Способ контроля положения,скорости и ускорения станины при контактной стыковой сварке

Способ контроля положения,скорости и ускорения станины при контактной стыковой сварке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 16 ° 06 ° 78 (21) 2628010/25 27 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 3009,80, Бюллетень Йо 36

Дата опубликования описания 03 ° 10. 80 51) М. Кл.

В 23 К 11/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 791.

° 75(088 ° 8) О. С. Лабадэе, А. Б. Иванов и Н. С. Кабанов (22) Авторы изобретения

Институт систем управления АН Грузинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ, СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ

ПОДВИЖНОЙ СТАНИНЫ ПРИ КОНТАКТНОЙ CTbtKOBOA СВАРКЕ

Изобретение относится к области контактной стыковой сварки методом непрерывного оплавления и может быть использовано при сварке встык черных, и цветных металлов.

Известен способ контроля положения и измерения скорости подвижной станины, основанный на получении информации о положении и скорости подвижных элементов по сигналам замыкания и размыкания электрических контактов (1) .

Недостатком известного способа является низкая точность контроля, ухудшающая качество сварки.

Известен также способ коитроля положения и скорости подвижной станины, при котором измеряют взаимное положе- ние подвижной и неподвижной станин, путем умножения скорости движения подвижной станины на текущее значение времени, а величину скорости определяют по показаниям тахогенератора12) .

Недостатком известного способа яв-25 ляется низкая точность контрбля, что сказывается на качестве сварки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, при котором измеря- З0 ют магнитную индукцию в двух стацио" нарных точках по обеим сторонам шины неподвижной станины вдоль направления перемещения и формируют два сигнала, пропорциональных мощности g3g.

Недостатком способа является низкая точность контроля что приводит к ухудшению качества сварки.

Целью изобретения является улучше" ние качества сварки путем повышения точности и быстродействия контроля.

Поставленная цель достигается тем, что формируют сигнал разности мгновенных значений двух сигналов, пропорциональных мощности, интегрируют полученный разностный сигнал за каждый полупериод, измеряют его приращение и по результатам этих измерений соответственно определяют положение, скорость и ускорение подвижной станины. Ha фиг. 1 изображены магнитные силовые линии шин подвижной и неподвижной станин; на фиг. 2 - графики зави-, симостей интегрального значения разности мгновенных значений измеренных сигналов (кривая 1), приращения этого сигнала (кривая 2), изменения приращения измеренного сигнала (кривая 3) от местоположения подвижной станины;

766788 на фиг. 3 — блок-схема конкретного примера осуществления способа.

Графики зависимостей (см.фиг. 2) были получены при проведении экспериментов На лабораторной стыкосварочной машине типа Л-500.

Очевидно, что для каждой машины эти зависимости будут разными, но характер кривых не изменится.

Способ заключается в следующем.

При перемещении подвижной станины плотность силовых линий магнитного поля по мере приближения к неподвижной станине возрастает ° Поскольку датчики магнитной индукции, например датчики Холла, расположены по обе стороны от шины неподвижной станины вдоль направления движения, то в них наводятся различные поля так, как число силовых линий, пересекающих два идентичных датчика, различно и увеличивается по мере приближения 20 подвижной станины. Поэтому выходные мгновенные значения сигналов с датчиков также различны. При этом в датчике, расположенном между шинами, выходной сигнал определяется по формуле р5

ЕХ -Р„(Ъ„+В„1, а в датчике, расположенном за шиной неподвижной станины, выходной сигнал определяется выражением 30 вф = g g (Ъ„-Ъ„), где - коэффициент пропорциональности с — управляющий ток датчика Холла,35 пропорциональный напряжению, снимаемому с губок стыкосварочной машины; . В, и В, — векторы магнитных индукций шин нейодвижной и подвижной ° станин соответственно.

Очевидно, разность мгновенных значений сигналов датчиков пропорциональна В,так как "=е.;", 5

Ввиду того что В %1 05) и по меРе приближения подвижной станины к неподвижной плотность силовых линий поля, создаваемого шиной подвижной станины, возрастает, то из последнего 5О выражения следует, что йд пропорциональна местоположению подвижной станины.

Так как технологический процесс сварки методом непрерывного оплавления сопровождается пульсациями сва рочного тока, вызванного случайным образованием и взрывом металлических перевлек, прячем, эти пульсации имеют место в каждом полупериоде, то, очевидно, что сигнал а Су также яв- g) ляется пульсирующим. Поэтому сигнал разности мгновенных значений b,éõ необходимо интегрировать за заданный .промежуток времени, кратный промааленной частоте (например за полупе- 5 риод), тогда сигнал, характеризующий местоположение шины подвижной станины, определяется по выражению тд

F(S)= ) де„Ю о

Измеренное приращение сигнала за выбранный промежуток времени A,t, определяемый обратно пропорционально частоте, кратной промышленной, позволит определить cKopocTb подвижной станины

V(S) =,1 а измерением изменения разности значений скорости за тот же интервал времени определяют ускорение

A(Á)=

v(s„ <1-ч(ьд д

Блок-схема конкретного примера осуществления способа (см.фиг.3) содержит блок 1 датчиков с двумя датчиками магнитной индукции, например датчиками Холла, расположенными по обе стороны шины неподвижной станины, блок 2 арифметической разности, интегратор 3, два последовательно соединенных блока 4 и 5 измерения приращения сигналов и блок 6 управления, причем блок датчиков соединен с соответствующими входами блока 2 арифметической разности, выход которого подключен к интегратору 3, выход интегратора подсоединен к первому из двух последовательно соединенных блоков 4 измерения приращения сигналов, а управляющие входы интегратора и блоков измерения приращения сигналов соединены с выходами блока 6 управления.

Выходы блоков 3, 4 и 5 характеризуют значения положения, скорости и ускорения подвижной станины относительно неподвижной за каждые полупериоды промыаленной частоты.

Время считывания получаемой информации можно уменьшить в целое число раз, настроив частоту работы блока управления на частоту, кратную проььпаленной частоте, а следовательно, можно получить значения положения, скорости и ускорения с любой наперед заданной точностью.

Использование предложенного способа позволит увеличить точность получаемой информации путем исключения операции раздельного интегрирования каждого из сигналов датчиков и повысить быстродействие контроля за счет уменьшения времени интегрирования разности сигналов по сравнению со временем интегрирования каждого сигнала.

Данный способ может быть применен в системах автоматического управления

766788 22

Фиг. 1

F,V,1

М0

20

200

ФиР. 2

150

50 технологическим процессом сварки, что приводит к улучшению качества сварки.

Формула изобретения

Способ контроля положения, скорости и ускорения подвижной станины при контактной стыковой сварке, заключающийся в том, что измеряют магнитную индукцию в двух стационарных точках по обеим mоронам шины неподвижной станины вдоль направления перемещения и формируют два сигнала, пропорциональных мощности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем повышения точности и быстродействия контроля, формируют сигнал разности мгновенных значений двух сигналов, пропорциональных мощности, интегрируют полученный разностный сигнал за каждый полупериод, измеряют его приращение и по результатам этих измерений соответственно определяют положение, скорость и ускорение подвижной станины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Технология,и оборудование Кон-!

О тактной сварки. Под ред, Б. Д. Орлова,М., "Машиностроение", 1975, с. 499-504.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 313628, кл. В 23 К 11/04, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2441261/25-27, кл. В 23 К 11/04 1977.

766788

Фий. 3

9 Тираж 1 0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Чайковский

Редактор Т. Морозова Техред Ж. Кастелевич КорректорС. Шекмар