Устройство для управления процессом контактной сварки оплавлением

Устройство для управления процессом контактной сварки оплавлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И САН И Есс94)()У

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.09.80 (21) 3007991/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51) >l.Кл В 23 К 11/04

В 23 К 11/24

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (53) УДК 621.791.762 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (72) Авторы изобретения

М. Ф. Кареев, А. С. Филатов, H. С. Кабанов, А. В. Пискунов, Б. Л. Рысс и В. С. Скворцов с с -;: с 1с с

Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательски1к и проектно-конструкторский институт металлургическог0".- --- =.-- . машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к устройствам для управления стыкосварочными машинами для контактной сварки оплавлением. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в металлургическом производстве при сварке полос и других деталей в непрерывно работающих агрегатах травления, прокатки, изготовления труб и профилей, термообработки и пр.

Известно устройство для управления машиной стыковой сварки оплавлением, в котором перемещение подвижной станины осуществляется по непрерывной программе, задаваемой кулачком (1).

Недостаток этого устройства заключается в том, что затрудняется оптимизация оплавлением при изменении сортамента полос и необходимости вследствие этого корректирования режима сварки. Помимо этого, из-за износа Kl лачка Возможно ухудшение стабильности оплавления.

Известно также устройство для управления процессом контактной сварки оплавлением с заданием программы перемещения подвижной станины прп помощи дискретной системы от шагогого привода (2).

В этом устройстве имеется кварцевыц генератор импульсов, "

Дискретный функциональный преобра10 зователь содержит счетчики с переменным коэффициентом пересчета, позволяющие формировать заданную закономерность изменения скорости сближения торцов свариваемого металла только в виде ступен15 чатой кривой.

Недостаток этого устройства связан с возмущениями, которые вызываются резким изменением скоростей на участках пх повышения, что ухудшает стабильность

onлавления и приводит к снижению качества соединений.

Целью изобретения является повышение качества сварных соедпнен1.й за счет обеспечения постоянного плавного графика оплагления и повышения пластичности металла соединения.

Цель достигается тем, что в устройство для управления процессом контактной сварки оплавлсцце» на стыкосвцро шых машинах, содергкащее счет гцк пути. соедп941071

65 ненный со схемой совпадения, а также последовательно соединенные блок управления шаговым двигателем, шаговый двигатель и следящий гидропривод подвижной станины стыкосварочной машины, введены последовательно соединенные преобразователь код — ток, операционныи усилитель, преобразователь код — проводимость и преобразователь ток — частота, а та кже второй преобразователь код проводимость и запоминающий регистр, при этом последний соединен со схемой совпадения и первым и вторым преобразователем код — проводимость, второй преобразователь код — проводимость подключен параллельно операционому усилителю, преобразователь ток— частота соединен с блоком управления шаговым двигателем и счетчиком пути, выход которого соединен с преобразователем код — ток.

Такое устройство позволяет получить непрерывную кривую изменения заданного значения скорости сближения торцов свариваемого металла по экспоненциальному закону с весьма оперативной перестройкой на свариваемый сортамент металла, что значительно повысит качество сварочного соединения.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 структурная схема.

В устройстве имеется счетчик пути 1, соединенный через преобразователь 3 код— ток с суммирующей точкой операционного усилителя 3. В цепь обратной связи оперативного усилителя включен преобразователь 4 код — проводимость. Второй преобразователь 5 .код — проводимость одним своим выходом подключен к выходу операционного усилителя, другим — к преобразователю б ток — частота. С выходом последнего соединены последовательно блок

7 управления шаговым двигателем, шаговый двигатель 8, следящий гидропривод 9 и стыкосварочная машина 10. Выход преобразователя ток — частота подключен к входу счетчика пути. Один выход запоминающего регистра 11 включен на первый информационный вход схемы совпадения

12 и первого преобразователя код — проводимость, другой выход — с информационными входами второго преобразователя код — проводимость. К выходу счетчика пути подключен второй информационный вход схемы совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в запоминающий регистр 11 вводится число, равное величине оплавления торцов свариваемого металла, код которого подается на информационные входы схемы совпадения 12 и преобразователя код — проводимость 4.

После начала оплавления на вход счетчика пути 1 начинают поступать импульсы с вы10

50 хода преобразователя 6 ток — частота. В момент образования в счетчике числа, равного заданной величине оплавления, схемой совпадения выдается сигнал от окончании процесса оплавления, а на выходе операционного усилителя 3 появляется потенциал, равный 10 В, благодаря включению в цепь обратной связи операционного усилителя проводимости, пропорциональной величине оплавления, и включению на входе счетчика преобразователя код — аналог, т. е. схемой соединения элементов 1,2, 3, 4, 11, 12 обеспечивается нормализация величины оплавления, при которой любая величина оплавления представляется напряжением на выходе операционного усилителя, равным 10 В. При этом такое напряжение оказывается связанным с кодом в счетчике линейной зависимостью Перед началом работы в регистр 11 вводится также число, равное значению максимальной скорости оплавления для свариваемого сортамента, код которого подается на информационный вход второго преобразователя код — проводимость 5, включенного между выходом операционного усилителя и входом преоор азователя ток — частота 6.

В результате на входе преобразователя будет действовать ток, пропорциональный напряжению на выходе операционного усилителя и значению проводимости в преобразователе код — проводимость, а с выхода преобразователя ток — частота будут поступать на выходы счетчика пути блоха управления 7 шаговым двигателем импульсы с частотой следования, пропорциональной току на входе. Положение вала шагового двигателя 8 отслеживается следящим гидравлическим приводом 9 подвижной станины стыкосварочной машины 10.

Связь выхода преобразователя ток— частота 6 с входом счетчика пути 1 приводит к формированию экспоненциального закона изменения заданного значения скорости. Для иллюстрации этого на фиг. 2 представлена структурная схема части предлагаемого устройства, состоящей из элементов 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Счетчик пути представлен интегрирующим звеном с передаточной функцией

Т

W,=

Р где Т вЂ” постоянная времени; р — символ дифференцирования.

Остальные элементы представлены в виде простого звена с передаточной функцией, W., = Й где /г — общий коэффициент усиления схемы с элементами 2, 3, 4, 5 и б.

Передаточная функция разомкнутои системы, как известно, будет

W:-W W = —--lгТ

941071

Передаточная функция замкнутой системы с положительной обратной связью (с выхода элемента 6 на вход элемента 1) представляется в виде

Ч 1

3 1 — gt — / У > что является изображением экспоненты вида кТе г, где t — время.

Экспонента наиболее полно отражает физическую суть процесса оплавления полос. Она обеспечивает малые начальные и большие конечные скорости оплавления без возмущений, характерных для известных устройств с дискретной системой регулирования.

Таким образом, в предлагаемом устройстве кривая изменения скорости монотонна и описывается в виде экспоненты, причем начальная и конечная точки экспоненты всегда совпадают с началом и концом оплавления при любом масштабе скоростей. Непрерывность кривой скорости перемещения и экспоненциальный характер этой кривой позволяют значительно повысить качество сварных соединений.

Предложенное устройство, как показала его опытная проверка на Магнитогорском металлургическом комбинате, лишено недостатков прототипа и обеспечивает повышение проходимости в среднем на 2—

2,5%. Каждый процент увеличения проходимости стыков повышает производительность стана, увеличивает выход годного металла, уменьшает расход пальмового масла и обеспечивает экономию около

100 тыс. руб в год.

Формула изобретения

Устройство для управления процессом контактной сварки оплавлением, содержащее счетчик пути, соединенный со схемой совпадения, а также последовательно соединенные блок управления шаговым дви ателем, шаговый двигатель и следящий гидропривод подвижной станины стыкосварочной машины, отличаю щееся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений за счет обеспечения постоянного плавного графика оплавления и повышения пластичности металла стыкового соединения, в устройство введены последовательно соединенные преобразователь код — ток, операционный усилитель, первый преобразователь код — проводимость и преобразователь ток — частота, а также

20 второй преобразователь код — проводимость и запоминающий регистр, при этом последний соединен со схемой совпадения и с первым и вторым преобразователем код — проводимость, второй преобразова25 тель код — проводимость подключен параллельно операционному усилителю, преобразователь ток — частота соединен с блоком управления шаговым двигателем и счетчиком пути, выход которого соединен

ЗО с преобразователем код — ток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Труды ВНИИМЕТМАШ, вып. 48, 35 1977, с. 89 — 97.

2. Журнал «Автоматическая сварка», 1975, № 11, с. 56 — 58 (прототип) .