Устройство для автоматического измерения энергии оплавления при стыковой контактной сварке

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМА- ТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ ОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ СТЫКОВОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКЕ, содернсащее датчик напряжения на сйыке ъ датчик тока сварки, блок умножения, соешшенный одним входом с датчиком напряжения на стыке, схему ИЛИ, четыре парапиепь яые цепи состоящие из поспедоватепьно соединенных выходного ктаоча интегрирующего блока и входного кгаоча, через которые схема ИЛИ соединена с выходом блока умножения, и коммутатор , входс« подключенный к кпеммам питающей сети, а выходами - к управ . ляюишм входам всех ключей, о т л ичающееся тем, что, с пепью повышения точности измерения, в него введены два ключа аналоговой памяти, блок управления, блок аналоговой па мяти, ВЫЧИТЕ1ЮШИЙ блок, пс хлговый эл& мент, и два последовательно соединенных режсторных делителя, коэффициенты ослабл пш которых офатно прсшорциональны топооше и ширине свариваемого материала соответстветшо, при этом вход первого реаисторного дегштеля соедияен с датчиком тока сварки, вы§ ход ,BTqporo резисторного делителя feo соединен с входом блока умножения и BxcxtoM порогового элемента, к i ixoay скемы ИШ1 подключены вхос первого ключа аналоговой памяти к вход вычитающего блока, к второму входу этого блока подсоединены поспедоватепьно соединенные второй со кшоч аналоговой памяти, блок аналоговой памяти и первый ключ аналоговой памяти, а выходы блока управления сь эо подключ ш к утфавпяюоошг входам nei 5 Boixj и второго ключей аналоговой па 00 мяти.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ВЗ Л . РЕСПУБЛИК (19} (11}: (51} В 23 К 11/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1,- - .

ОПИСЛНИК ИЗ0БРКткния -":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3461378/25-27 (22) 02.07.82 (46) 30.07.83. Бюп. М 28 (72) М. Ф. Кареев, В. С. Скворцов, А. С. Фипатов, Н. С. Кабанов, А. В. Пискунов и Б. А, Рысс (71) Всесоюзный ордена Ленина нау! но-исспецоватепьский и проектно-конструкторский инстйтут мета лургичаского машиностроения (53) 621.791.762 (088.8) (56) 1. Патон Б. E.,Ëåáå!(eâ B. К.

Эпектрооборуцование цпя контактной ° сварки, М., "Машиностроение", 1969, с. 214.

2. Авторское свицетепьство СССР

1а 569415, кп. В 23 К 11/04, 1975 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМА-г

ТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ

ОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ СТЫКОВОЙ КОНTAKTHOA СВАРКЕ, соцержащее цатчик напряжения на сть!ке и цатчнк тока сварки, бпок умножения, соединенный одним вхоцом с цатчиком напряжения на стыке, схему ИЛИ,четыре параппепь» иые цепи, состоящие из поспецоватепьно соециненнык выходного кшоча интегри рующего бпока и вхоцного ключа, че рез которые схема ИЛИ соединена с выходом блока умножения, и комму.татор,вхоцом подключенный к кпеммам питающей сети, а выхоцами - к управ, пяющим вхоцам всек кпючей, о т и ич а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности измерения, в него введены цва кпюча анапоговой памяти, блок управпения, бпок аиацоговой па мяти, вычитающий бпок, пороговый эп . мент, и цва носпецоватепьно соециненнык резисторных цецитепя, коэфф}п(кенты оспабпения которы к обратно пропорционапьны топшине и ширине свариваемого материапа соответственно, при этом вход первого резисторного ценителя

- соединен с цатчиком тока сварки, выход,второго резистори о целитепя соединен с вторым вхоцом бпока умножении и вкоцом порогового эпемента, к выхоцу схемы ИЛИ подключены вхоц первого ключа анапоговой памяти и первый вход вычитающего бпока, к вто рому вхоцу атого бпока поцсоецинены послецоватепьно соециненные второй кпюч аналоговой памяти, бпок анапоговой памяти и первый кпюч аналоговой памяти, а выхоцы блока управпения подключены к управпяющим вкоцам пе вого и второго кпючей анапоговой па

: мяти.

1 10

Изобретение относится к сварочнсьму производству, а именно стыковой эпектросварке,может быть испопьзовано в системах регулирования энергии на отыкосварочных машинах.

Известно устройство дпя автоматического измерения энергии при проведе нии сть ковой сварки, соцержащее датчик налряжения на стыке, датчик тока сварки, бпок умножения, соединенный своими вхоцами с выходами цатчиков, интегрирующий бпок, соединенный своим входом с выходом блока умножения,, .

Сигналы напряжения и тока сварки, подвоцимые к устройству, перемножаются. Попучаемый поспе перемножения сигнал, пропорционапьный мгновенной мощности, интегрируется fi) .

Нецостаток устройства заключается в том, что в этом случае при изменении в широком циапазоне поперечных сечений понос в бопьшом диапазоне не представляется возможным измерять энергию с цостаточной точностью. При этом вместе с энергией, выделяемой в стыке, измерянтся и энергия шунтирования стыка через свариваемые поносы, ропьганги .и землю. Кроме то: го, при такой схеме обработки сигнала .тока не удается Фиксировать начало - короткого замыкания, необхоцимое дпя отсчета фактической выдержки времени нод током, с помощью порогового эпе мента. Поспецнее связано с тем, что уставка срабатывания порогового элемента также допжна меняться автомати чески в иироком циапазоне.

Наибопее близким по технической сущности и достигаемому резупьтату к предлагаемому явпяется устройство дпя автоматического измерения энергии оплавления при стыковой контактной сварке, которое кроме цатчиков напряжения,тока сварки и бпока умножения соцержит схему ИЛИ, четыре параппеш ных цепи, включенных между бпоком умножения и схемой ИЛИ, каждая из которых состоит из посцецоватепьно включенных вхоцного ключа, интегрирую щего блока и выхоцного ключа и коммутатор, подключенный своим вхоцом к питающей сварочный трансформатор сети переменного тока, а своими выхоцами - к управпяющим вхоцам всех кшочей. Коммутатор последовательно вкпючает каждую из четырех параплепь ных цепей. Во время вкпючения блок интегрирования интегрирует в течение оцного периода сигнал, посФупающий на

ex î вхоц с выхоца блока умножения и в течение следующего периоца работает в качестве запоминающего элемента, выдавая через схему ИЛИ значение измеренного параметра на выхоц устрой- ства P2) .

Устройство обпацает в основном теми

we недостагками, что и прецыцущее,хотя оно и имеет повышенную точность

36 при измерении энергии при сварке понос, сечения которых. меняются в цовопьно большом диапазоне. цепь изобретения - повышение точ . ности измерения за счет искпючения

15 из измерения энергии шунтирующих цепей.

Поставленная цепь достигается тем, что и устройство цля автоматического измерения при стыковой контактной

2(} сварке, содержащее цатчик напряжения на стыке и датчик тока сварки, блок умножения, соединенный одним вхоцом

: с датчиком напряжения на стыке, схему ИЛИ, четыре параппепьные цепи, 25 состоящие из поспецоватепьно соециненкых выходного ключа интегрирующего блока и входного ключа, через которые схема ИЛИ соецинена с выхоцом бпока умножения, и коммутатор, вхоцом поцклю3(} ченный к клеммам питающей сети, а выхоцами к управпяющим вхоцам всех ключей, введены цва ключа анапоговой памяти, вычитающий блок, пороговый . элемент и цва поспецоватепьно соединенные ре зист эрны х целителя,коэффициенты ослабления которых обратно пропорцио М ° напьны топщине и ширине свариваемого материала,при этом вход первого рэзисторного делителя соединен с цатчи@ ком тока сварки, выхоц второго резис торного целителя соецинен с вторым вхоцом блока умножения и выходом порогового эпемента, к выходу схемы

ИЛИ подключены вход первого ключа аналоговой а памяти и первый вход вычитающего. блока, к второму вхоцу которого подсоединены поспецоватепьно соединенные второй ключ аналоговой памяти, блок. аналоговой памяти и первый ключ аналоговой памяти, а выхоцы блока управпения поцкпючены к ущавпяющим вхоцам первого и второго ключей анапоговой памяти.

На чертеже прецставпена схема устройс Рвае

В устройстве датчик 1 тока сварки, в резисторные целители 2 и 3 соединены поспедоватепьно и подключены к

3 10 одному из вхоцов блока 4 умножитепя.

К цругому вхоцу блока поцкпючен цаз чик 5 напряжения сварки, К выхоцу бж» ка умножения присоединены четыре параллельных цепи, каждая из которых состоит из входного ключа 6, интегрирующего бпока 7 выходного кпюча 8.

Управляющие вхоцы всех кпючей соецинены с выходами коммутатора 9, вхоцом соединенный с клеммами питающей сварочный грансформатор сети переменного тока. Выхоцы выхоцных ключей через погическую схему ИЛИ 10 соеци нэны с вычитающим блоком 11 и первым кйючом 12 анапоговой памяти, выхоц которого вкпючен на вхоц блока 13.аналоговой памяти. Межцу бпоками аналоговой памяти и вычитающим блоком включен второй ключ 14 анало говой памяти. Управляющие вхоцы обоих; ключей аналоговой памяти соединяются с блоком 15 управления. К выхоцу вто рого резисторного ценителя 3 поцкпючен пороговый эпемент 16, Устройство работает спецуюцшм образом, 31688 4 ра 9 и вхоцных и выходных ключей

6 и 8. Кажцая цепь ввоцится s работу на два периода. В течение первого периоца осуществцяется интегрирование сигнапа в интегрирукнцем блоке 7, поо» пе чего ключ 6 запирается. В течение второго периоца полученный на интегри. рующем блоке сигнап энергии перецаеъся через ключ 8 и логическую схе щ ИЛИ 10 на вхоцы вычитающего бпока 11 u ttepsoro ключа 12 анапвговой памяти.

В нериоц между включением сварю много трансформатора и началом опцавпения на выходе ИЛИ буцет цействоиать сигняц пропОрцйонапьный энщя ии шун» тирования стыка через поцготовленные к сварке полосы, ропьганги и земпю.

Эгот сигнап с помощью бпока 15 ysyasленин через первый кшОч анапоговой памяти поступит на вхоц блока 13 аналоговой памяти, который в этот период работает и слецящем режиме. В момент начала оцпавпения ключ 12 запирается, блок 13 перехоцит в режим памяти, а кпюч 14 открывается. В результате

Сигнал тока сварки поступает с выхоца цмто

: чика 1 тока сварки на вход первого цените ля 2,который ослабляет сигнал обратно пропорционально толщине сваривае мых покос, набираемой на цекац» ных переключателях этого целитепя. С выхода цэлитепя 2 преобразованный. сигнал подается на вхоц второго целитэпя 3, гце происходит осцабпение сигнала обратно проаорционально шири нв свариваемых полос, которая также набирается иа декадных переключателях, В сузи с тем, что ток сварки при прочих равных условиях приблизительно пропорцнонапен площади поперечного. сечении свариваемых полос, а ослабление сигнала тока сварки в ttpegnaraeмом устройстве обратно пропорционально этой плошади, происхоцит нормирование токового сигнала. Прн этом щюцепы измерения сигнала тока сварки на выхоце второго цепитепя будут при-. мерно одними и теми же при пюбых значениях поперечных сечений металла.

Сигнал о выхоца второгэ цепнтеця 3 и сигнал с выхоца- датчика Б напряжения сварки подаются на умножитепь 4, На выхоце жоторого цействует сигнал мгновенной мощности. Жот сигнап поцаегся на вхоцы параллельно включен- ных четырех цепей,.цепи последовательно коммутируются с помощью коммутатосигнал энергии шунтирования поступает на вхоц- вычитающего блока 11, rtte ! этот сигнап вычитается из полного сипнала энергии, поступающего на вычитаю щнй блок с выхоца схемы ИЛИ 10.

Таким образом, бпагоцаря нормализации сигнала иа цепитепях 2 и 3 усп ройство работает с повышенной точностью в широком циапазоие изменення площаци поперечного сечении csapssae

35 мого металла, а благоцаря запоминанию и вычитанию энергии шукгирования изпостоянным порогом срабатывания, который при обработке нормапизованнэго сигнала тока нацежно фиксирует момент возникновения тока короткого

45 замыкания, имеющего место при осадке, дпя отсчета выдержкй времени лоц током.

Предлагаемое устройство оно сравнению с известным позволяет увеличить точность измерения энергии в ермаке при широком диапазоне изменения то ков сварки за счет ввецения операции нормирования сигнала, тока сварки и за счет искпкящйя из показаний устройства энергии шунтирования стыка через свариваемый метапп, ропьганги и земшо, ижеряемой до начапа оплавления.

55 меряется энергия, выдепяемая топько

40 в стыке. Сигнал с выхоца цепитепя 3 поцается на пороговый эпемент 16 с

1031688

ВНИИПИ Закаэ 8292/14 Тираж .1106 Подписное

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