Устройство для управления процессом контактной точечной сварки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51) 4 В 23 К 11/ БРЕТЕН ПИСАН ЬСТВ УПРАВЛЕНИЯЧЕЧНОЙ14368, о т -м,что,с та выходапредотврасков раснего дополтый задатчи закона тродно сравне послед чика н второй задатчи межэлек менения огового межэлеки второй блок дин из входовн к выходу дату электродами, н к четвертому енения порогового яжения, а выход ока управления. апряжени причем о подклюпряжения междвход подключ ку закона итродного нан с входом оедин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВИ(71) Рижский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им. А. Я, Пельше(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ Т СВАРКИ по авт. св.1 л и ч а ю щ е е с я т целью увеличения проце годных изделий эа счет щения образования выпл плавленного металла, в нительно введены четвеИзобретение относится к сварочному производству, конкретнее к устройствам для управления процессомконтактной точечной сварки, можетГбыть использовано в приборостроениидля автоматического управления режимом электронагрева, преимущественномалогабаритных деталей и являетсяусовершенствованием изобретения поавт. св, 1 1214368.Целью изобретения является увеличение процента выхода годных изделий за счет предотвращения образования выплесков.На чертеже изображена структурнаяблок-схема устройства,Устройство содержит источик 1сварочного тока, регулятор 2 сварочного тока на управляемых транзисторах 3, сварочный контур 4 со сварочными электродами 5 и снаривяемымидеталями 6 датчики 7 сварочного тока и апряжеция на электродах 8,выходы которых соединены с входамин блок 9 умножения, первый электронный ключ 10, первый интегратор11 с первым ключом 12, первый зядятчик 13 необходимой энергии,плясварки, первый компаратор 14, второйзадатчик 15 скорости нарастания мощности сварочного тока, второй электроный ключ 16, второй интегратор17 с вторым ключом 18, третий интегратор 19 с третьм ключом 20 блок21 запуска, блок 22 управления, первый блок 23 сравнения, третий задатчик 24 максимального значения мощности сварочного тока, второй компарятор 25 и буферный усилитель 26,четнерть 1 й задатчик 2 закона изменения порогового межэлектродного напряженя и второй блок 28 срянцепия,Назначени е отдельных блоков у стройства следующее. Датчики 7 и 8 предназначены соответственно для измерения сварочного тока Т,к и напряжения 1 Л между элетродяи. Блок9 умножения, перемножает Т,ь и П, нданая мгновецОе значение ( екущее) мощности сварочного тока ца вход блока 23 сравнения и через первый электронный ключ 10 на вход первого интегратора 11, Последний форгирует сигнал, пропорциональный введенной энергии между электродами, и подает его на первый компяратор 14, который сранывает его с заданным значением энергии сварки,поступающим из первого задатчика 13,Интегрирование мощности производтся в течение времени г.,8=1 +где- длительность фронта нарасРтания мощности сварочного тока домаксимального значения 1 ,.,г., - длительность выдержки прид щПо следо Вательно соединенныевторой задатчик 15 скорост нарастания мощности сварочного тока П через второй электронный ключ 16, второй 17 и третий 19 интеграторы задают закон квадратичного нарастания мощности сварочного тока. При этом вторым задатчиком 15 задается скорость нарастания мощности сварочного тока. я следовательно, и длительность Фронта нарастания С Третьям задатчиком 24 задается максима.ьцая мощность сварочного тока 11,.; , подостижении которои второц электронный ключ 16 размыкается и с выходатретьего интегратора 19 с этого момента времени снимается сигнал постоянной негичинь, пропорционяльь И,в, Длительно сть , определяется пропорционально разностью между общей энергией И, и выделенной эцергией за время фронта нарастания йЗО мощности сварочного тока до 11,Ключи 12, 18 и 20 слу.кат для разряда интегрирующих коцденсатороь, первый электронный клоч 1 О - для подкнючеция и отключения первого интегратора 11 от блока 9 умножения,. а второй электронныйлоч 16 - для отключения второго зядятчика 15 от второго и третьего интеграторов . 7 ц 19, Ьлок 21 запуска нключяе блок 22 управения, ,которьй гнанляет первым электроццьть ключом 10 и ключами 12 18 ц 20. бгАенцьц;силт лем 26 и нторьм компарязором 25, который сравнивает текущее задаваемое значение мошдости сварочного тока с ньходя третьего интегратора. 19 с заданным значеиеь 11; с задатчика 24 и при равенстве этих сигцалон размыкает электронный ключ 16. Первый блок 23 сравнения сравнивает сгал с текущим значением мощности сварочного тока с выхода блока 9 ум-.ножеия с сигналом с выхода последовательно соединенных второго и третьего интеграторов 17 и 19, формируюя.;:х сигнал, задающий мгновенное значение и закон изменения мощности сварочного тока. Буферный усилитель 26 предназначен для усиления счгна12813 ла рассогласования по мощности, снимаемого с первого блока 23 сравнения, до уровня, потребляемого входными цепями регулятора 2 сварочного тока, выполненного.на управляемых транзисторах 3, коммутирующих сварочный ток от источника 1 питания в соответствии с задаваемым законом изменения мощности сварочного тока 1 с вВо втором блоке 28 сравнения происходит непрерывное сравнение сигналов текущего межэлектродного напряжения О поступающего с датчика 8, и порогового межэлектродного напря жения, поступающего с задатчика 27.Устройство работает следующим образом.От педали механизма сжатия через линейный элемент (не показаны) вклю чается блок 21 запуска, который включает блок 22 управления, Далее с блока 22 управления подается сигнал разрешения работы на буферный усилитель 26, Одновременно блок управле ния вырабатывает и подает сигналы. на ключи 12, 18 и 20 и первый электронный ключ 10. При этом включаются первый 11, второй 17 и третий 19 инверторы. После этого с второго за датчика 15 подается сигнал черезвторой электронный ключ 16 (исходное состояние ключа замкнутое) на последовательно соединенные второй 7 и третий 19 интеграторы и с выхода третьего интегратора 19 на первый блок 23 сравнения. Далее с первого блока 23 сравнения подается сигнал на буферный усилитель 26, а с него - на регулятор 2 сварочного тока. При 40 этом в сварочной (силовой) цепи 4 начинает протекать сварочный ток. Величина сварочного тока Тсв в сва" рочной.цепи 4 и напряжение Б, между электродами 5 измеряются датчиками 457 и 8 соответственно, После включения сварочного тока блок 9 умножения, входными сигналами которого.являются сигналы, пропорциональныесварочному току 1с датчика 7 и 50напряжению П, между электродами 5с датчика 8, перемножает эти сигналы, На выходе блока 9 умножения формируется сигнал, пропорциональныйзначению мгновенной мощности сварочного тока, С одного выхода блока 9 умножения сигнал о мгновенной мощности сварочного тока подается напервый интегратор 11, а с другого 57 4выхода - на оди н из входов в пер выйблок 23 сравнения. С момента вкпючения сварочного тока с второго задатчика 15 подается опорное напряжение Бчерез второй электронныйключ 16 на вход второго интегратора 7 и с его выхода- на вход третьего интегратора 19. Таким образом,на выходе третьего интегратора 19формируется квадратично-нарастающеенапряжение, задающее закон изменениямощности сварочного тока в сварочнойцепи 4. С выхода третьего интегратора 19 сигнал в вире квадратичнойзависимости К П : сподается навторой вход первого блока 23 сравнения для выделения разности с сигналом, поступающим из блока 9 умно"жения, Разностный сигнал, представля"ющий собой отклонение действитель- .ного значения мощности сварочноготока от заданного значения, поступает на буферный усилитель 26, гдеон формируется и.подается на управляемый транзистор 3 регулятора 2сварочного тока, При этом регулятор2 сварочного тока уменьшает илн увеличивает сварочный ток в цепи так,чтобы мощность сварочного тока нарастала по квадратичному закону. Придостижении сигналом на выходе третьего интегратора 19 уровня, установленного третьим задатчиком 24максимального значения мощности сварочного тока Исв, компаратор 25подает сигнал на размыкание второгоэлектронного ключа 16. После этоговторой и третий интеграторы 17 и 19запоминают и поддерживают до концасварки уровень сигнала, заданного спомощью третьего задатчика 24, т,е.мощность сварочного тока в цепи вы-держивается на заданном максимальномуровне И в, в течение времениОдновременно после включениясварочного тока и первого электронного ключа 10 первый интегратор 11производит интегрирование сигнала,пропорционального текущему значениюмощности сварочного тока, поступающего с выхода блока 9 умножения, Интегрирование производится в течениевремени, равного длительности сварочного импульса, т,е,св сВ св сВ ВС 1 сЬ в 11 тсв )э 1текущее значение мгновенной мояно сти;КС - , постоянная времени времязарядной цепи интегратораТаким образом, на выходе первого интегратора 11 Формируется сигнал, пропорциональный выделенпой энергии между электродами, который подается ня первый вход первого компараторя 14, Второй сигнал на первый компаратор 14 подается с первого эадатчика 13, которым задается величина энергик необходимой для сварки ЯС самого начала процесса с дат ткКя 8 ПОСтуПаЕт СИГНаЛ, ПрОторцттОНЯЛЬтНЬй ВЕЛИЧИНЕ ТЕКУЩЕГО МЕжЭЛЕК- тродного напряжения на второй блок 28 сравнентягде он постотнто с 1 авнквается с программок норогогого межэлектродного напрякения Б. сигнал о котором поступает с четвертого задатчика 27, Если в течение всего цикла сварки текущее межэлектродное напряжение 11 не достигает поро гового межэлектродпого напряжения 1 т 1то по Достижении с 11 Гнал 11 с вэ 1 хода первого интегратора 11 заданного значения с первого задет цка3 первый компаратор 14 подает сио.ял в блок 22. управления, который дает команцу запрета работы на бу 1 ер;э 11 усилитель 26 Прк этом сваротвй ток вьпуючаетсяОдновременно с геЯк энеРИЯ сваРки 1 т,в Достигнет зпачетвтя заданного первым эяпятчкком3 и первый компарятор 1 т ".Оеет кт."ти ДУ на блок 22 УпРЯвлепккт т.,ос.;т;-тл, й ДаЕт КОМаНДУ На ВЬПОПОЧЕПКЕ ЭтЕК" тронного люча 10 к втслотеие юн;", чей 1218 к 20 Прк это.1 н 111-и 10, второй 17 к тр тцй 1;- кпте-гя- ГОРЫ ВОЗВРЯЦсОТС В ИСХОДОс ССТО" яние, Блок 22 уйр Явления возвращает также компаратор 25 в исходное состояне, который оптт эямт,кает; . о: рой электронный ключ 16,Исходное состояние кпоча замкнутое)Таким образом, устройство возвращается в исходное состояние и готово к следующему циклу сварки.В этом случае процесс происходитбез возмущающих воздействий и образуется качественная сварка,В случае выплесковой ситуации10 процесс протекает следующим образом Если в какой-то момент временитекущее межэлектродное наряжение11, достигает порогового уровня,это может произойти от попаданий15 загрязнений на свариваемые детали,напр.мер,. кусочков изоляпии присварке кзолцрованных проводкоковКтт 1 .З-За СИЛЬНО С ККСЛЕННЫХ УЧаСтКОН СВЯРВЯГМ:Х ПРОВОтО) ТО СК 120 нят; с втоого блока 28 поттается наблок 22 управления, Я с него - набуферттый усилитель 26 и регузятор 2сварочного тока, который выключаетсварочный ток, Татскм Образом, приг2 з появлении предвыплесковоц ситуациии любой момент времени от началапроцесса, о чем свидетельствуетравенство Ц и ., подача свароч-ного тока прекращаетсяПосле вы 30 теЕНИЯ ПРИЧИН ПРИВЕ,тЛКХ К ДаННОйСК ГУЯПЦ, ГРОКЭВОДИТСЯ ПОНТОНЯЯСпартвз. ТаКИМ ОбрЯЗОМКСКЛОЧаЕтСятере.лг свяриваемых участков детаО1 О Гр ЯММЯ И Э МЕ.Е Нт ПОРОГОВОГОМЕКЭЛЕКТРОДПОГО НаРЯЕНЯ МОжЕтимег. любую Форму в зависимости отСНЕТ 1 КЯ СВЯРтВЯЕМЬ 1,та-, аПЕй МатЕ=тткатов ЭГЕ 1 ТРОТСВ т КСУОДНОГО СО СТО Ят тт 11 Д ттвтаЛЕй т ЭЛЕтСТРОДСВ,"1 Р 1 Ь;.ЕтЕКЕ ттРЕ.гпта-ЯЕ. ОГО УСТРОЙ:;"ВЯ ПОЗВОЛЯЕТ ЯВТОМаттГЕСКК ПРЕДОт; ,т.ть образованце вплесков приСЭЯОКЕ И бпатОцаря ЭТОМ,т ПОВЫСИТЬ т 5 нроцеттт вь:хода годных изделий вт 1, 1 Я З1281357 Составитель Т, ТекутьИванова Техред.Н.Глущенко,орректор М. Пожо т каз 7193/ 9 Тираж 972ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 1 3035, Москва, Ж, Рау 1 пская наб. но