Устройство для управления процессом контактной точечной сварки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д 4 В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

СФ

Сл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1214368 (21) 3833341/25-27 (22) 02,01.85 (46) 07,01,87, Бюл, № 1 (71) Рижский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А. Я. Пельше (72) В, E. Атауш, В, П, Леонов, Э, В. Бумбиерус и Е, С, Луцук (53) 621.791.75(088.8) (56) Заявка Японии № 57-37433, кл. В 23 К 11/24, 10.08.82.

Заявка Японии № 55- 114478, кл. В 23 К 11/24, 03.09.80.

Заявка. Японии № 57-165189, кл, В 23 К 11/24, )2 .10,82, Авторское свидетельство СССР

¹ 3759265, кл. В 23 К 11/24)

30. 08. 80.

Авторское свидетельство СССР № 1058738, кл. В 23 К 11/24, 07.12.83.

Авторское свидетельство СССР по заявке № 3809363/27, кл. В 23 К 11/24, 11.11.84.

ÄÄSUÄÄ 1281357 А 2 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ

СВАРКИ по авт. св. № 1214368, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения процента выхода годных изделий эа счет предотвращения образования выплесков рас" плавленного металла, в него дополнительно введены четвертый задатчик закона изменения порогового межэлектродного напряжения и второй блок сравнения, причем один из входов последнего подключен к выходу датчика напряжения между электродами, второй вход подключен к четвертому

Ф задатчику закона изменения порогового 9 межэлектродного напряжения, а выход соединен с входом блока управления.

1281357

Изобретение относится к сварочному производству, конкретнее к устройствам для управления процессом контактной точечной сварки, может

Г быть использовано в приборостроении для автоматического управления режимам электр6нагрева, преимущественно малогабаритных деталей и является усовершенствованием изобретения по авт. св, 1! - 1214368.

Целью изобретения является увеличение процента выхода годных изделий за счет предотвращения образования выплесков.

На чертеже изображена структурная блок-схема устройства, Устройство содержит источник 1 сварочного тока, регулятор 2 сварачРО10 тока на управляемых транзисторах 3, сварочный контур 4 са сварочными электродами 5 и свариваемыми деталями б„датчики 7 сварочного така и напряжения на электродах 8, выходы которых соединены с входами в блок 9 умножения, первый электронный ключ 10, первый интегратор

11 с первым ключом 12, первый задатчик 13 необходимой энергии,пля сварки, первый компаратор 14, второй задатчик 15 скорасти нарастания мощности сварочного така, второй электрон»»ый кл»оч 16, второй интегратор

17 с вторым ключам 18, третий интегратор 19 с третьим ключом 20,, блок

21 запуска, блок 22 управления, первый блок 23 сравнения, третий задатчик 24 максимальнога значения мощности сварочного тока, второй кампаратар 25 и буферный усилитель 26, -»етверть)й задатчик 27 закона изменения порогового межэлектраднага на-пряжен»»я и второй блок 28 сравнепия, Назначени е отдельных блоков у стройства следующее. Датчики 7 и 8 предназначены соответственна для измерения сварочного така I,r и напряжения Ц между электродами. Блок 9 умножения.перемножает Т,») и U) в»>»давая мгновенное значение (.1 екущее) мощности сварочного тока на вход блока 23 сравне.п»я и через первый электронный ключ 10 на вход первого интегратора 11, Последний фарг»ирует сигнал, пропорциональный введенной энергии между электродами, и подает его на первый кампаратор 14, котарьп» сравнивает его с "=аданным значением энергии сварки, поступающим из первого задатчика 13.

Интегрирование мощности произвад»»тся в течение времени t =С + где t — длительность фронта нарас Р тания мощности сварочного тока до максимального значения N, г, — длительность выдержки при

N,»1 „„. Последовательно соединенные второй задатчик 15 скораст»» нарастания мощности сварочного тока J 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. а следовательно, и длительность франта нарастания t,. Третьям задат«> r» êo ì 2 4 3 8 p G E . T:.r ность сварочного тока М,,„ „, па достижении котараи вторап электронный ключ 16 размыкается и с выхода третьего интегратора 19 с этого момента времени снимается сигнал постоянной величины, пропарциональ»ый

N,,8 „. Длительно сть t,, апределяется пропорционально разностью между общей энергией И„, и выделенной энергией за время фронта нарастания t„

30 мощности сварочного така да N,ä „,, Ключи 12., 18 и 20 слу)1»ат для разряда интегрирующих конденсаторов, первыи "-.лектранный кл»оч 10 — для падкнючения и аткл»очения первогo интегратора 11 ат блока 9 умножения,. а второй электронный кгпоч 16 — для

»)ткл)очения второго задатчика 15 ат

1)тора го и тр ет» е гo )1Н оег,);) тарав . 7 и 19, Ьлок 21 запуска вкл»очает блок

22 управления, .котopr-r:"-r управляет первым электронным клю-ror» 10 rr ключами 2 18».» 20. б;;,!)е»)в»>! .»:1сил»»те2 6 H B r O 35»M KOM»r .) ар а»» 5, тарый сравнивает текущее задаваемое значение мошдости сварочного тока с выхода. третьего интегратора. 19 с заданным зна »ен»»ем И 1 „ц, с задат чика 24 и при равенстве этих сигналов размыкает электра»»ный ключ 16.

Первый блок 23 сравнения сравнивает сигнал с текущим значением мощности свара-того така с выхода блока 9 ум-. ножения с сигналом с выхода последовательна саединенны)< второго и тр етьега интеграторов 17 и 19, формируюо.,»х сигнал, задающий мгновенное значение и 3GEorr изменения мощности сварочного тока, Буферный усилитель

26 предназначен для усиления счгна)28)3 ла рассогласования по мощно сти, 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

Ns °

Во втором блоке 28 сравнения происходит непрерывное сравнение сигналов текущего межэлектродного напряжения U поступающего с датчика 8, и порогового межэлектродного напря- 15 жения, поступающего с задатчика 27.

Устройство работает следующим образом.

От педали механизма сжатия через линейный элемент (не показаны) вклю- 20 чается блок 21 запуска, который включает блок 22 управления, Далее с блока 22 управления подается сигнал разрешения работы на буферный усилитель 26. Одновременно блок управления 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- 30 датчика 15 подается сигнал через второй 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 I,ö в сварочной цепи 4 и напряжение U между электродами 5 измеряются датчиками 45

7 и 8 соответственно, После включения сварочного тока блок 9 умножения, входными сигналами которого.являются сигналы, пропорциональные сварочному току I > с датчика 7 и 50 напряжению U между электродами 5 с датчика 8, перемножает эти сигналы, На выходе блока 9 умножения формируется сигнал, пропорциональньй значению мгновенной мощности свароч- 55 ного тока. С одного выхода блока 9. умножения сигнал о мгновенной мощности сварочного тока подается на первый интегратор 11, а с другого

57 4 выхода — на один из входов в первый блок 23 сравнения. С момента вкпючения сварочного тока с второго задатчика 15 подается опорное напряжение U через второй электронный ключ 16 на вход второго интегратора !7 и с его выхода - на вход третьего интегратора 19. Таким образом, на выходе третьего интегратора 19 формируется квадратично-нарастающее напряжение, задающее закон изменения мощности сварочного тока в сварочной цепи 4. С выхода третьего интегратора 19 сигнал в виде квадратичной зависимости К U > d t подается на второй вход первого блока 23 сравнения для выделения разности с сигналом, поступающим из блока 9 умножения. Разностный сигнал, представля" ющий собой отклонение действитель- . ного значения мощности сварочного тока от заданного значения, поступает на буферный усилитель 26, где он формируется и.подается на управляемый транзистор 3 регулятора 2 сварочного тока, При этом регулятор

2 сварочного тока уменьшает или увеличивает сварочный ток в цепи так, чтобы мощность сварочного тока нарастала по квадратичному закону. При достижении сигналом на выходе третьего интегратора 19 уровня, установленного третьим задатчиком 24 максимального значения мощности сварочного тока N, „, компаратор 25 подает сигнал на размыкание второго электронного ключа 16, После этого второй и третий интеграторы 17 и 19 запоминают и поддерживают до конца сварки уровень сигнала, заданного с помощью третьего задатчика 24, т,е. мощность сварочного тока в цепи вы- держивается на заданном максимальном уровне N, в течение времени

Одновременно после включения сварочного тока и первого электронного ключа 10 первый интегратор 11 производит интегрирование сигнала, пропорционального текущему значению мощности сварочного тока, Iroступающего с выхода блока 9 умножения, Интегрирование производится в течение времени, равного длительности сварочного импульса, т,е, где 1) „- энергия, выделившаяся меж. ду электродами;

1281357

11св - >.1э текущее значение мгновен-. ной мо1яности;

RC —, постоянная времени нремя-. зарядной цепи интегратора

Таким образом, на выходе первого интегратора 11 формируется сигнал, пропорциональный выделенной энергии между электродами, который подается на первый вход первого компаратора

14, Второй сигнал на первый компаратор 14 подается с первого эадатчика

13, которым задается величина энергии, необходнмой для сварки 4T„

С само го начала пр оце сс а с дат:1кКа 8 ПОСтуПаЕт СИГНаЛ, Про>ьорц .1Ональнь1й величине текуще га меж3JI:-Iêтроднога напряжения на второй блок

28 сравнен(1я „где 011 т(астаян>к;. рави>>вается с программок порогоно га межэлектродного напря>кения U. Сигнал О кОтОрОм ПОступает c Tlc т н(p TO"" го задатчика 27. Если н течение всего цикла сварки текущее межэлектраднае напряжение 11 не достигает поро-гового межэлектр одного напряжения (>, To па дОстижении сll ГHi17(>!il с ны хода первого интегратора 11 задаиногo "íà÷åíèÿ с первого задат>ика 13 первый компаратop 14 падает ска:-1.л в блок 22 управления, который дает каманцу запрета работы на буфер1-;ь>й усилитель 26,, При этом свара ll;, и !Oк выключается ° Одновременна : се;..„ ";1>( энеР>иЯ сваРки 1(1,в Дости(-нет значе-. ния заданного первым задат-(((ком 3., и первый компаратор 11:1ада . г ка: . . д-1 на блОк 22 у1травл(:-111.1Я . т: 0(-„-1; н»1!й дает команду íà BilIcJIIo÷åIIFI- э-1еl(" тронного ключа 10 и включе. 1 с»("с чей 12„18 и 2О, При э гаь(и рв-.."

10, второй 17 и тр — (й 1;- кп> е 1 (1тары вОзвр ащаются B и(хОдHO (1 (> cто яние. Блок 22 уйравлени11 возвращает также компаратор 25 в исходное соСтаЯ1-1ИЕ, КатаРЫй аПЯтI З аМЬ(Каст; ". О: рой эл ектр а нный ключ 1 6, (Исходное состояние ключа замкнутое) „

Таким образом, устройстно возвращается н исходное состояние и готово к следующему циклу сварки.

В этом случае процесс происходит без нозмущающих воздействий и образуется качественная сварка, В случае выплесконой ситуации

10 процесс протекает следующим образом„Еспи в какой-то момент времени текущее межэлектродное на11ряжение

U,, достигает порогового уровня U (это может произойти от попаданий загрязнений на свариваемые детали, напр.-1мер, кусочков изаляпии при сварке изолированных проводников или пз- за сильно (кислеHFIblx участков с.вариваемых провала(() та сиг211 .!7» с нто >ого блока 28 падается на блок 22 управления, а с него — на бу(1>ер(1ый усилитеть 26 и регулятор 2 сварочного тока, который выключает сварочный так, ТВ171М Образом, при полн fcFIHH предныплесковай ситуа>ц1и в любой момент времени от начала процесса, а чем свидетельствует равенство U u U.„„, подача свароч- ного така прекращается „После нь(ЗО:1".. ения причин приве.(щих к данной .".и ту; пии: 1(рОкэнодит(я паnтарная с»ар>(..; „Таким Образам., кс1(лючается

1сре>.лг сваринаемых участков детачой „

« Программа изме -.ения порогового

:;е>кэлектрадната напряжен>1я может име гь любую Форму н з а нисимо сти от .-..0 —:ет:.(п1я сваринаемьг.- де-. алей матерк апО н эл еl(тра>10 в ксуО дна г0 co c I 0

Я «г»17 т,(та7е11 TT эле1(тродс>в, lPTlt(;:»TeT»он в(:, яет an Tоматически предот--, -,т1-.-.ть образовал -е н11плесков при

-сн» ке и блатацаря этому повысить .15;1(>ogell нь(хада годных изделий в 1>,.> аз

1281357

Составитель Т, Текутьева

Редактор В. Иванова Техред:Н.Глущенко, Корректор М. Пожо

Заказ 7193/9 Тираж 972 Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Рау1пская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4