Устройство для автоматического программного управления процессом контактной стыковой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) П 1) ЕНИЯ К АВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТ конструкбюро Псковтросвароч"5 ил. зделии тся к сва енно к коне оплавлен зтельным подогревечений. ем с пр делий р зных форм и изобретения варного сое ческого изм овышение кае инения за етв ств нения посигнала.а схема тома иксации сварочногоНа фиг.1 приведе тва для автоматиче о управления проце тройфо Фо ого програ ом контакт о с ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ(71) Специальное проектноторское и технологическоеского завода тяжелого элекного оборудования(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРКОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ(57) Изобретение относитсному производству, а иментактной стыковой сварке ос предварительным подогрев Изобретение отноному производству,тактной стыковой св)5 В 23 11/04 11 разных форм и сечений, Цель изобретения - повышение качества сварногосоединения за счет автоматическогоизменения порогов фиксации сварочного сигнала. Устройство содержит си"ловой контактор, сварочный трансформатор, программный блок, электропривод перемещения, гидропривод, стыкосварочную машину, датчики положениястанины и тока, токовой трансформатори пороговый блок. В устройство введены корректор скорости, блок измерениянапряжения и блок фиксации короткихзамыканий. Устройство обеспечиваеткачественное ведение процесса контактной стыковой сварки с его программированием и саморегулированием,предотвращающими короткие замыканияв процессе оплавления, что исключаетпотери времени при ведении процессаи обеспечивает качество сварки изделий с широким диапазоном сечений. стыковой сварки оплавлением; на фиг,2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства; на фиг.3 - схема корректора скорости; на фиг,4 - схема блока фиксации коротких замыканий; на фиг,5 - схема электропривода перемещения.В устройстве последовательно с силовым контактором 1 и сварочным трансрматором 2 включен токовый трансрматор 3, соединенный сдатчиком 4 тока. Выход датчика 4 тока соединенс первым входом порогового блока 5,выход которого соединен с вторым входом корректора 6 скорости, на первыйвход которого поступает сигнал с дат 5чика 4 тока, а выход корректора 6скорости соединен с вторым входомэлектропривода 7 перемещения, На третий вход электропривода 7 перемещения поступает сигнал с выхода блока8 Фиксации коротких замыканий. Первый вход блока 8 Фиксации короткихзамыканий соединен с выходом датчика4 тока, а второй вход с выходом блока9 измерения напряжения, выход которого соединен также с вторым входом порогового блока 5. На первый вход блока 9 измерения напряжения поступаетсигнал с датчика 4 тока, а второйвход связан с первичной обмоткой сварочного трансформатора 2. Выход электропривода 7 перемещения соединен сгидроприводом 10, а его первый входсоединен с вторым выходом программного блока 11, первый выход которого 25соединен с силовым контактором .Вход программного блока 11 соединенс вторым выходом датчика 12 положениястанины, первый выход которого соединен с четвертым входом электропривода 7 перемещения, вход датчика положения связан с подвижной станиной,Схема корректора 6 скорости представлена на Фиг.З. Сигнал, пропорциональный току, от датчика тока по 35сле выпрямления двухполупериоднымвыпрямителем 13 поступает на первыйвход операционного усилителя 14, начторой вход которого поступает напряжение с порогового блока 5. Сигнал 40с выхода операционного усилителя 14управляет частотой импульсов управляемого генератора 15. При достижениивходным сигналом порогового значения П , при дальнейшем увеличеворогнии сигнала происходит уменьшениечастоты, что приводит к уменьшениюскорости подвижной станины и предотвращению коротких замыканий в свариваемом штыке, Работа блока корректора скорости осуществляется на этапе оплавления. В период подогреваблок корректора скорости программирующим устройством отключен,Схема блока фиксации коротких за 55мыканий представлена на фиг,4, Блокфиксации коротких замыканий предназначен для определения коротких замыканий в свариваемом стыке в процессе контактной стыковой сварки.еременное напряжение, пропорциональное току, после выпрямления двухполупериодным выпрямителем 16 поступает на вход интегратора 17, С выхода интегратора 17 снимается напряжение, пропорциональное среднему значению входного напряжения на полупериод, и поступает на вход компаратора 18, На второй вход компаратора 18 поступает опорное напряжение с блока 9 измерения напряжения. Выход компаратора 18 соединен с элементом 19 задержки сигнала, выход которого является выходом блока фиксации коротких замыканий.Схема электропривода перемещения приведена на фиг.5. Управление процессом контактной стыковой сварки осуществляется электроприводом перемещения, построенным на базе электроуправляемого гидрозолотника (сервоклапана)УЭГГ, который работает на всех этапах сварочного процесса: при подогреве, оплавлении и осадке.На вход управляемого делителя 20 частоты поступают сигналы с управляемого генератора (корректора 6 скорости), частота импульсов которого зависит от сварочного тока и задатчиков 21 скорости. Импульсы с управляемого делителя 20 частоты поступают на реверсивный счетчик 22 импульсов, код с которого через преобразователь 23 код - аналог поступает на вход алгебраического сумматора 24, выход которого соединен с входом усилителя 25 электроуправляемого гидро- золотника УЭГГ. На второй вход сумматора 24 поступает сигнал с датчика положения, При алгебраическом суммировании сигнала с датчика положения и счетчика формируется сигнал управления электроуправляемым гидро- золотником УЭГГ. Осадка осуществляется при полном открытии электро- управляемого золотника.Реверсирование при подогреве осуществляется с помощью электроуправляемого золотника УЭГГ, так как при реверсировании меняется полярность сигнала (лепесток управления в электрогидрозолотнике отклоняется в другую сторону за счет изменения направления тока, протекающего через его катушку, При реверсировании прог. раммный блок меняет направление счета реверсивного счетчика, происходитт,е, движение вперед после короткого замыкания, время уплотнения стыка, т.е. движение вперед после короткого замыкания, время прогрева стыка, реверс до исчезновения короткого замыкания, выравнивание температуры стыка.Таким образом, при изменении напряжения на сварочном трансформаторе автоматически меняются и уровни порогов с Бщ на Б, причем это изменение происходит в течение полупериода питающей сети, что позволяет своевременно менять пороги фиксации и качественно вести процесс сварки при подогреве и оплавлении, включая и сварку изделий малого сечения,формула изобретения Устройство для автоматического программного управления процессом контактной стыковой сварки, содержащее силовой контактор, включенный в первичную обмотку сварочного трансформатора, управляющий вход силового контактора соединен с первым выходом программного блока, второй .выход которого через электропривод перемещения и гидропривод соединен с подвижной станиной стыкосварочной машины, датчик положения, подкжоченный к входу программного блока, токовый трансформатор, включенный в первичную обмотку сварочного трансформатора, и через датчик тока соединенный с входом порогового блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет автоматического изменения порогов фиксации сварочного сигнала, в него введены корректор скорости, блок измерения напряжения и блок фиксации коротких замыканий, выход последнего соединен с вторым входом электропривода перемещения, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторым выходом датчика положения станины и выходом корректора скорости, первый вход которого соединен с выходом порогового блока, а его первый вход порогового блока соединен с первыми входами корректора скорости, блока фиксации коротких замыканий и блока измерения напряжения, второй и третий входы которого подсоединены к концам первичной обмотки варочного 5 1540877 6вычитание импульсов из ранее записанного числа импульсов в реверсивном счетчике 22, в результате на входе усилителя алгебраического сумматора24 меняется полярность сигнала, ипроисходит реверсирование. Программный блок 11, переключая задатчикискорости и управления реверсивнымсчетчиком, осуществляет управлениепроцессом подогрева, оплавления иосадки.Устройство работает следующим об-разом,При протекании тока через сварочный трансформатор 2 на выходе датчика 4 тока возникают сварочные сигналы, амплитуда и длительность которых зависят от величины сварочноготока и задаются программным блоком 2011, включающим силовой тиристорныйконтактор 1, Программный блок 11 приподогреве и оплавлении задает определенные для данной марки металла углы включения силового контактора 1, 25при подогреве напряжение на сварочном трансформаторе 2 меньше, чем приоплавлении. На первом входе порогового блока 5 формируется линейно-нарастающее напряжение частотой 100 Гц и 30по амплитуде, пропорциональное сварочному сигналу. Пороговый блок 5 срабатывает при достижении линейно-нарастающим напряжением порога Бр, с блока9 измерения напряжения, включается вработу корректора 6 скорости, сигналс которого уменьшает через электропривод 7 перемещения и гидропривод 10скорость движения подвижной плиты стыкосварочной машины, При нарастании 40сварочного сигнала по амплитуде вышепорога Б, срабатывает также блок 8фиксации коротких замыканий, даетсясигнал на реверс или останов подвижной плиты стыкосварочной машины, Пороги Б для блока корректора 6 скопрости и блока 8 Фиксации коротких замыканий связаны через коэФфициент,учитывающий марку свариваемого металла, причем блок корректора Ь скоростивступает в работу при меньшем уровнесигнала с датчика 4 тока. В период подогрева стыка сигналы с корректора Ьскорости исключаются логикой электропривода 7 перемещения, при этом учитываются сигналы с блока 8 фиксации. коротких замыканий, который дает команду на отсчет цикла подогрева, отсчитываются:.время уплотнения стыка, 1540877трансформатора, выход блока измерения напряжения соединен с вторыми входами порогового блока и блока,фиксации коротких замыканий.