Устройство для автоматического программного управления процессом контактной стыковой сварки

 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к контактной стыковой сварке оплавлением с предварительным подогревом изделий разных форм и сечений. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет автоматического изменения порогов фиксации сварочного сигнала. Устройство содержит силовой контактор, сварочный трансформатор, программный блок, электропривод перемещения, гидропривод, стыкосварочную машину, датчики положения станины и тока, токовой трансформатор и пороговый блок. В устройство введены корректор скорости, блок измерения напряжения и блок фиксации коротких замыканий. Устройство обеспечивает качественное ведение процесса контактной стыковой сварки с его программированием и саморегулированием, предотвращающими короткие замыкания в процессе оплавления, что исключает потери времени при ведении процесса и обеспечивает качество сварки изделий с широким диапазоном сечений. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7. А1 (19) (И) (51)5 В 23 11/04 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4423650/24-27 (22) 16.05.88 (46) 07.02.90. Бюл. ¹ S (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро Псковского завода тяжелого электросварочного оборудования (72) Н.А.Деев, Л.С.Сергеев, А.П.Даниленко и Н.Н.Зуев (53) 621 .?91.762,3{088.8) (56) Патон Б.Е. и Лебедев В.К. Электрооборудование для контактной сварки. — N.: Машиностроение, 1969, с.214, 230.

Авторское свидетельство СССР № 854642, кл. В 23 К 11/04, 1979. (54) YCTPOACTBO gf% ABTOMATH1ECKOPO

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ

{57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к контактной стыковой сварке оплавлением с предварительным подогревом изделий

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к контактной стыковой сварке оплавлением с предварительным подогревом изделий разных форм и сечений.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения за счет автоматического изменения порогов фиксации сварочного сигнала.

На фиг.1 приведена схема устройства для автоматического программного управления процессом контактной

2 разных форм и сечений. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения за счет автоматического изменения порогов фиксации сварочного сигнала. Устройство содержит силовой контактор, сварочный трансформатор, программный блок, электропривод перемещения, гидропривод, стыкосварочную машину, датчики положения станины и тока, токовой трансформатор и пороговый блок. В устройство введены корректор скорости, блок измерения напряжения и блок фиксации коротких замыканий. Устройство обеспечивает качественное ведение процесса контактной стыковой сварки с его программированием и саморегулированием, предотвращающими короткие замыкания в процессе оплавления, что исключает потери времени при ведении процесса и обеспечивает качество сварки изделий с широким диапазоном сечений.

5 ил. 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 трансформатором 2 включен токовый трансформатор 3, соединенный, атчиком 4 тока. Выход датчика 4 тока соединен

1540877 с первым входом порогового блока 5, выход которого соединен с вторым входом корректора 6 скорости, на первый вход которого поступает сигнал с датS чика 4 тока, а выход корректора 6 скорости соединен с вторым входом электропривода 7 перемещения. На третий вход электропривода 7 перемещения поступает сигнал с выхода блока

8 фиксации коротких замыканий. Ilepвый вход блока 8 фиксации коротких замыканий соединен с выходом датчика

4 тока, а второй вход с выходом блока

9 измерения напряжения, выход которо- 15 го соединен также с вторым входом порогового блока 5. На первый вход блока 9 измерения напряжения поступает сигнал с датчика 4 тока, а второй вход связан с первичной обмоткой сва- ур рочного трансформатора 2. Выход электропривода 7 перемещения соединен с гидроприводом 10, а его первый вход соединен с вторым выходом программного блока 11, первый выход которого 25 соединен с силовым контактором 1.

Вход программного блока 11 соединен с вторым выходом датчика 12 положения станины, первый выход которого соединен с четвертым входом электроприво- 3 да 7 перемещения, вход датчика положения связан с подвижной станиной. Схема корректора 6 скорости представлена на фиг.3. Сигнал, пропорциональный току, от датчика тока по35 сле выпрямления двухполупериодным выпрямителем 13 поступает на первый вход операционного усилителя 14, на

«чторой вход которого поступает напряжение с порогового блока 5. Сигнал 40 с выхода операционного усилителя 14 управляет частотой импульсов управляемого генератора 15. При достижении входным сигналом порогового значения U, при дальнейшем увеличепо» or нии сигнала происходит уменьшение частоты, что приводит к уменьшению скорости подвижной станины и предотвращению коротких замыканий в свариваемом штыке. Работа блока корректора скорости осуществляется на эта пе оплавления. В период подогрева блок корректора скорости программирующим устройством отключен.

Схема блока фиксации коротких за55 мыканий представлена на фиг.4. Блок фиксации коротких замыканий предназначен для определения коротких замыканий в свариваемом стыке в процессе контактной стыковой сварки.lleременное 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-80, 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 гидрозолотника УЭГГ-80. На второй вход сумматора 24 поступает сигнал с датчика положения. При алгебраическом суммировании сигнала с датчика положения и счетчика формируется сигнал управления электроуправляемым гидрозолотником УЭГГ-80. Осадка осущест— вляется при полном открытии электроуправляемого золотника.

Реверсирование при подогреве осуществляется с помощью электроуправляемого золотника УЭГГ-80, 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 программный блок меняет направление счета реверсивного счетчика, происходит т,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 U„ íà 11„, 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, отличающееся 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 6 вычитание импульсов из ранее записанного числа импульсов в реверсивном счетчике 22, в результате на входе усилителя алгебраического сумматора

24 меняется полярность сигнала, и происходит реверсирование. Программный блок 11, переключая задатчики скорости и управления реверсивным счетчиком, осуществляет управление процессом подогрева, оплавления и осадки.

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 сварочного тока и задаются программным блоком 20

11, включающим силовой тиристорный контактор 1. Программный блок 11 при подогреве и оплавлении задает определенные для данной марки металла углы включения силового контактора 1, 25 при подогреве напряжение на сварочном трансформаторе 2 меньше, чем при оплавлении. На первом входе порогового блока 5 формируется линейно-нарастающее напряжение частотой 100 Гц и 30 по амплитуде, пропорциональное сварочному сигналу. Пороговый блок 5 срабатывает при достижении линейно-нарастающим напряжением порога Бр, с блока

9 измерения напряжения, включается в работу корректора 6 скорости, сигнал с которого уменьшает через электропривод 7 перемещения и гидропривод 10 скорость движения подвижной плиты стыкосварочной машины, При нарастании 40 сварочного сигнала по амплитуде выше порога U срабатывает также блок 8 фиксации коротких замыканий, дается сигнал на реверс или останов подвижной плиты стыкосварочной машины, По 45 роги U для блока корректора 6 скоП1 рости и блока 8 фиксации коротких замыканий связаны через коэффициент, учитывающий марку свариваемого металла, причем блок корректора 6 скорости вступает в работу при меньшем уровне сигнала с датчика 4 тока. В период подогрева стыка сигналы с корректора Ь скорости 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, 1540877 трансформатора, выход блока измерения напряжения соединен с вторыми и

Un

V (ых входами порогового блока и блока, фиксации коротких замыканий.

1540877