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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 11/24 504 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ Ч ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР с 8 ,ь.Е ИЗОБРЕТЕНИЯ САН ИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСНОМ Цель изобретения - повышение качества сварки. Текущие значения перемещения сравнивают с заданным и посигналу рассогласования изменяютсварочный ток, Дополнительно измеряют скорость подвижного электродаПо достижении ее значения 0,20,6 Ч, снижают сварочный ток.Устройство содержит датчики скорости и перемещения подвижного электрода, программатор перемещения и задатчик эталонной величины смятиярельефа, два компаратора, управляемую сварочную цепь и сварочныйтрансформатор. В устройство дополнительно введены задатчик уровняскорости, третий компаратор, дваэлемента И-НЕ и инвертор. Качествосварки повышается за счет повыше(53) Программное ра контактнойАвтоматическас. 91-97. гули точе вар 54) СПОСОБ ДИНА% АНИЯ ПРОЦЕССА КО ВАРКИ И УСТРОЙСТ ТВЛЕНИЯ57) Изобретение 1 ЧЕСКОГО РЕГУЛИРОНТАКТНОЙ РЕЛЬЕФНОЙВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕтноситс обу дин сварке астности к сп ческог регулирования по параметр рем ест точности заданного закона пе ения подвижногоом контактной ре лектрода ьефной с ещения подвижного электрода. 2 с -лы, 2 ил. арки, иления. стройств го осущ фиг.2 - функциональная блок-схемаустройстваСпособ динамического регулировния заключается в следующем.Устанавливают требуемый заперемещения электрода Б = Г(эталонную величину смятия релБ. Эти параметры определяютриментальным путем исходя избований получения заданной прти и размеров соединения послки. При включении сварочногоначинается процесс нагрева итической деформации рельефа.этом подвижный элеКтрод начин Изобрете му производ собу и устр ние относится к сварочноству, в частности к споойству динамического репроцесса контактной варки, и может найти при сварке конструкций разначения во многих отрасулирования ельефной с енение при ичного ях про на енности.обретения являе елью повы ение качества сварки з чет увели- ения закоэлектрода.менныесса рельефи; на чения точ на перемеНа фиг ост воспроизве подвижного бражены вр етров процрной) свар ения 1 из диаграммы ной (конд пара сат 4362603/31-2730.10.8730.08.89. БюлМВТУ им, Н.Э.В.С, ЛавреновШашин621.791.763.2Паченцев Ю,А,ование процесной сварки.а, 1955, Р 3,ЯО 1504039 конс) иьефаэкспетреочносе сватокапласПриаетперемещаться и как только его скорость Ч = Г(Т) достигнет величины Ч, сварочный ток начинают снижать по сигналу системы управления. Это состояние в процессе регулирования многократно повторяется и соответствует всем нечетным моментам времени С) з и тедеНесмотря на снижение сварочного 1 О тока, в результате тепловой и механической инерции подвижный электрод продолжает перемещаться, деформируя рельеф. При этом его фактическое перемещение превышает за данное. Точность воспроизведения требуемого закона перемещения будет соответственно тем выше, чем меньше это превышение. Очевидно, что его можно регулировать, изменяя Ч 20Значение скорости Ч следует выбирать в диапазоне 0,3-0,6 Ч с таким расчетом, чтобы фактическое перемещение подвижного электрода на стадии снижения тока в интервале времени й незначительно (на 5-107) превышало заданное перемещение 8 = 1 .По мере снижения тока и остывания деталей перемещение электрода 30 прекращается и кривая фактического перемещения Я= Г(С) пересекает заданную Б= Е(С) в момент времени С. В этот момент сварочный ток по команде начинает вновь увеличиваться. Этот процесс повторяется в четные моменты временисв и т.д. Процесс динамического регулирова ния, заключающийся в последовательном чередовании циклов включения и выключения тока, продолжается до тех пор, пока фактическое перемещение не достигнет эталонной величины смятия рельефа Яб. В этот момент45 времени (1 с) процесс сварки прекращают, после чего конечная величина осадки достигнет величины Ьк.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 релье 55 фа 7, блока запуска 8, триггера 9, управляемой сварочной цепи 1 О, сварочного трансформатора 11, задатчика уровня скорости 12, третьего компаратора 13, двух элементов И-НЕ 14и 15, инвертора 16.Устройство работает следующим образом.Перед включением блока запуска8 схема имеет следующие логическиесостояния.На выходах компараторов 4, 5 и13 имеется "1", что приводит к появлению "0" на выходе первого элемента И-НЕ. При этом на выходе инвертора 16 будет "1", поступающая напервый вход второго элемента И-НЕ 15,на второй вход которого с триггера9 поступает "0". Поэтому на выходевторого элемента И-НЕ 15 имеется"1", закрывающая управляемую свароч"ную цепь 10.При срабатывании блока запуска8 опрокидывается триггер 9, на выходе которого появляется "1", поступающгя на второй вход элемента И-НЕ15. 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, котороефиксируется измерителем перемещения1 и датчиком скорости 2. С выходадатчика скорости 2 сигнал поступаетна второй ьход третьего компаратора13, на пергый вход которого поступает сигнал с задатчика уровня скорости 12. При достижении раьенства этихдвух величин в момент времени 1, навкходе компаратора 13 возникает "0",Это приводит к изменению состоянияэлементов 14, 16 и 15 и к выключению управляемой сварочной цепи 10,что вызывает уменьшение сварочноготока.Однако, несмотря на уменьшение тока, под действием инерционных сил перемещение электрода продолжается идостигает величины, задаваемой прог"рамматором перемещения (момент времени С). Это вызывает появление навыходе компаратора 4 "0", которое неприводит к изменению состояния выходов элементов 14, 16 и 15. Дальнейшее уменьшение тока сопровождаетсяуменьшением скорости подвижногоэлектрода, что приводит к срабатыванию компаратора 13 н момент времениС и появлению на его выходе "1",Затем в момент времени С пригпрекращении перемещения электродадостигается равенство Фактическогоперемещения величине, заданной программатором, и на выходе компаратора4 появляется "1". Этот момент времени характеризуется наличием на обоихвходах первой схемы совпадения логи 1ч е ских 1 , чт о ны зын а е т изменениесостояния эл ем е и т о в 1 6 и 1 5 и от крын а н и е управляемой с н д р оч н ой цепи 1 О .То к начинает нарастать и весь циклрегулирования повторяется вновь .Окончание процесса регулированияпроисходит в момент времениспикогда фактическое перемещение, снимаемое с выхода интегратора 3, станет равным величине с задатчика 7.При этом на выходе компаратора 5 по 1является 0 , который поступает н авторой вход триггера 9 . Триггер опрокидыва ет с я и на ег о выходе поя влялется 0 , который выключает программатор перемещения 6 и закрывает управляемую сварочную цепь 10 черезвторой элемент И-НЕ 15.Благодаря наличию датчиков перемещения и скорости, а также блоков согласования и связи с управляемой сварочной цепью удается существенно повысить точность воспроизведения закона перемещения подвижного электродапри динамическом регулировании процесса контактной рельефной сварки,Апробация разработанных способа иустройства проводилась при сваркеякоря с толкателем - узла миниатюрного радиореле типа РЭС.Материал толкателя конар 29 НК диаметром 0,5 мм, якорь вьполнен из армко-железд толщиной 0,9 мм с никелевым покрытием толщиной 5 мкм. Сравнивались два способа динамического регулирования по перемещению подвижного электрода. Первый способ - сваркас использованием автоматического регулятора конденсаторной сварки с регулированием по известному способу,Второй способ - свдрка с использованием автоматического регулятора конденсаторной сварки согласно изобретению,Режим сварки в обоих случаях былодинаков, а именно: количество накопленной энергии 5 дЖ, усилие сжатияэлектродов 1 О ддН, закон перемещенияэлектрода линейный, угол наклонаЯ и = Г 6,66 мм/с, эталонная неличина смятия рельефа 00 мкм.В каждом варианте сваривали по20 образцов, закон перемещения контролиронали по осциллографу. Конечное перемещение электрода Я замеряли индикаторной головкой с ценойделения 2 мкм. По результатам опытон подсчитывали средние значенияЯи среднее квадратичное отклонение Б ,Результаты опытов: лервыйспособ - Б= 21,7 мкм, 6 =4,5 мкм, второй способ - Б106,2 мкм, Ь = 1,55 мкм.Использонание изобретения обеспечивает большую точность воспроизведения заданного закона перемещения подвижного электрода, уменьшение перерегулирования (величина Д Б) 25 за счет более точного дозированияэнергии (сварочного тока) в каждомцикле регулирования.Формула изобретения30.1. Способ динамического регулирондния процесса контактной рельефной сварки, при котором текущие значения перемещения подвижного электрода сравнивают с заданным значекием перемещения и по сигналу рассогласования изменяют сварочныйток, а процесс сварки прекращаютпо достижении эталонной величины 40 смятия рельефа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппениякачества сварки, дополнительно измеряют скорость подвижного электрода и при достижении его значения,равного 0,3-0,6 максимальной скорости, снижают сварочный ток.2. Устройство для динамическогорегулирования процесса контактнойрельефной сварки, содержащее измеритель перемещения подвижного электрода, выполненный в виде последова -тельно соединенных датчика скорости и интегратора, выход которогосоединен с первыми входами первогои нторого комйараторов, второй входпервого компаратора соединен с выходом программатора перемещения,второй вход второго компаратора соединен с задатчиком эталонной величы1504039 Составитель 3, ВетроваТехред М.Ходанич Корректор Бескид Редактор Н. Горва Заказ 5193/18 Тираж 894 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,ны смятия рельефа, выход второгокомпаратора соединен с первым входомтриггера, второй вход которого соединен с блоком запуска, выход триггерасоединен с входом программатора перемещения, управляемую сварочнуюцепь, включенную в первичную обмотку сварочного трансформатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, в 1 Онего 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.