Устройство для управления процессомточечной контактной сварки

по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.791 .763.1.037 (088.8) Дата опубликования описания 15.06.81 72) Автор изобретен. А Ерофеев 1) Заявител Тульский политехнический институт РОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТОЧЕЧНОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ 4 Изобретен контроляи и предн ие относится к технике управленияпроцесса точечной контактной сварзначено для исключения возмож. фектов сварки, вызьдов машины. ности возникновения ваемых износом элек сла- рабочешины на 10 управления прояние нестабильем регулиро- сварочн Известно цессом свар ности разме вания длит ка в завис ния сварив также устроиство ки, снижающее вли ров электродов пу льности включения имости от величинь ого тодержа свар элек емых деталеи Известно устроиство, позволяющее обить влияние нестабильности геометрииго участка электродов сварочной маразмеры, литого ядра путем стабилизацииэлектрических параметров процесса сварки,содержащее датчики тока и напряжения, форрования сигнала управления и здементы регупирования сварочного тока 11,Недостатком данного устройства являетсяотсутствие узла контроля качества электродов, что снижает прочность соединений присварке. Это устроиство содержит блок измерениятеплосодержания в зоне сварки, орган выделения сигнала рассогласования с заданным значением измеряемого параметра и релейныйэлемент, связанный с выключателем свароч.ного тока 21.Однако это устройство также не предусматривает проведения контроля износа электродов,Наиболее .близким к предлагаемому является устройство, содержащее датчики свароч.наго тока и напряжения между электрода.ми, блок умножения и блок деления, входыкоторых подключены к датчикам, интегратор,два блока умножения, регулятор цикута сварки, потенциометры для регулирования сигналаинтегратора 33.Недостатком известного устройства являет.ся то, что оно позволяет стабилизироватьразмеры литого ядра при износе электродовмашины только до определенной величины.Цель изобретения - повышение качестваки за счет контроля износа сварочных40 Поставленная цель достигается тем, что в устройство ввсдей анализатор изменения проводимости зоны сварки, установленный между выходом блока деления и одним извходов регулятора цикла сварки, а также тем, что анализатор проводимости зоны сварки содержит первый релейный элемент, вход которого соединен с выходом интегратора и выходом первого потенциометра, блок выделения минимальной проводимости зоны сварки, под. ключенный одним входом к выходу блока деления, а другим входом - к выходу первого релейного элемента, второй потенциометр и второй релейцый элемент, соединенные с выходом блока деления и с входом блока минимальной проводимости зоны сварки, триггер, входы которого подключены к выходам рслейцых элементов, элемент логического умножения, один из входов которого присоединен к выходу триггера, а второй вход - к выходу первого релейного элемента, а выход соединен со входом регулятора цикла сварки,На фцг, 1 изображена структурцая схема. устрой;тва; на фцг. 2 - зависимости проводимости зоны сварки от тсллосодсржания при различной степени изношенности электродов машины; на фиг. 3 - зависимости электропроводцости зоны сварки от теплосодсржания деталей при сварке электродами рэзлигцой степени изношенности, 30Устройство состоит из датчиков 1 свароч. ного тока и напряжения 2, блоков 3 и 4 умножения, блока 5 деления ицтсгрэтора 6, блока 7 вьщенсния минимальной проводи. мости, первого цотсцциометра 8 для задания3 величины допустимого износа электродов, первого и второго релейцых элементов 9 и 10, триггера 11, блока 12 логического умно. жсция, делителя 13, потенциомстра 14 для задания вели 1 ицы сигнала интегратора 6 в соответствии с тсплосодержацием, необходимым для формирования литого ядра цор. мальцого размера, регулятора 15 цикла свар. ки, управляющего работой сварочной машины 16. 45В процессе сварки блок 3 умножения и блок 5 деления преобразуют сигналы датчиков 1 сварочного тока и напряжения 2 между электродами машины 16 соотвстственвр в сигналы мощт и проводимости зоны свар. ки. 1 лок умножения 3 на своем вьгходе вырабатывает сигнал, пропорциональный тепловому потоку, в электроды сварочной машины 16. Интсгратор 6 преобразует выходные сигна. лы блоков 3 и 4 умножения и блока 5 де. ления в сигнач, пропорциональный теплосодер. жанию металла зоны сварки в текущий мо. мент времени. В начальном периоде сварки, когда сигнал интегратора 6 мал, блок 7 выде. ленця минимальной провцшмосц о 1 клнясн. а сигнал на его выходе рэвсц максимально. му возможному сигналу ца выхопс блока 5 деления. Включение блока 7 осуществляется релейным элементом 9, срэбатывэюяцм в момент, когда сигнал интегратор.ревышает некоторую долю, установленную делителем 13, величины, заданной с помощью цотенциометра 14 в соответствии с конечным значением тепло- содержания металла зоны сварки, необходимым для формирования литого ядра нормального размера при нормальных геометрических размерах электродов машины. Коэффициент деле. ння делителя 13 установлен в пределах 0,2- 0,3 что соответствует тсцлосодсржанию зоны сварки, достаточному для разрушения миро. шероховатостей в контактах между электродами и деталями. 11 ри срабатывании релейный элемент 9 изменяет состояние триггера 11, ца выходе которого появляется сигнал. Сиг. цал триггера 11 в процессс сварки блокируется с помощью блока 1 логического умцоже. ция сигналом релейного элемента 10.В начальном периоде сварки, когда плошадь контактов определяется степенью изношенности электродов мэшццы и цс увеличивается с увслцчснисм тсмцс 1 татуры металла, тэк как мсталл в этом цсриолс облалэст высокой проч. постыл, наблюдается некоторое сццжсцис цро. водимости зонги сварки вследствие сццжсция электроцроводцостц мс 1 элпэ ирц повышении температуры, Сигнал блока 5 лслсция и блока 7 выделения минимальной проводимости в этом периоде равны. 1 Рц лэльцсйшел повыгцецци температуры металл теряет прочностные свойства ц начинается )вслцчсццс площади контактов, что сопровождается повышением проводимости зоны сварки. 11 лок 7 выделе. цця минимальной цровонцмосш в момент цэчэлэ роста цлоиашц конактов црскрацаст изменять сигцэн ца своем выходе. 1 эким образом, в послсдукццсм цсриолс сварки ве. личина сцгцэлэ блока 5 лечения равна про водимости зоны сварки в момент начала рос та плошади контактов, т.с. определяется. на. чальцой площадью контактов между деталями и электродами, На входе релейного элемента 10 осуществляется вычитание из сигнала блока 5, пропорционального текущей проводи. мости зоны сварки, сигналов блока выделе.ния минимальной проводимости 7 и сигнала потенциометра 8, задэюшсго величину допустимого износа элсктродов. Разность между сигналами проводимости и минимального значения проводимости при сварке отображает изменение площади контактов между электро. дами и деталями. Явсцие саморегулирования площади контактов эффективно обеспечивает высокую стабильность размеров литого ядрав том случае, сели при постоянном теилосодержании металла деталей в конце сварки площадь контактов и пропорциональная ей проводимость изменялись бы на достаточно большую величину. Таким образом, знак сит. нала на входе релейного элемента 10 опреде. ляется выполнением условия эффективности явления саморегулирования. площади контак. тов. Если в процессе сварки зто условие было выполнено, то знак сигнала на входе ре лейцого элемента 10 изменяетсяиапротиво.,положный и репейный элемент 10 срабатывает, При срабатывании релейный элемент 10 изменяет состояние триггера 11, сигнал на выходе которого равен нулю Поэтому в этом случае после окончания сварки точки, когда интегратор 6 устанавливается регулятором 15 сварочного цикла в исходное состояние, а релсйцый элемент 9, снимая свой сигнал со входа блока 2 логического умножения, пере. стает блокировать сигнал триггера 11, на бло. кирующий вход регулятора 15 сварочного цикла износа электрода не поступает и может производиться сварка следующей точки.При сильном износе электродов машины 16 начальная площадь контактов между электро. дами и деталями велика, а изменение этой площади в процессе сварки незначительно.Поэтому знак сигнала ца входе релейного эпе. мента 1 О в процессе сварки не изменяется на противоположный, элемент 10 це иереключа. ется ц триггер 11 це изменяет своего состо яния. В -этом случае после окончания сварки сигнал на выходе триггера 1 сохраняется и после снятия сигнала релейного элемента 9 с выхода блока 12 выходной сигнал триггера 11 поступает ца блокирующий вход регулятора 15 сварочного цикла, Это приводит к прекращению работы маипщы, что предотвращает возможность возникновения дефектов точечносварного соединения, вызванных изно. сом электродов машины.Устройство обеспечивает высокую стабильность размеров литого ядра и позволяет по. лучить сигнал, указывающий о невозможности обеспечить получения точечцосварного соединения с заданными свойствами и о необхо. димости замены нли переточки электродов машины. Возможность получения сигнала об износе электродов особово важна и автома. тическнх линиях, содержащих машины точечной контактцой сварки, в которых износ электродов машины часго ирищцои к в э никновению некачественных точечность ьинх соединений. Устройство позволяет иоиучц 1 ь сигнал износа электродов в виде электрв.ческого импульса, удобного для передачи ио каналам сбора информации о состоянии оборудования автоматических линий этих систем управления.ОФормула изобретения1. Устройство для управления процессом то.чечной контактной. сварки, содержащее датчики5 сварочного тока и напряжения между электро,дами, блок умножения и блок деления, входыкоторого подключены к датчикам, интегратордва блока умножения, регулятор. цикла сварки,потенциометры для регулировки сигнала, о т.2 О л и ч а ю щ е е с я тем, лто, с целью повышения качества за счет контроля износасварочных электродов, в устройство введен анализатор изменения проводимости зоны сварки;установленный между выходом блока деленияи одним из входов регулятора цикла сварки.2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что анализатор проводимости эонысварки содержит первый релейцый элемент,вход которого соединен с выходом ицтеграто.ра и выходом первого потсцииометра, блоквьщеления минимальной проводимости зонысварки, подключенный одним входом к вы.ходу блока деления, а другим входом - к вы.ходу первого релейцогс элемента, чтоюй по.те.щиометр и второй релейцый элемент, сое.диненные с выходом блока деления и с входомблока минимальной проводимости зоны сварки,триггер, входы которого иодключсць 1 к выходам репейных элементов, элсмецт логическо.4 О го.умножения, один из входов которого присоединен к выходу триггера, а второй вход -к выходу первого релейного элемсцта, а выход соединен со входом регулятора цикласварки,45Источники информации,принятые во внимание ири эксиерзнзе1. Авторское свидетельство ГСС К 404587,кл, В 23 К 11/24, 1971.2, Авторское свидетельство С(ТР У 593861,кл, В 23 К 11/24, 1975,3, Авторское свидетельство Г по заявкейф 2642584, 12.07.1978.837672 У,2 держание иетаало В зоресАгч.и;.ж9 юг,Р ,7 ер Составитель В, КатинТехред Ж, Кастелевич Корректор В. Синицкая едактор К, Вол 4312/23 ж 1148 По И Государственного ко елам изобретений и откр осква, Ж - 35, Раушская П "Па. Ужгород, ул. Ъь Яф) ь,ВНИЙП по 3035, дписноемитета СССР ытий абд, 4/