Устройство контроля осадки при контактной стыковой сварке

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик фф, ";(22) Заявлено 19,01,81 (21)3278062/25-27 5 т 3 М. Кп.з В 23 К 11/04 с присоединением заявки МР Государственный комитет СССР. по делам изобретений и открытий(53) УДК 621,791, .762088.8) Дата опубликования описания 30.09,82 54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ОСАДКИ ПРИ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКЕ 15 Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением полос и может быть применено при сварке встык черных и цветных металлов, 5Известно устройство контроля осадки, реализующее способ контроля про цесса электрической контактной стыковой сварки оплавлением, которое содержит датчики тока и скорости, задатчик уровня тока, максимальйб допустимогб"пРИоплавлении и задатчик уровня скорости, а также сравнивающие устройства 11Недостатком устройства является низкая точность контроля, которая.определяется, в основном, точностью уставки задатчиком уровня тока,.максимально допустимого при оплавле-нии. Уровень тока является лишь косвенной характеристикой процесса осадки и не может: быть точньм критерием .для определения момента начала осадки.Йзвестно также устройство контроля осадки, используемое в машине для контактной стыковой сварки, содержа щее командный датчик, установленный на рабочем органе привода осадки, и последовательно соединенные чувствительный элемент, декатронный счетчик и тиристорный клюя 21. 30 Недостатком этого устройства является низкая точность контроля, обусловленная инерционностью подвижных частей машины, люфтом рабочего органа привода осадки и запаздыванием обработки импульсного сигнала чувствительным элементом.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство контроля осадки, содержащее последовательно соединенные. датчикперемещений, первый и второй дифференцирующие элементы, элемент, выделяющий сигйалотрицательной полярности, формирователь нормированного импульса, формирователь заднего фронта импульса, инвертор, логический элемент 2 И и регистрирующее устройство, при этом выход логического элемента 2 И соединен через одновибратор с одним из входов логического, элемента 2 И 31. Недостатком известного устройства является низкая, точность контроля, обусловленная ограниченным динамическим диапазоном.Цель изобретения - повышение точности контроля за счет возможности определения начала осадки.Поставленная цель достигается тем,что в устройство контроля осадки при контактной стыковой сварке, содержащее последовательно соЕдиненные датчик перемещений, первый и второй дифференциальные элементы, а также элеМент, выделяющий сигнал отрицатель" ной полярности, соединенный с Формирователем нормированного импульса, последовательно соединенные инвертор, логический элемент 2 И и регистрирующее устройство, причем выход логического элемента 2 И соединен через одно- вибратор с одним из входоВ логического элемента 2 И, введены третий дифференцирующий элемент, формирователь ;переднего Фронта импульса, элемент, выделяющий сигнал положительной полярности, соединенный с третьим дифференцирующим элементом, при этом через формиРователь переднего фронта импульса соединены формирователь нормированного импульса и инвертор, вгорой дифференцирующий элемент соединен с элементом, выделяющим сигнал положительной полярности, а третий дифференцирующий элемент соединен с элементом, выделяющим сигнал отрицательной полярности.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства контроля момента осадки; на фиг; 2 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы Устройства; где: 0+ - сигнал, пропорцио- нальный перемещению подвижной станины относительно неподвижной; 0 и 0 сигналы с выходов первого и второго дифференцирующих элементов, соответственно 04 - вьщеленный сигнал положительной полярности; 0 - сигнал с выхода третьего дифференцирующего . элемента; 0 - выделенный сигнал отрицательной полярности 1 0 -сигнал с выхода импульсного формйрователя; 0- сигнал с Формирователя переднего фрон та; 0- инвертированный сигнал, ха= рактеризующий момент начала осадки;0 - сигнал с выхода одновибратора сюинвертированным выходом; 1- сигнал с выхода элемента 2 И.Устройство содержит (Фиг. 1) последовательно соединенные датчик 1 перемещения, первый 2 и второй 3 дифференцирующие элементы, образующие датчик 4 ускорения. элемент 5, выделяющий сигнал положительной полярности третий дифференцирующий элемент б, цемент 7, выделяющий сигнал отрицательной полярности, формирователь 8 нормированного импульса, формирователь 9 переднего фронта импульса и инвертор 10, а также логический элемент 2 И 11, одновибратор 12 и регистрирующее устройство 13, при этом вы ход инвертора подсоединен к одному .входу элемента 2 И 11, другой вход которого подключен к выходу одновибратора 12Выход элемента 2 И сое 51015,динен с входом одновибратора н с регистрирующим устройством 13.Устройство работает следующим образом.При перемещении подвижной станины во время проведения цикла сварки сигнал 0 с датчика перемещения дифференцируется дважды 0 и 0 (фиг. 2) . На графике 0- Фхарактеризует начало осадки, так как в этот момент градиент нарастания скорости уменьшается, что свидетельствует о том, что во первых скорость перемещения подвижной станины стала больше критической скорости оплавления и, во вторых, нет зазора между торцовыми частями свариваемых полос и на процесс перемещения воздействует сила механической деформации металла в твердой фазе; - нача,ло равномерного перемещения подвижной станины при максимальной скорости осадки; С- начало резкоготорможения, т. е. начало взаимодействия подвижной станины с упором и14- момент окончания осадки. Как видно из графика скорости 02 в точкеимеет место перегиб. Тангенс угла наклона в этой точке отличен от нуля,поэтому значения ускорения при дифференцировании будет максимальным (0) .При дифференцировании появляются;сигналы двух полярностей, причем сигнал отрицательной полярности характеризует начало резкого торможения подвижной станины и .поэтому элемент 5,вйделяющий составляющую положительнойполярности, не пропускает этого сигнала. Для выделения момента времени Сполученный сигнал 04 дифференцируетсяэлементом б и получает сигнал двухполярностей 0. На выходе элемента 7, 40 вцделяющето сигнал отрицательной полярности, получается сигнал вида 0Импульсный формирователь 8 формируетимпульс 07, длительность которогоравна длительности сигнала 0. В ре зультате формирования переднего фронта 01 и его инвертирования, получаетсясигнал 0, характеризующий моментдействительного наступления осадки.Длительность полученного импульса заВисит от разрешающей способности ибыстродействия регистрирующего устройства, При использовании известных формирователей переднего фронта минимальная длительность этогоимпульса составляет 50 мс.Чтобы исключить ложные срабатывания устройства (они изображены пунктиром на графике сигнаЛа 0 ) при наличин переходных процессов от соуда 60 рения подвижной станины .с упором неподвижной, задним фронтом первого импульса запускается одновибратор 12 с инвертированным выходом,длительность выходного сигнала которого непревосходит нескольких секунд и подбирается экспериментальньи путем. В результате прохождения первого импульса через элемент 2 И 11 на другом ,входе этого элемента появится сигнал логического нуля 0 и элемент 11 не пропустит ложные импульсы - сигнал ЦПредлагаемое устройство позволит увеличить точность контроля, величины осадки путем повышения точности контроля начала осадки, исключить зависимость момента начала. осадки от инерции подвижных частей стыкосварочной машины и люфта рабочего органа привода осадки, а также получить информацию о начале осадки независимо от типа и мощности стыкосварочных машин из-за независимости информационного импульса от электрических, механических и других параметров процесса.Формула изобретенияУстройство контроля осадки при контактной стыковой сварке, содержащее последовательно соединенные датчик перемещений, первый и второй дифференцирующие элементы, а также элемент, выделяющий сигнал отрицатель ной полярности, соединенный с формирователем нормированного импульса, последовательно соединенные инвертор,логический элемент 2 И и регистрирующее устройство, причем выход логического элемента 2 И соединен черезодновибратор с одним из входов логического элемента 2 И, о т л и ч а ю 5 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, за счет возможности определения начала осадки,в него введены третий дифференцирующий элемент, формирователь переднего10 фронта импульса и элемент, выделяющий сигнал положительной полярности,соединенный с третьим дифференцирующим элементом, при этом через формирователь переднего фронта импульса15 соединены формирователь нормированного импульса .и инвертор, второйдифференцирующий элемент соединен сэлементом, выделяющим сигнал положительной полярности, а т 1 эетий дифференцирующий элемент соединен с элементом,выделяющим сигнал отрицательной полярности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 517430, кл. В 23 К 11/04, 1978.2, Авторское свидетельство СССРР 425571, кл. В 23 К 11/04, 1974.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3212224, кл. В 23 К 11/04,