнем витке соответственно; О, 0 03 04- напряжение иа соответствующих равных участках одного иэ витков.3Способ осуществляется в два этапа.Иа первом этапе приводятдетальв плоскость симметрии, устраняют приэтом отклонение по оси индуктора 03к углам поворота вокруг осей ОХ м ОУ,соответственно измеряя относительную разность токов в витках к напряжений между соответствующими точкамк витков кидуктора, находящимисяна расстоянии половины к четвертейдлин индуктора. После окончания первого этапа кагреваемый контур деталинаходится в плоскости симметрии индуктора,ФЗатем на втором этгпе деталь ори. ентируют в плоскости симметрии индук тора по остальным трем координатам: , вначале по оси ОХ и ОУ, а затем по .повороту. вокруг оси ОЗ, измеряя соответственно разность напряжений соответствующих дзух пар половин и одной пары четвертей одного витка индуктора.В случае наличия по крайней мере одного прямого участка порядок ори ентирования меняется, вначале ориентируют по углу поворота вокруг оси 01, для.чего делят этот прямолинейный участок ва пару таких эквивалент. ных участков, при равенстве напря жений на которых отклонение по углу поворота будет равно нулю при возможном максимальном смещении центра детали. После. этого устраняют отклонения центра, используя упомяну. тые пари полозив, одного нндуктоуа,дополнительные пояснения по выбору:участков и обоснованию порядка ориентирования приведятся виже.Расраатривая электромагнитную еистему индуктор- деталь ва фиг. 1 можно заметить что при расположении детали в плоскости симметрии индуктора ИЖ,Ь Р,Ь ХМсоответствующие юа сигваааа рассогласования будут всегда равны иулв (ЬОЬОуа 3=0) вне зависююсти от аеложения детали вэтой плоскости (ьх., ь У,ь 3= Чи,)Зте обстоятельство позволяет получить щРиэиачиОе ориентирование иа З 5аваев этапе по координатам 6( ф, хвие-,зависимости от отклонений по коЬУД 3 иЖтам Х, У, "; Дальнейшее ориентиФааииб иа втором этапе производятв ищем случае вначале по осям Х и У, а за%ем по углу 3 до получения ьО, 4 О Ы 9 з 4,Муф О. Иэмейеине порядка бриени 4 юзаиия ае всегда приемлемо, так иаи при Х, У + О и получениньМ 2,"0 .е саидетелъствуез .о том, чтоэ =О. " В этом елучае после последующего . 45 ориеатирования ио Х и У сигнал рассоглааоваиияЬМ изменяется, что тре.бует излишнего повторения ориентирования по углу Т.Юциаио в случае наличия прямого 50 .участка иа ивдуктаре и детали целееаебраэио на втором этапе начать "орйентиразаиие ио Э.при надлежащем выборе иа иемпары экэивалентных участков, а затем прозе."ти одиовре ,манное ориевтированйе по осям К и У, .используя однозначную взаимосвязьмежду. отклонениями и сигналами рас :согласования.Например; в последнем приведенном 40 случае (фиг. 2); получив ЬтО, воэ можно экеперимейтальио установить од,нозначную зависимОсть междуЬЦХ ЬОу : - - и ЬХ и ЬУ, на основание которой одновременно ориентируют по Х н У.Методика выбора участков гакаэана на сравнительно простом примере ориентирования в системе индуктордеталь, контуры которых - правильные треугольники (фиг. 2).На фиг, 2 показан контур иидук- тора 1, относительно которого повернута деталь 2 на угол э" в плоскости ХОУ, а отклонения ЬХ, АУ "-О.При выборе участков для ориентирования поафй каждый из параллель ных контуров естественно был разде лен на попарно равные участкиплоскостями снввеетрни одной, проходящей между выводамн б и 7 и противолежащей вершиной 3, и другой, проходящей через вершину 5 и точку 4 (середину стороны 8-3). С точек 3 снимается сигнал рассогласования поворота вокруг оси ОХ, а с точек 4 или 5 сиг" нал рассогласования поворота вокруг оси ОУ.Напряжение на участке 6-8-3 не равно напряжению на участке 7-5-3 (ьОх ФО), при ЬХ=О ЬРО и поэтому ови не могут быть использованы для ориентирования по Х. Поэтому выбираем участки 8-3 и 5-3, разность напряжений на которых равна нулю (ЬЦрО) прн ьХ = 0 и ь)"ФО, так как нмеем.равные условия по обе стороны от оси Х- равные сопротивления отрезков участ" ков, обозначенные одинаковым количеством штрихов.Дальнейшее ориентированиепо осн У проводят, сравнивая напряжения соответственно с учасАов 3-8 и 8-8 5-7, а ориентирование по у проводят, сравнивая например, напряжения 4- .8 н 4-3.Возможно также, ввиду наличия прямых участков, вначале соориентировать пог . Однако при ЬХ, ьу Ф 0 использовать, например, 8-4 и 4-3 участки для ориентирования нельзя ввиду различных сопротивлений вбли" зн точек 3 и 8, так как прнЬ=0 фХфВ атом случае можно уменьшить дли. ну равных участков по обе стороны от точки 4, а затем одновременно ориентировать по Х и У, используя одвоэ" начную взаимосвязь между йХХ ьу, ЬОх,ьОз, или после оРиентиРованио по У использовать участки 3-4 и 3-9 для ориентирования по у", а затем ориентировать по Х.Для исключения излишнего нагрева детали и зависимости сигналов рассогласования от напряжения на индукторе используется надлежащее импульсное аналоговое вычислительное устройство;1017453 6 оставитель Т. Сорокинаехред А.Ач Корректор А. Ильин едак н Заказ 3440/1 П а Тираж 1106ИПИ Государственного комитет о делам изобретений и открытиМосква, Ж, Раушская наб,исноСР Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 илиал нагрева, по периметру не превышаю-. щую 2, и делать сигнал рассогласования практически независимым от напряжения, питающего индуктор.Для осуществления способа требуются обычные устройства для механического перемещения детали с требуемым числом степеней свободы.П р и м е р. Детали в виде чашек помещают между витками индуктора.Ьвиду колебаний размеров высоты чаш ки их плоскость сопряжения не совпа" дает с плоскостью симметрии индуктора, поэтому необходимо проводить ориентирование. На индуктор подается импульс высокочастотного тока. Из-.меряется отношение разности токов витков к их сумме, а также отношение .напряжений между точками 3 н между точками 4 (или 5) к напряжению на индукторе. Величины этих сигналов пропорциональны абсолютному отклонению по соответствующей координате, . а их фаза указывает иа знак отклонения. После корректирования положения детали дают контрольный импульс и в случае появления сигнала рассогласовання, превышающего заданный минимальный уровень, проводится дополнительная корректировка положения детали. Затем на втором этапе измеряют .отношение разности напряжений между соответствующими половинами витков 06-Ь Уэ-ти 06 - 20. к напряжению Обс и корректируют положение по координатам Х и У обычным образом. После чего измеряют отношение разности напряжений Ц - 04 зк их сумме и, исполь зуя экспериментальную зависимость между этим сигналом и отклонением по углу , однозначно устанавлива- ютЬЯ =О,Технико-экономический эффект обеспечивается за счет повыаения качества термообработки благодаря точной установке (ориентированию) деталей относительно индуктора, в случае ес-ли ее установка затруднена по базовым размерам ввиду их недостаточной точности. Кроме того, может быть произведена отбраковка деталей после их ориентирования на основании сравнения измеренных параметров с образцовыми.