Способ контроля положения, скорости и ускорения станины при контактной стыковой сварке

ОПИСАНИЕ 7 7ИЗОБР ТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 16. 06. 78 (21) 2628010/25-27с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Опубликовано 3009,80, Бюллетень йо 36Дата опубликования описания 0310. 80 51)М. К, В 23 К 11/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(22) Авторы изобретения Институт систем управления АН Грузинской ССР(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ, СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ СТАНИНЫ ПРИ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКЕ Изобретение относится к областиконтактной стыковой сварки методомнепрерывного оплавления и может бытьиспользованопри сварке встык черных,и цветных металлов.Известен способ контроля положения и измерения скорости подвижнойстанины, основанный на получении ин"формации о положении и скорости подвижных элементов по сигналам замыкания и размыкания электрических контактов 11.Недостатком известного способа является низкая точность контроля, ухудшающая качество сварки,Известен также способ коитроля положения и скорости подвижной станины, при котором измеряют взаимное положе- ние подвижной и неподвижной станин, рр путем умножения скорости движения подвижной станины на текущее значение времени, а величину скорости определяют по показаниям тахогенератора 121,Недостатком известного способа является низкая точность контрбля, что сказывается на качестве сварки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, при котором измеря- ЗО ют магнитную индукцию в двух стацио"нарных точках по обеим сторонам шинынеподвижной станины вдоль направления перемещения и формируют два сигнала, пропорциональных мощности 3.Недостатком способа является низкая точность контроля что приводитк ухудшению качества сварки,Целью изобретения является улучше"ние качества сварки путем повьвввнияточности и быстродействия контроля.Поставленная цель достигается тем,что формируют сигнал разности мгновенных значений двух сигналов, пропорциональных мощности, интегрируют полученный разностный сигнал за каждыйполупериод, измеряют его приращениеи по результатам этих измерений соответственно определяют положение, скорость и ускорение подвижной станины.На фиг. 1 изображены магнитные силовые линии шин подвижной и неподвижной станин; на фиг. 2 вграфики зави-, симостей интегрального значения разности мгновенных значений измеренных сигналов (кривая 1), приращения этого сигнала (кривая 2), изменения приращения измеренного сигнала (кривая 3) от местопдложения подвижной станины;1 21) а в датчике, расположенном за шинонеподвижной станины, выходной сигнопределяется выражением Вх-Ъф(,)оэффициент пропорциональносуправляющий ток датчика Холла,3 овальный напряжению, снимаеубок стыкосварочной машины; векторы магнитных индукций движной и подвижнойстанин твенно,дно, разность мгновеннгналов датчиков пропорк как где 3- ктир с -пропорцимому с г.В и Вшин непосоответсОчевичений сина В,та 4 ых зна- циональ 1 М 21 ЬВ=Ех 1-8 = 45Ввиду того что В =РБ) и по мере приближения подвижной станины к неподвижной плотность силовых линий поля, создаваемого шиной подвижной станины, возрастает, то из последнего 5 О выражения следует, что ЬЮ пропорциональна местоположению подвижной станины.Так как технологический процесс сварки методом непрерывного оплавления сопровождается пульсациями сва рочного тока, вызванного случайным образованием и взрывом металлических переьа 1 чек, прячем, эти пульсации имеют место в каждом полупериоде, то, очевидно, что сигнал дну также яв- Щ ляется пульсирующим. Поэтому сигнал разности мгновенных значений ЬВх необходимо интегрировать за заданный промежуток времени, кратный пропыленной частоте (например, за полупе. 65 на фиг. 3 - блок-схема конкретного примера осуществления способа.Графики зависимостей (см.фиг. 2) были получены при проведении экспериментов На лабораторной стыкосварочной машине типа Л.Очевидно, что для каждой машины эти зависимости будут разными, но характер кривых не изменится.Способ заключается в следующем.При перемещении подвижной станины плотность силовых линий магнитного поля по мере приближения к неподвижной станине возрастаетПоскольку датчики магнитной индукции, например датчики Холла, расположены по обе стороны от шины неподвижной станины вдоль направления движения, то в них наводятся различные поля так, как число силовых линий, пересекающих два идентичных датчика, различно и увеличивается по мере приближения 20 подвижной станины. Поэтому выходные мгновенные значения сигналов с датчиков также различны. При этом в датчике, расположенном между шинами, выходной сигнал определяется по формуле р 5риод), тогда сигнал, характеризующий местоположение шины подвижной станины, определяется по выражениюИзмеренное приращение сигнала за выбранный промежуток времени Дс, определяемый обратно пропорционально частоте, кратной промышленной, позволит определить скорость подвижной станины а измерением изменения разности значений скорости за тот же интервал времени определяют ускорение А(Б)= Ч+1)-Ч(Ь.д 1Блок-схема конкретного примера осуществления способа (см.фиг.3) содержит блок 1 датчиков с двумя датчиками магнитной индукции, например датчиками Холла, расположенными по обе стороны шины неподвижной станины, блок 2 арифметической разности, интегратор 3, два последовательно соединенных блока 4 и 5 измерения приращения сигналов и блок б управления, причем блок датчиков соединен с соответствующими входами блока 2 арифметической разности, выход которого подключен к интегратору 3, выход интегратора подсоединен к первому из двух последовательно соединенных блоков 4 измерения приращения сигналов, а управляющие входы интегратора и блоков измерения приращения сигналов соединены с выходами блока б управления,Выходы блоков 3, 4 и 5 характеризуют значения положения, скорости и ускорения подвижной станины относительно неподвижной за каждые полупериоды промышленной частоты.Время считывания получаемой информации можно уменьшить в целое число раз, настроив частоту работы блока управления на частоту, кратную проььпаленной частоте, а следовательно, можно получить значения положения, скорости и ускорения с любой наперед заданной точностью.Использование предложенного способа позволит увеличить точность получаемой информации путем исключения операции раздельного интегрирования каждого из сигналов датчиков и повысить быстродействие контроля за счет уменьшения времени интегрирования разности сигналов по сравнению со временем интегрирования каждого сигнала.Данный способ может быть примененв системах автоматического управления766788 фиг. 1 технологическим процессом сварки, что приводит к улучшению качества сварки. формула изобретения Способ контроля положения, скорости и ускорения подвижной станины при контактной стыковой сварке, заключающийся в том, что измеряют магнитную индукцию в двух стационарных точках по обеим сигоронам шины неподвижной станины вдоль направления перемещения и формируют два сигнала, пропорциональных мощности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварки путем повышения точности и быстродействия контроля, формируют сигнал разности мгновенных значений двух сигналов, пропорциональных мощности, интегрируют полученныйразностный сигнал за каждый полупериод, измеряют его приращение и порезультатам этих измерений соответственно определяют положение, скорость 5 и ускорение подвижной станины. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Технология,и оборудование КонО тактной сварки. Под ред, Б. Д. Орлова,М., "Машиностроение", 1975,с. 499-504.2Авторское свидетельство СССР9 313628, кл. В 23 К 11/04, 1971.5 3. АвтОрское свидетельство СССРпо заявке В 2441261/25-27,кл. В 23 К 11/04 1977.,9 Тираж 1 О Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ филиал ППП Патент , г. ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Г. ЧайковскийРедактор Т, Морозова Техред Ж. Кастелевич Корректорс, Шекмар