Устройство для автоматического управления приводом перемещения подвижной плиты стыкосварочной машины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКСТО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ ПЛИТЫ СТЫКОСВАРОЧНОЙ МАШИНЫ, содержа.здее неподвизкную и подвижную плкты машины, датчик тока сварки, корректор скорости, программатор, датчики скорости в перемещения, а также задающий блок, причем датчик тока сварки включен в первичную цепь машины, выход этого датчика соединен с одним входом корректора скорости, на другой вход корректора скорости подключен задающий блок, выход корректора скорости через програ матор соединен с приводом перемещения подвижной плиты машины, подвижный элемент датчика перемещения жестко связан с подвижной ппвтой махиины, {последняя через датчик скорости соединена с приводом перемещения подвижной плиты машины, отличающееся тем, что, с цепью повышения качества сварного соедатения, путем увеличения точности отрабатки требуемого закона перемещения подвижной плиты машины, в него введены стабилизированный источник переменного тока, блок фильптрашга высших гармоник, формирователь ВЫХОАi ных сигналов и контрольно-измеритель ный блок, при этом последний соединен (Л с выходом формирователя выходных СИ1 налов , второй и. третий выходы формирователя соединены соответственно с вторым входом программатора и третьим входом привода перемещения подвижной плиты, машины, вход формирователя В||Г ходных сигналов через блок фильтрахщв высших гармоник соединен с выходом датчика перемещений, а его аход сое09 Од динен Со стабилизированным источником переменного тока. sl

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(59 в 23 К 11/04

/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (! - :"Ч - 3 4

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф (21) 3409472/25-27 (22) 1 5.03,.82 (46) 23.04.83. Бюл. М 15 (72) Л. П. Танич и Ю; А. Дмитриев (71) Специальное конструкторское бюро

Псковского завода тяжелого электросварочного оборудования (53) 621.791.762 (088.8) (56) 1. Лебедев В. К. и др. Переходные процессы в электроприводе стыковых

Ю

Ъ машин. - Автоматическая сварка", %. 2, 19721 с. 5-7, 2. Авторское свидетельство СССР

34 841856, кл. В 23 К 11/04, 13.07.79 (прототин) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ

ПЕРЕМЕШЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ ПЛИТЫ

СТЫКОСВАРОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащее неподвижную н подвижную плиты машины, датчик тока сварки, корректор скорости, программатор, датчики скорости и перемещения, а также задающий бпок, .причем датчик тока. сварки включен в .первичную цепь машины, выход этого датчика соединен с одним входом корректора скорости, на другой вход корректора скорости подключен задающий блок, вы„„Я 1„„10131 67 А ход корректора скорости через программатор соединен с приводом перемещения подвижной плиты машины, подвижный элемент датчика перемещения жестко связан с подвижной плитой машины, последняя через датчик скорости соединена с приводом перемещения подвижной плитымашины, отли ч ающееся тем, что, с целью повькиения качества сварного соединения, путем увеличения точности отработки требуемого закона перемещения подвижной плиты машины, в него введены стабилизированный источник переменного тока, блок филвтрапии высших гармоник, формирователь высодных сигналов и контрольно-измеритель» щ

Ф ный блок, при этом последний соединен с выходом формирователя выходных сигналов, второй и. третий выходы формирователя соединены соответственно с вторым входом программатора и третьим входом привода перемещения подвижной плиты. машины, вход формирователя ща- . ®а ходных сигналов через бпок фильтращпю высших гармоник соединен с выходом датчика перемещений, а его вход соединен со стабилизированным источником переменного тока.

2023

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для автоматического управления приводом перемещения подвижной плиты стыкосварочной машины.

Известно устройство, содержащее силовую часть сварочной машины, сварочный трансформатор, в первичную цепь которого включен трансформатор тока, являющийся датчиком обратной связи по току сварки. Устройство содержит корректор 10 .скорости, в который поступают сигналы от датчика обратной связи по току сварки и от задающего устройства. Сигналы с выхода корректора скорости и программатора на привод подвижной плиты, вклю- f5 чающий электромашинный усилитель, двигатель постоянного тока и следящий гид- роусилитель 1 1 .

Устройство неуправляемо в режиме осадки, обладает низкой точностью pery- 20 лирования и надежностью. В устройстве кроме того исключена возможность оптимального регулирования процессом сварки, что отрицательно сказывается на качестве сварки. 25

Известно устройство для автоматического управления приводом перемещения подвижной плиты машины стыковой сварки, содержащее подвижную плиту, датчик тока сварки, включенный в первичную цепь машины, выход датчика тока соединен с корректором скорости, на другой вход последнего подключен задакюций блок, выход корректора скорости через программатор соединен с приводом машины, дат-, чик перемещения, один вход которого жестко связан с подвижной плитой, а выходы соединены с другим входом программматора и другим входом привода машины, - датчик скорости подвижной плиты машины, 40 жестко связанный с последней, его выход при этом соединен с приводом машины f2) .

Недостатками данного устройства являются низкие надежность и точность управления приводом в режиме осадки.

В стыкосварочной машине подвижная плита перемещается поступательно, поэтому для передачи поступательного перемещения плиты на вращающийся модуляционный диск фотоэлектрического датчика перемещения необходима механическая передача. В режиме осадки ускорения подвижной плиты достигают 20 и имеют место значительные. динамические усилия.

После нескольких осадок зубчатая переда-55 ча выходит из строя, что делает устройст; во в целом ненадежным, Кроме того, имеются погрешности в самой зубчатой

2 передаче и люфты, а при переходе m оплавления к осадке, когда резко возраста- . ет нагрузка, в приводе люфты.ъыбшакпся. Из-за этого не обеспечивается необходимая точность устройства. Кроме того, фотоэлектрическому датчику присуща погрешность дискретности, которая отсутствует у аналоговых устройств. Погрешность диск.ретности обусловлена тем, что бесконечное множество значений измеряемой величины отражается лишь ограниченным количеством показаний цифрового устройства - фотоэлектрического датчика. В большинстве случаев имеется разница между показаниями цифроиэмерительного устро,йствафотоэлектрического датчика и значениями, измеряемой величины в моменты измерений. Эта разница есть абсолютная погрешность дискретности А . Погрешность дискретности находится в пределах ступени квантования ьх

Пелью иэобретейия является повышение качества сварного соединения за счет уВеличения точности отработки требуе- мого закона перемещения подвижной плиты машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического управления приводом перемещения подвижной плиты стыкосварочной машины, содержащее неподвижную и подвижную плиты машины, датчик:.тока сварки, корректор скорости, программатор, датчики скорости и перемещения, а также задак щий блок, причем датчик тока сварки включен в первичную цепь машины, выход этого датчика соединен с одним входом корректора скорости, на другой вход корректора скорости подключен задающий блок, выход корректора скорости через программатор соединен с приводом перемещения подвижной:. плиты машины, подвижный элемент датчика перемещения жестко связан с подвижной плитой машины, последняя через датчик скорости соединен с приводом перемещения подвижной плиты м ж, в него введены стабилизированный источник перемени<» го тока, блок фильтрации высших гармоник, формирователь выходных сигналов и контрольно-измерительный блок, при этом последний соединен с выходом формирования выходных сигналов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым входом программатора и третьим входом привода церемещения подвижной плиты машины, вход формирования выходных сигналов через блок фильтрации высших гармоник сое3 10131 динен с выходом датчика перемещений, а его вход соединен со стабилизированным е источником переменного тока.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - зависимости выходных ЭДС электромагнитного датчика от вепичины перемещения подвижной плиты, 1 на зажимах электромагнитного датчика, 2 на выгоде формирователя выходных сигналов. о

Устройство дпя автоматического управления приводом леремешения подвижной ппиты содержит подвижную плиту 1 стыкосварочной машины 2, свариваемые детали 3, датчик 4 обратной связи по и току сварки, вкпюченный в первичную цепь силового трансформатора. Сигнал с датчика 4 обратной связи по току подается на первый вход корректора скорости 5, а на второй его вход — сигнал от 2о задающего блока 6. В корректоре 5 скорости происходит сравнение двух сигналов. Сигнал отрицательной обратной свя зи по току сваркн1). сравнивается с опорным напряжением 0 „задающего блока 6. 25

Выход корррктора 5 скорости соединен . с первым входом программатора 7, на второй вход которого подается сигнал от формирователя 8 выходных сигналов.

Выход с программатора 7 и второй выход 50 с формирователя 8 выходных сигналов соединены с двумя входами .привода 9 перемещения подвижной плиты. Третий выход формирователя 8 выходных сигнапов подключен на вход контрольноизмерительного блока 10. Вход формирователя 8

35 выходных сигналов подипочен к выходу блока фильтрации 11 высших гармоник, вход которого соединен с выходом электромагнитного датчика 12 перемещения.

Вход электромагнитного датчика 12 пере40 мещения соединен с выходом стабилизированного источника 13 переменного тока, подвижной элемент датчика перемещения жестко связан с подвижной плитой

1 стыкосварочной машины 2, С этой же

45 подвижной плитой 1 жестко связан вход датчика 14 обратной связи по скорости, выход которого соединен с третьим входом привода 9 перемещения подвижной плиты. Выход привода 9 перемещения подвижной плиты соединен с подвижной плитой 1 стыкосварочной машины 2.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от стабилизированного источника 13 переменного тока поступает на мод датчика 12 перемещения. Подается команда на включение привода 9

67 1 перемещения подвижной плиты. Подвиж-"., ная плита 1 под действием привода 9 перемещения подвижной пщпы производит кратковременное замыкание торцов свариваемых деталей 3. Подвижный поступательно перемещающийся элемент электромагнитного датчика 12 nepeMemeния непосредственно без какой-либо механической передачи жестко беэ зазора механически связан с подвижной плитой

1. При перемещении подвижной плиты 1 на выходе датчика 12 перемещения ноявр. ляется сигнал ЭДС, действующее значение которой прямо пропорпионапьно величине перемещения подвижной плиты 1. Однако в зависимость выходной ЭДС от перемещения электромагнитного датчика 12 входит остаточный сигнал Е (фиг. 2, зави .0 симость 1), обусловленный геометрической магнитной и эпектрической несимметриями. Сигнал E создает неопределенность в отсчете коордйнала перемещения подвиж ной плиты. Зависимость остаточного сигнала E содержит первую и высшие нечетные гармонические ЭДС. Этот сигнал Е0: исключается випочением бпока фильтрации

11 высших гармоник. Блок фипвтрации

l1 высших гармоник состоит из двойного

Т-образного моста, построенного на RCэлементах. В выходной сигнале бпока фипвтрации 11 высших гармоник остаточ ный сигнал Е отсутствует. Этим повыша0 ется точность обработки приводом команд, точность работы всей системы управления в режимах как оппавпения,"так и осадки, улучшается качество сварки. Однако величина сигнала на выходе бпока фипвтрапии l 1 высших гармоник недоста точна. Дпя увеличения выходного сигнала на выход блока фильтрации 11 высших гармоник: последовательно випочен формирователь 8 выходных сигналов, состоящий иэ последовательно випоченного резонанс ного конденсатора C и параппыь но включено ного активного сопротивления Р . Вепичи ; на емкости Сорасчитывается из условия резонанса цепи с последовательно вкпюченными активным Rй, индуктивным Х„и ем(.С костным Х,-, сопротивлениями

С с о 2

При резонансе токов в формирователе

8 выходных сигналов напряжение на его вькоде будет наибольшим. Зависимость выходной ЭДС на выходе формирователя сит напов располагается иэ начала координат, т.е. беэ Е и значительно круче (зависимость 2, фиг.. 2),чем та же зависимость

5 1013 на Выходе электромагнитного датчика пе ремещения 12 (зависимость 1, фиг. 2) е2 Е 1 . Это позволяет увеличить величину выходной ЭДС и тем самым повысить точность работы всей системы. s в Ведом в режимах оплавления и осадки.

С выхода формирователя 8 выходной сигналов сигнал задания программы, по которой осуществляется перемещение плиты, постулает на второй вход программатора

7. В программаторе 7 ЭЙС, пропорциональная перемещению подвижной плиты

1, сравнивается с заданной величиной.

Сигнал пассогласования поступает на при« вод 9 перемещения подвижной плиты и далее на ускорение или замедление под

Вижной плиты 1 или o BHDB. СфГнал co второго выхода формирователя 8 выходных сигналов поступает в контрольно-изме1 . рительный блок 10 для индикации и изме- о . рения. C третьего выхода формирователи

S преобразованный сигнал с электромагнитного датчика 12 перемещения поступает на второй. исод привода 9 перемещения по подвижной плиты. Этот сигнал отрицатель И . ной обратной связи по положению подию : ной плиты 1 обеспечивает высокую точность перемещения внутри участков как оплавления, так и осадки и точный останов. На третий исод привода 9 перемеще. уо ния подвижной плиты поступает сигнал с вьскода датчика 14 обратной связи по скорости, вход которого жестко смзан с подвижной плитой 1. Коррекция скоро167 6 сти осуществляется за счет отрицательной обратной смзи по току сварки. От датчика тока сварки 4 и от задающего блока 6 сигналы поступают s корректор скорости 5, где сравниваются. Сигнал рассогласования 4U=U -U, — напряжение

Г ОП отрицательной обратной связи по току сварки поступает на вход программатора

7 и далее на привод 9 перемещения подвижной плиты; что приводит либо к снижению скорости сближения торцов свариваемыс деталей 3, либо к разведению торцов свариваемых деталей 3. Устрой-" ство обеспечивает работу машины в режимах непрерывного оплавления, оплавления с прерывистым подогревом и осадки по. автоматическому циклу, Использование изобретения позволяет расширить технологические возможностиосуществлять сварку оплавлением с подогревом, s которой происходит процесс кратковременных замыканий торцов свариваемых деталей, затем опнавление,и осадка. При этом точность отработки устройством требуемых законов перемещения подвижной плиты повышается до

+3%, увеличивается надежность и точность работы всей системы в целом, улучшается качество сварного соединения.

Устройство используется в машине для контактной стыковкой сварки типа К-617 и может быть использовано во всех ти„пах стыкосварочных машин.

&мУ фиг.2

Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Захаз 2890/18

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул. Проектная, 4

Составитель Г. Чайковский

Редактор В; HiaHosa Техред Ж. Кастелевич Корректор ° -утяга

В.