Способ ориентирования деталей
Иллюстрации
Реферат
СПОСОБ ОРИЕИТИРОВАНИЯ ДЕТАтЛЕЙ Ьтносительйо индуктора при ини , дукционном нагреве, включакхций операцию сравнения электросопротивления эквивалентных.участков цепи индуктора , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения времени ориентирования и обеспечения возможности автоматического управления процессом ориентирования деталей, располагаемых Между двумя витками ин цуктора , деталь выставляют, в плоскости симметрии витков индуктора по сигналам ,-. разности токов двух витков между их серединсши и четвертями соответственно , а затем устраняют отклонение детали в указанной плоскости симметрии , для чего сравнивают напряжениясоответственных участков только одно-§ го из витков индуктора. W UUa, 4 СП М
аю Н1) COOS G05ETCHHX
ОВЦОЮ 7
РЕСПУЬЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
А (21) 32 1591 25-27 .(22) 04.12. 80 .(46) 15.05.83. Biosl. В 18 (72) В.В. Журавлев (71) Всесоюзный научно-исследователь ский проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования. (53) 621.791.77(088,8} (56) 1. ИоЩе Б.A., Калминь Р.K.
Ориентирование деталей в электромагнитном поле. Рига, ".Зииата, с.. 7-23. . D. Авторское свидетельство СССР
1 580957, кл. В 23 К 9/10 1975 . . (прототип) . (54) (57) СИОСОБ ОРИЕМ 1 ИРОВАНИЯ ДЕТА ЛЕЙ относительно иидуктора при инМЯ) В 23 К 13/00у В 23 К 37/04 дукционном нагреве, включающий операцию сравнения электросопротнвления эквивалентных. участков цепи нндуктора, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени ориентирования н обеспечения воэможности автоматического управления процессом ориентирования деталей, располагаемых между двумя витками индуктора, деталь выставляют. в плоскости сим. метрии витков индуктора по сигналам разности токов двух витков между их серединами H четвертямн соответственно, а эатем устраняют отклонение детали в укаэанной плоскости симметрии, для чего сравнивают напряжения соответственных участков только одно-Е
Ф го из витков индуктора.
1017453
Изобретение относится главным образом к технике индукционной обработки металлических деталей и может быть использовано, например, при высокочастотной сварке, а также для ориентирования, например, при сборке илн контроле размеров ориентированных деталей.
Известны способы заданного размещения (ориентирования) деталей, использующие силовое взаимодействие электромагнитных полей индуктора и детали t 1) .
К недостаткам данных,,способов относится необходимость уравновешивания с малыми силами трения.и затем 3$ фиксирования ее в заданном положении. Практически это сделать сложно, так как мощность индуктора и время ориентирования с увеличением массы деталей возрастает, что приводит к 2О их предварительному,. часто нежелательному, нагреву. Кроме того, наиболее важно то, что детали в процессе сварки должны быть закреплены для предотвращения их деформаций и g5 подвергнуты осадке их свариваемые поверхности.
Наиболее близким к изобретению является способ ориептирования деталей относительно индуктора при индукционном нагреве, включающий опе- рацию. сравнения электросопротивления эквивалентных участков цепи. В известном способе индукционный датчик состоящий из двух ветвей, размещают над стыком, после чего сравнивают параметры эквивалентных ветвей между собой и по сигналу рассогласования корректируют положение стыка относительно датчика по одной координате, направленной поперек стыка 21. 40
К недоотаткам способов ориентирования относительно сварочной головки, в которых об отклонении судят либо по сопротивлению дуги между каждой иэ кромок, либо по индуктивному сопротивлению эквивалентных ветвей индуктивных датчиков, расположенных над кромками, либо по ЭДС, наводимой проводниками с током, расположенными вдоль каждой кромки стыка в катушке, связанной со сварочной головкой, относится то, что они предназначены для ориентирования по одной координатеу механически не могут быть использованы для ориентирования детали с любым числом степеней свободы даже при известности способа выбора эквивалентнцх параметров для. любой координаты, определение которой однозначно.возможно при равенст- ® ве нулю отклонений по другим коорди.8cLTBMf и не дают каких-либо рекомендаций по выбору порядка ориентирования, при котором возможно,его осуществить для деталей из лЮбого поло- Я жения с произвольным нагреваемым контуром.
Целью изобретения является сокращение времени ориентирования и odecпечение возможности автоматического управления процессом ориентирования деталей, расположенных между двумя витками индуктора.
Цель достигается тем, что согласно способу ориентирования деталей относительно индуктора при индукционном нагреве, включающему операцию сравнения электросопротивления эквивалентных участков цепи, деталь выставляют в плоскости симметрии витков индуктора по сигналам разности токов двух витков между их серединами и четвертями соответствеи Ф но, а затем устраняют отклонение детали в указанной плоскости симметрии, для чего сравнивают напряжения соответственных участков только одного из витков.индуктора.
На фиг. 1 показан пример выбора эквивалентных участков на двухвитковом индукторе1 на фиг. 2 — частный случай вЫбора надлежащих эквивалентных участков на одном витке для ориентирования по углу при наличии соответствейно на детали и индукторе прямолинейного участка.
Яа фиг. 1 и 2 обозначеног 1 витки индуктора; 2 - контур детали, размещенной между витками; 3,4 и 5— точки пересечения контура индуктора перпендикулярными плоскостями симметрии, делящие каждый из витков на четыре равные по длине части; б и 7выводы индуктора; 8 - одна из вершин треугольного контурау 9 - середина одной из сторон треугольного контура индуктора; ОХУ2 — система координат, жестко связанная с иидуктором; ОХУ - плоскость симметрии индуктора; gf, p, ф - углы поворота детали вокруг осей ОХ, .ОУ, 0 соответственно; О - центр тяжести контуров . витков индуктора детали в совмещенЖм положении1 0 — напряжение на индукторе; g,Де- точки в верхнем и нижнем витке соответственно; U, 0, +, у — напряжение иа соответствующих равных участках одного иэ витков.
Способ осуществляется в два этапа.
Иа nepsoM этапе приводят деталь в плоскость симметрии, устраняют при этом отклонение по оси индуктора 02 и углам поворота вокруг осей ОХ м ОУ, соответственно измеряя относительную разность токов в витках и напряжений между соответствующими точками витков иидуктора, находящимися на расстоянии половины и четвертей длин индуктора. После окончания первого этапа иагреваемый контур детали находится в плоскости симметрии индуктора.
1017453 г
Затем на втором этгпе деталь op%«. ентируют в плоскости симметрии индук. тора по остальным трем координатам: . вначале по оси ОХ и ОУ, а затем по .повороту. вокруг оси ОЗ, измеряя соответственно разность напряжений соответствующих дзух пар половин и одной пары четвертей одного витка иидуктора.
В случае наличия по крайней мере одного прямого участка порядок ориентирования меняется, вначале ориентируют по углу поворота вокруг оси
0f, для.чего делят этот прямолинейный участок на пару таких эквивалентных участков, при равенстве напря- )5 жений на которых отклонение по углу поворота будет равно нулю при возможном максимальном смещении центРа детали. После.этого устраняют отклонения центра, используя упомяну- 2(). тые пари половин, одного нндуктоуа.
ДОПОЛИИтЕЛЬИЫЕ ПояСНЕНия ПО ВЫбОру:Участков и обоснованию порядка ориентирования приведятся ниже.
Расреатривая электромагнитную еистему индуктор - деталь на фиг. 1 можно заметить, что при расположении детали s плоскости симметрии иняуктара (ref,,hp ЬХ О.P соответствующие ии сигнал рассогласования будут
seexда раВны нулю (aU,ьОу„ь 3=0) вне зависююсти от аеложения детали в этой плоскости (ах, ау, g=y „).
Зте обстоятельство позволяет получить однозначное ориентирование на 35 вервеа этапе. по координатам 6(,, p, z вие-,зависимости от отклонений по ко Ьудниатам Х, У, 4"; Дальнейшее ориенти1зюваюйй иа втором этапе производят и ЭЮЩем случае вначале по осям Х и У, а затем по углу 4 до получения hU, 4О
В9з«4,М.4" О. Иэмейеине порядка бриенти4юваиия ае всегда приемлемо, так иаи при Х> У + О и получении 592." О . «е сющетелъствует .о том, чтоу =0.
".В этом елучае после последующего . 45 офиеитирования ио X и У сигнал рассоглааоваиияЬ| изменяется, что тре.бует:излишнего повторения ориентирования по углу ..
Однако в случае наличия прямего gp .участка иа иидуктаре и детали целееае64 азио на втором этапе качать
"орйентир@ваиие ио ).при надлежащем выборе на ием паРн зкэивалеитных участков, а затем провести одвмре- 15 ,меиное ориеитированйе по осям К и У, используя однозначную взаимосвязь между отклонениями и сигналами рас»
:согласования.
Например; в последнем приведенном 4р случае {фиг. 2); получив h, О, воэ можно экеперимейтальио установить од, нозначную зависимость мвэщу ц,.,д, ц„
: — — и hX и ЬУ, на основание кото рой одновременно ориентируют по
Х и У.
Методика выбора участков гакаэана на сравнительно простом примере ориентирования в системе индуктордеталь, контуры которых - правильные треугольники (фиг. 2).
На фиг, 2 показан контур иидук-.. тора 1, относительно которого повернута деталь 2 на угол f в плоскости ХОУ, а отклонения дХ-, АУ "-О.При выборе участков для ориентирования поа т каждый из параллель ных контуров естественно был разде лен на попарно равные участки .плоскостями сивеаетрни одной, проходящей между выводами б и 7 и противолежащей вершиной 3, н другой, проходящей через вершину 5 и точку 4 (середину стороны 8-3). С точек 3 снимаешься сигнал рассогласования поворота вокруг оси ОХ, а с точек 4 или 5 сигнал рассогласования поворота вокруг оси ОУ.
Напряжение на участке 6-8-3 не равно напряжению на участке 7-5-3 (а()„ Ф О), при aX = О ЯФО и поэтому они не могут быть использованы для ориентирования по Х. Поэтому выбираем участки 8-3 и 5-3, разность напряжений на которых равна нулю (ьЦ(=0) прн aX =- О н hfdfÎ, так как имеем.равные условия по обе стороны от оси Х.равные сопротивления отрезков участ" ков, обозначенные одинаковым коли.чеством штрихов.
Дальнейшее ориентирование по оси У проводят, сравнивая напряжения соответственно с учасъЧсов 3-8 и 6-8
5-7, а ориентирование по у проводят, сравнивая,, например, напряжения 4- .
8 н 4-3.
Возможно также, ввиду наличия прямых участков, вначале соориентировать по г . Однако при ЬХ, ьу 0 использовать, например, 8-4 и 4-3 участки для ориентирования. нельзя ввиду различных сопротивлений вблизи точек 3 и 8, так как прндф=О (()х О
В атом случае можно уменьшить длину равных участков по обе стороны от точки 4, а затем одновременно ориентировать по Х и У, используя однозначную взаимосвязь между аХ, ау, Ь(),,
Для исключения излишнего нагрева детали н зависимости сигналов рассогласования от напряжения на индукторе используется надлежащее импульсное аналоговое вычислительное устройство;
:Х1-Xt реализующее операцию --- — с точноХ +Х стью 0,5Ъ, что позволяет в реальны.-- условнях получить неравномерность
1017453
Составитель Т. Сорокина
Редактор М. Дылын Техред A.À÷ Корректор A. Ильин
Заказ 3440/14
Тираж 1106 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 нагрева, по периметру не превышаю-. щую 2%, и делать сигнал рассогласования практически независимым от напряжения, питающего индуктор.
Для осуществления способа требуются обычные устройства для механического перемещения детали с требуемым числом степеней свободы.
Пример. Детали в виде чашек помещают между витками индуктора.
Ьвиду колебаний размеров высоты чаш- 10
3(H их tlJIocKocTb сопряжения не совпадает с плоскостью симметрии индуктора, поэтому необходимо проводить ориентирование. На индуктор подается импульс высокочастотного тока. Из-. меряется отношение разности токов витков к их сумме, а также отношение .напряжений между точками 3 н между точками 4 (или 5) к напряжению на индукторе. Величины этих сигналов пропорциональны абсолютному отклонению по соответств лсщей координате, . а их фаза указывает иа знак отклоне ния. После корректирования положения детали дают контрольный импульс и в случае появления сигнала рассогласовання, превышающего заданный минимальный уровень, проводится дополнительная корректировка положения детали. Затем на втором этапе измеряют отношение разности напряжений между соответствующими половинами витков
Ugq 0 70 06-7 20. к напряжению 061 и корректируют положение по координатам Х и У обычным образом. После чего измеряют отношение разности напряжений U6 -04 зк их сумме и, исполь зуя экспериментальную зависимость между этим сигналом и отклонением по углу f, однозначно устанавлива-ютЬЯ =О.
Технико-экономический эффект обеспечивается за счет повыаения качества термообработки благодаря точной установке (ориентированию) деталей относительно индуктора, в случае если ее установка затруднена по базовым размерам ввиду их недостаточной точности. Кроме того, может быть произведена отбраковка деталей после их ориентирования на основании сравнения измеренных параметров с образ цовыми.