Устройство для автоматического управления приводом перемещения подвижной плиты стыкосварочной машины

(19) 111) 3 К 11/О НИЕ ИЗОБРЕТОМУ СВИДЕГЕЛЬСТВУ Н АВТ М 15; А. Дмитриевструкторское бюрелого электросвв 088.8)К. и др. Переходныериводе стыковыхеская сварка", %. 2,етельство СССР3 К 11/04,ОДОМ ИТЫ держаектор скороскщий бпо и третьимя подвижнойрователя вык фильтрации юевс выхо ом ого датректокторак, вывойвход совисточникомЭай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Специальное конПсковского завода тяжрочного оборудования(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ ПЛСТЫКОСВАРОЧНОЙ МАШИНЫ, сощее неподвижную и подвижную плкмашины, датчик тока сварки, коррскорости, программатор, датчикити и перемещения, а также зада. первичную цеiь машины, выход этчика соединен с одним входом корра скорости, на другой вход коррескорости подключен задающий бло ход корректора скорости через программатор соединен с приводом перемещенияподвижной плиты машины, подвижныйэлемент датчика перемещения жесткосвязан с подвижной плитой машины,последняя через датчик скорости соединена с приводом перемещения подвижнойплитымашины, отли ч ающеесятем, что, с целью повышения качествасварного соединения, путем увеличенияточности отработки требуемого законаперемещения подвижной плиты машины,в него введены стабилизированный источник переменного тока, блок филвтрапиивысших гармоник, формирователь выходных сигналов и контрольно-измерительный блок, при этом последний соединенс выходом формирователя выходных сигналов, второй и.третий выходы формировагеля соединены соответственно с вторым входом программатора входом привода перемещени плиты. машины, вход форми ходных сигналов через бпо высших гармоник соединен датчика перемещений, а ег динен со стабилизированным переменного тока.10131Изобретение относится к сварке и может быть использовано для автоматического управления приводом перемещения подвижной плиты сгыкосварочной машины.Известно устройство, содержащее силовую часть сварочной машины, сварочный трансформатор, в первичную цепь которого включен трансформатор тока, являющийся датчиком обратной связи по току сварки. Устройство содержит корректор 10 .скорости, в который поступают сигналы от датчика обратной связи по току сварки и от задающего устройства. Сигналы с выхода корректора скорости и программатора на привод подвижной плиты, вклю чающий электромашинный усилитель, двигатель постоянного тока и следящий гид-роусилитель 13 .Устройство неуправляемо в режиме осадки, обладает низкой точностью регу лирования и надежностью. В устройстве кроме того исключена возможность оптимального регулирования процессом сварки, что отрицательно сказывается на качестве сварки. 25Известно устройство для автоматического управления приводом перемещения подвижной плиты машины стыковой сварки, содержащее подвижную плиту, датчик тока сварки, включенный в первичную цепь машины, выход датчика тока соединен с корректором скорости, на другой вход последнего подключен задакюций блок, выход корректора скорости через программатор соединен с приводом машины, дат", чик перемещения, один вход которого жест-З 5 ко связан с подвижной плитой, а выходы соединены с другим Входом программматора и другим входом привода машины, . датчик скорости подвижной плиты машины,40 жестко связанный с последней, его выход при этом соединен с приводом машины Г 2 .Недостатками данного устройства являются низкие надежность и точность упраВления приводом в режиме осадки.45 В стыкосварочной машине подвижная плита перемешается поступательно, поэтому для передачи поступательного перемещения плиты на вращающийся модуляционный диск фотоэлектрического датчика перемещения необходима механическая передача. В режиме осадки ускорения подвижной плиты достигают 20 и имеют место значительные. динамические усилия, После нескольких осадок зубчатая передача выходит из строя, что делает устройст; во в целом ненадежным, Кроме того, имеются погрешности в самой зубчатой 2передаче и люфты, а при переходе от оплавления к осадке, когдарезко возраста- .ет нагрузка, в приводе люфты.ъыбшакпся. Из-ва этого не обеспечивается необходимая точность устройства. Кроме того, фотоэлектрическому датчику присуща погрешность дискретности, которая отсутствуету аналоговых устройств. Погрешность диск,ретности обусловлена тем, что бесконечноемножество значений измеряемой величиныотражается лишь ограниченным количеством показаний цифрового устройства - фотоэлектрического датчика. В большинствеслучаев имеется разница между показаниями цифр оиэмерительного устро,йствафотоэлектрического датчика и значениями, измеряемой величины в моменты измерений. Эта разница есть абсолютнаяпогрешность дискретности А . Погрешностьдискретности находится в пределах ступени квантования ьх,Целью иэобретейия является повышение качества сварного соединения эа счетуВеличения точности отработки требуе-мого закона перемещения подвижной плиты машины.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для автоматическогоуправления приводом перемещения подвижной плиты стыкосварочной машины,содержащее неподвижную и подвижнуюплиты машины, датчик:.тока сварки, корректор скорости, программатор, датчикискорости и перемещения, а также задакщий блок, причем датчик тока сваркивключен в первичную цепь машины, выход этого датчика соединен с одним входом корректора скорости, на другой входкорректора скорости подключен задающийблок, выход корректора скорости черезпрограмматор соединен с приводом перемещения подвижной:. плиты машины, подвижный элемент датчика перемещенияжестко связан с подвижной плитой машины, последняя через датчик скоростисоединен с приводом перемещения подвижной плиты мж, в него введеныстабилизированный источник перемениго тока, блок фильтрации высших гармоник, формирователь выходных сигналови контрольно-измерительный блок, приэтом последний соединен с выходомформирования выходных сигналов, второйи третий выходы которого соединены соответственно с вторым входом программатора и третьим входом привода qеремещения подвижной плиты машины, входформирования выходных сигналов черезблок фильтрации высших гармоник сое3 10131 динен с выходом датчика перемещений, в его. вход соединен со стабилизированнымеисточником переменного тока.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - зависимости выходных ЭДС электромагнитного датчика от вепичины перемещения подвижной плиты, 1 на зажимах эпектромагнитного датчика, 2 нв высоде формирователя выходных сигналов, 0Устройство дпя автоматического управления приводом деремещения подвижной ппиты содержит подвижную плиту 1 стыкосварочной машины 2, свариваемые детали 3, датчик 4 обратной связи по и току сварки, вкпюченный в первичную цепь силового трансформатора. Сигнал с датчика 4 обратной связи по току подается на первый вход корректора скорости 3, а на второй его вход - сигнап от 20 задающего блока 6. В корректоре 5 скорости происходит сравнение двух сигналов. Сигнал о"грицатепьной обратной связи по току сваркнОтсравнивается с опорным напряжением О задающего блока 6. 25 Выход корректора 5 скорости соединен с первым входом программатора 7, на второй вход которого подается сигнал от формирователя 8 выходных сигналов.Выход с программатора 7 и второй выход 50 с формирователя 8 выходных сигналов соединены с двумя входами. привода 9 перемещения подвижной плиты. Третий выход формирователя 8 выходных сигнапов подключен нв вход контрольно измерительного блока 10. Вход формирователя 835 выходных сигналов подипочен к выходу блока фильтрации 11 высших гармоник, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика 12 перемещения. Вход электромагнитного датчика 12 пере 40 мещения соединен с выходом стабилизированного источника 13 переменного тока, подвижной эпемент датчика перемещения жестко связан с подвижной плитой 1 стыкосварочной машины.2, С этой же45 подвижной плитой 1 жестко связан вход датчика 14 обратной связи по скорости, выход которого соединен с третьим входом привода 9 перемещения подвижной плиты. Выход привода 9 перемещения подвижной плиты соединен с подвижной плитой 1 стыкосварочной машины 2.Устройство работает спедующим образом.Сигнал от стабилизированного источника 13 переменного тока поступает на мод датчика 12 перемещения. Подается команда на включение привода 9 67перемещения подвижной плиты. Подвиж-"., ная плита 1 под действием привода 9 перемещения подвижной пщпы производит кратковременное замыкание торцов свариваемых деталей 3. Подвижный поступательно перемещающийся элемент электромагнитного датчика 12 перемещения непосредственно без какой-либо механической передачи жестко беэ зазора механически связан с подвижной плитой 1. При перемещении подвижной плиты 1 на выходе датчика 12 перемещения ноявг ляется сигнал ЭДС, действующее значение которой прямо пропорционально величине перемещения подвижной плиты 1. Однако в зависимость выходной ЭДС от перемещения эпектромагнитного датчика 12 входит остаточный сигнал Е (фиг. 2, звви.Осимость 1), обусловленный геометрической магнитной и эпектрической несимметриями, Сигнал Е создает неопределенность в отсчете коордйнвла перемещения подвиж. ной плиты. Зависимость остаточного сигнала Е содержит первую и высшие нечетные гармонические ЭДС. Этот сигнал ЕО исключается включением бпока фильтрации 11 высших гармоник, Блок фильтрации 11 высших гармоник состоит из двойного Т-образного моста, построенного яа ЙС- элементах. В выходной сигнале бпокафильтрации 11 высших гармоник остаточный сигнал Е отсутствует. Этим повышаОется точность обработки приводом команд, точность работы всей системы управления в режимах квк оппавпения,"так и осадки, улучшается качество сварки, Однако величина сигнала на выходе бпока фипьтрапии 11 высших гармоник недостаточна. Дпя увеличения выходного сигнала на выход блока фильтрации 11 высших гармоник: последовательно випочен формирователь 8 выходных сигналов, состоящий иэ поспедоватепьно випоченного резонанс ного конпенсатораС и пвраппыьно включеноного активного сопротивления Р . Вепичи; нв емкости СОрасчитывается из условия резонанса цепи с последовательно вкпюченными активным ЙО, индуктивным Хи ем(.С костным Х,-, сопротивпениямиСс2При резонансе токов в формирователе 8 выходных сигналов напряжение на его вькоде будет наибольшим. Зависимость выходной ЭДС нв выходе формироввтепя ситснапов располагается иэ начала координат, т.е. беэЕ и значительно круче (зависимость 2, фиг 2),чем та же зависимостьб 1013на Выходе электромагнитного датчика перемещения 12 (зависимость 1, фиг. 2)Еп ъ Ещ, . Это позволяет увеличитьвеличину выходной ЭДС и тем самым повысить точность работы всей системы, з в йепом в режимах оплавления и осадки. С выхода формирователя 8 выходной сигналов сигнал задания программы, по которой осуществляется перемещение плиты, поступает на второй вход программатора 107. В программаторе 7 ЭЙС, пропорциональная перемещению подвижной плиты1, сравнивается с заданной величиной, Сигнал пассогласования поступает на при вод 9 перемещения подвижной плиты и 1 далее на ускорение или замедление под Вижной шпГты 1 или останОВ. Сфгнал со второго выхода формирователя 8 выходных сигналов посгупает в контрольно-изме 1 . рительный блок 10 дщ индикации и изме- е . рения. С третьего выхода формирователя 8 преобразованный сигнал с электромагнитного датчика 12 перемещения поступает на второй, вход привода 9 перемещения по подвижной плиты, Этот сигнал отрицатель 2 з . ной обратной связи по положению подвиж: ной плиты 1 обеспечивает высокую точность перемещения внутри участков как оплавления, так и осадки и точный останов. На третий вход привода 9 перемеще о ния подвижной плиты поступает сигнап с выхода датчика 14 обратной связи по скорости, вход которого жестко смзан с подвижной плитой 1. Коррекция скоро 1 В 7 6сти осуществляется за счет отрицательной обратной смзи по току сварки. От братчика тока сварки 4 и от задакипегобпока 6 сигналы поступают в корректор скорости 5, где сравниваются. Сигналрассогласования ДО=О-Ц - напряжениеГ ОПотрицатепьной обратной связи по токусварки поступает на вход программатора7 и далее на привод 9 перемещения подвижной плиты; что приводит либо к снижению скорости сбпижения торцов свариваемьщ деталей 3, либо к разведениюторцов свариваемых дегалей 3. Устрой-"ство обеспечивает рабогу машины в режимах непрерывного оплавления, оплавленияс прерывистым подогревом и осадки по.автоматическому цикпу,Использование изобретения позволяет расширить технологические возможнос"гиосуществпить сварку оплавлением с подогревом, в которой происходи"г процесс кратковременных замыканий торцов свариваемыхдеталей, затем опнавпение,и осадка. При этом точность отработки устройством требуемых законов перемещения подвижной птгиты повышается до +3%, увеличивается надежность и точность работы всей системы в целом, улучшается качество сварного соединения. Устройство используется в машине для контактной стыковкой сварки типа Ки может быть использовано во всех ти- пах стыкосварочных машин.