Машина для контактной точечной сварки

 

Изобретение относится к устройствам для контактной точечной сварки и может быть использовано в машиностроении. Машина для контактной точечной сварки содержит подвижный и неподвижный электроды, подключенные к вторичной обмотке сварочного трансформатора, параллельно которой может быть включен выпрямитель, а также ключ и нагрузочное сопротивление, соединенные с подвижным электродом, и датчик касания. Новым в машине является то, что в нее введены последовательно соединенные генератор высокой частоты, двухпозиционный переключатель , первый выпрямительный мост и первый сглаживающий фильтр, а также последовательно соединенные второй выпрямительный мост, второй сглаживающий фильтр, дифференцирующая цепь и блок управления . 4 ил.

СОЮЗ СОВ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s))s В 23 К 11/10, 11/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877139/08 (22) 24.10.90 (46) 30,09.92. Бюл. ¹ 36 (71) Красноярский институт космической техники завод-ВТУЗ (72) С.Н. Козловский (56) Заявка Франции ¹ 2490129, кл. В 23 К

11/24, 1982, (54) МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к устройствам для контактной точечной сварки и может быть использовано в машиностроении. Машина для контактной точечной сварки содержит подвижный и неподвижный

Изобретение относится к устройствам для контактной точечной сварки и может быть использовано в машиностроении.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является машина для контактной точечной сварки, содержащая устройство для контроля контакта между электродами и деталями, которое содержит командный блок контроля полного сопротивления машины, последовательно включенный в цепь первичной обмотки сварочного трансформатора, и электронное устройство, вход которого соединен с силовой сетью машины параллельно командному блоку, а выходы соединены соответственно с входом командного блока, с клапаном привода усилия, с устройством подачи и удаления деталей.

Однако данное устройство не обеспечивает точность контроля момента касания электродами поверхности деталей, требуемую, например, в устройствах для измере„.,5U„„1764893 А1 электроды, подключенные к вторичной обмотке сварочного трансформатора, параллельно которой может быть включен выпрямитель, а также ключ и нагрузочное сопротивление, соединенные с подвижным электродом, и датчик касания. Новым в машине является то, что в нее введены последовательно соединенные генератор высокой частоты, двухпозиционный переключатель, первый выпрямительный мост и первый сглаживающий фильтр, а также последовательно соединенные второй выпрямительный мост, второй сглаживающий фильтр, дифференцирующэя цепь и блок управления. 4 ил. ния величины зазоров по перемещению подвижного электрода при сжатии деталей.

Момент касания в нем не может быть зафиксирован в периоды нулевого напряжения на первичной обмотке сварочного трансформатора, которые всегда имеют место вследствие неполнофазного включения тиристорных контакторов. Поэтому данным устройством момент касания будет фиксироваться только по окончании периодов с нулевым напряжением на первичной обмотке сварочного трансформатора и запаздывать относительно его истинного значения.

Целью изобретения является повышение точности определения момента касания электродами поверхности деталей, Поставленная цель достигается тем, что машина для контактной точечной сварки, содержащая подвижный и неподвижный электроды, подключенные к сварочному трансформатору, ключ и нагрузочное сопротивление, соединенные с подвижным элек1764893

55 тродом, и датчик касания, кроме того, в нее введены последовательно соединенные генератор высокой частоты, двухпозиционный переключатель, первый выпрямительный мост и первый сглаживающий фильтр, а также последовательно соединенные второй выпрямительный мост, второй сглаживающий фильтр, дифференцирующая цепь и блок управления, выходом подключенный к управляющему входу ключа, входы второго выпрямительного моста через двухпозиционный переключатель соединены с выводами нагрузочного сопротивления, выходы первого сглаживающего фильтра соединены с неподвижным электродом и одним выводом нагрузочного сопротивления, другой вывод которого через ключ соединен с подвижным электродом.

На фиг. 1 показана блок-схема машины для контактной точечной сварки; на фиг, 2 и фиг. 3 — циклограммы изменений напряжений на входах и выходах блоков устройств; на фиг. 4 — изменение напряжения на электродах машины, Машина для контактной точечной сварки содержит подвижный 1 и неподвижный 2 электроды, подключенные к вторичной обмотке 3 сварочного трансформатора. Машина с выпрямлением сварочного тока во вторичном контуре содержит выпрямитель

4. Датчик касания, который обеспечивает определение момента касания электродами

1 и 2 свариваемых деталей 5, содержит дополнительный источник тока 6, выходы которого 7 и 8, через последовательно включенные в его цепь нагрузочное сопротивление 9 и ключ 10, соединены с электродами 1 и 2. Источник тока 6 содержит генератор высокой частоты 11, выходы которого через двухпозиционный переключатель 12 соединены с выходами 7 и 8 источника тока 6 и входами первого выпрямительного моста 13. Выходы моста 13 через первый сглаживающий фильтр 14 соединены с выходами 7 и 8 источника тока

6. Датчик касания, кроме того, содержит дифференцирующую цепь 15, входы которой через двухпозиционный переключатель

12, а также через второй сглаживающий фильтр 16, второй выпрямительный мост 17 и переключатель 12, подключены к цепи источника тока 6 параллельно нагрузочному сопротивлению 9. Машина содержит блок управления 18, с входами которого соединены выходы дифференцирующей цепи 15, а с выходом соединен управляющий вход ключа 10.

Работает машина следующим образом.

В исходном сОстОЯнии при наличии Во Вторичном контуре машины выпрямителя тока

4 переключатель 12 ставится в положение, при котором контакты 19, 20, 21 и 22 замкнуты, а контакты 23, 24, 25 и 26 разомкнуты (фиг. 1). При этом на выходы 7 и 8 источника тока подается постоянное напряжение (фиг.

2), т. к. напряжение высокой частоты генера. тора 11 выпрямляется мостом 13 и сглаживается фильтром 14. Ключ разомкнут.

Перед сжатием деталей 5 электродами

1 и 2 с блока управления 18 на управляющий вход ключа 10 подается сигнал и ключ 10 замыкается, При этом (фиг, 2) напряжение

U> подается на электроды 1 и 2, Так как сопротивление моста 4, включенного во вторичный контур машины, велико, то падение напряжения на электродах 1 и 2 Ог"-.Ur, а ток в цепи источника 6 близок к нулю. Поэтому падение напряжения на нагрузочном сопротивлении 9 Оз, а следовательно, и напряжение О4 на входе дифференцирующей цепи 15, близки к нулю. При сближении электродов 1 и 2 в момент tK, когда Они касаются поверхностей деталей 5, цепь вторичного контура машины шунтируется, Так как сопротивление деталей относительно невелико (десятки мк Ом), то падение напряжения Ог на электродах 1 и 2 стремится к нулю, а ток в цепи источника 6, а также падение напряжения на сопротивлении 9 и, следовательно, напряжение Оз на входе дифференцирующей цепи 15, стремится к своим максимальным значениям. Вследствие этих процессов в момент t< касания электродами 1 и 2 поверхностей деталей 5 на выходе дифференцирующей цепи 15 формируется импульсный сигнал Us, который подается на вход блока управления 18, осуществляющий требуемые дальнейшие операции.

В машинах переменного тока, когда во вторичном контуре отсутствует выпрямитель 4, активное сопротивление вторичного контура составляет всего десятки мкОм.

Вследствие этого шунтирование вторичного контура машины электродами 1 и 2 при их касании деталей 5 незначительно изменяют активное сопротивление участка электродэлектрод и, следовательно, падение напряжения Uz на этом участке при протекании постоянного тока. Поэтому при on ределении момента касания электродами 1 и 2 поверхностей деталей 5 на машине переменного тока в исходном состоянии переключатель 12 ставится в положеНие, при котором контакты 23, 24, 25, 26 замкнуты, а контакты 19, 20, 21 и 22 разомкнуты. При этом на выходы 7 и 8 источника тока 6 подается (фиг, 3) переменное напряжение U> высокой частоты.

1764893

Перед сжатием деталей 5 электродами

1 и 2 с блока управления 18 аналогично описанному на управляющий вход ключа 10 подается сигнал и ключ 10 замыкается. Напряжение высокой частоты подается на электроды 1 и 2. Падение напряжения на электродах 1 и 202 и на нагрузочном сопротивлении 9Оз установится пропорционально величине общего сопротивления вторичного контура машины и сопротивления 9. При этом общее сопротивление вторичного контура машины намного превышает его активную составляющую, вследствие большой индуктивности вторичного контура машины и высокой частоты, подаваемого от источника 6 напряжения U >.

На вход дифференцирующей цепи 15 подается постоянное напряжение О4, т. к. переменное напряжение Оз выпрямляется мостом 17 и сглаживается фильтром 16. При сближении электродов 1 и 2 в момент т», когда они касаются поверхностей деталей 5, цепь вторичного контура машины шунтуется. Вследствие этого падение напряжения

Ог на электродах 1 и 2 стремится к нулевому значению, а падение напряжения Оз на сопротивлении 9, а также напряжение О4 на входе дифференцирующей цепи 15, стремится к величине напряжения О1 источника

6. В момент к увеличения напряжения О4 на входе дифференцирующей цепи 15 на ее выходе формируется импульсный сигнал Ug, который подается на вход блока управления

18.

После определения момента касания электродами 1 и 2 поверхностей деталей 5 сигнал с блока управления 18, подается на управляющий вход ключа 10, ключ 10 размыкается и устройство возвращается в исходное состояние.

При определении момента касания электродами поверхностей деталей предлагаемым устройством точность повышается вследствие следующих причин. В устройстве прототипа напряжение Uz на электродах

1 и 2 (фиг. 4) отличается от синусоидального напряжения в сети (кривая 1) вследствие того, что тиристоры в контакторе машины включаются при угле «р» 0 (кривая 2) даже при отсутствии фазового регулирования тока. Таким образом, существуют периоды времени t1с нулевым напряжением Uz, при котором фиксация момента касания невозможна. Причем фазовое регулирование сварочного тока, которое применяется практически на всех современных сварочных машинах, приводит к увеличению этих периодов tz с нулевым напряжением О2 при угле включения тиристоров pz (кривая 3), в котором фиксация момента касания невозможна, Величина этого периода увеличивается также на время Л t, зависящее от порогового напряжения измерительного устройства Ол. Следовательно, при контроле устройством прототипа, если касание произойдет в момент времени t<, то сигнал об этом может быть получен только в момент

t, чем и определяется погрешность конт1 роля ЛtK. При контроле предлагаемым устройством погрешность контроля ЛtK будет определяться только пороговым напряжением измерительного устройства О . Величина ht< в предлагаемом устройстве относительно мала вследствие высокой частоты переменного синусоидального напряжения (фиг, 3) либо вследствие неизменной величины напряжения (фиг. 2), Применение предлагаемой машины для контактной точечной сварки по сравнению с известными позволяет повысить точность определения момента касания электродами поверхностей деталей при их сжатии, Зкономический эффект может быть достигнут за счет повышения качества соединений при использовании предлагаемого устройства в системах управления и регулирования процесса контактной точечной сварки.

Формула изобретения

Машина для контактной точечной сварки, содержащая подвижный и неподвижный электроды, подключенные к сварочному трансформатору, ключ и нагрузочное сопротивление, соединенное с подвижным электродом, и датчик касания, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности определения момента касания электродами поверхности деталей, в нее введены последовательно соединенные генератор высокой частоты, двухпозиционный переключатель, первый выпрямительный мост и первый сглаживающий фильтр, а также последовательно соединенные второй выпрямительный мост, второй сглаживающий фильтр, дифференцирующая цепь и блок управления, выходом подключенный к управляющему входу ключа, входы второго выпрямительного моста через двухпозиционный переключатель соединены с выводами нагрузочного сопротивления, выходы первого сглаживающего фильтра соединены с неподвижным электродом и одним выводом нагрузочного сопротивления, другой вывод которого через ключ соединен с подвижным электродом.

1764893

1764893

Составитель А.Ныркова

Редактор Т,Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Заказ 3339 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101