Самонастраивающаяся машина для стыковой контактной сварки непрерывным оплавлением

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 238ОЗЗ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено22.12.66 (21) 1120684 25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05 11 76 Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 24.02.77 (51) М. Кл, В 23 К 11 0-1

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий (5З) и K 621 g1 . 62.5.03 (ОЕВ,В)) (72) Авторы изобретения B,11. Kpasc aoc, H.B. Подола и А.А. Галигузов

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е, О. Патона (71) Заявитель (54) САМОНАСТРАИВАЮШАЯСЯ МАШИНА ДЛЯ СТЫКОВОЙ

КОНТАКТНОЙ СВАРКИ НЕПРЕРЫВНЫМ ОПЛАВЛЕНИЕМ

Известна самонастраивающаяся машина для стыковой контактной сварки непрерывным оплавлением, содержащая станину с подвижной и неподвижной плитами, экстремальный регулятор мощности, узел измере— ния температурного поля с двумя датчика— ми температуры, закрепленными в обойме, узел вычисления температуры оплавляемых торцов с усилителями и логарифмическими функциональными преобразователями, подаю — )0 щий команду на включение осадки, узел вычисления величины осадки, блок ограничения осадки с передвижными концевыми выключателями и. исполнительные механизмы с приводами и гидросистемой. ).

Предложенная машина отличается от известной тем, что обойма " датчиками температуры жестко укреплена на неподвижной плите.

В узел вычисления температуры оплавляемых торцов введены инвертор, последова- 20 тельно соединенный с одним из датчиков температуры через усилитель и логарифмический функциональный преобразователь, и два датчика перемещения оплавляемых торцов относительно точек замера температуры.25

При этом датчики выполнены в виде,впжковых потенциометров, один из которых Iog— ключе н последовательно с пнвертором, а другой через соответствующий усилитель и логарифмический функциональный преобразователь включен последовательно со вторым датчиком температуры, йлпна рабочей части намотки потенциометров равна удвоенному расстоянию соответствующей точки заг ера температуры от первоначального положения торцов оплавляемых деталей, а движки потенциометров кинематически связаны с подвижной плитой машин . Это повышает надежность регулирования, Отличием предло— женной машины является также то, что узел вычисления величины осадки подключен ко входам датчиков перемещения и то, iTQ блок ограничения осадки снабжен двумя двпык"выми потенциометрами, питающимися o T Ioc— тоянного напряжения и электрически соединенными междусобой последователь«o-I ОТре но. При этом движок одного потенцпометра кинематически связан с упором, жестко закрепленным на подвижной плите машины, обеспечивая перемещение IIoHIIpBoI o Bb: IëIo238033 чателя при перемещении подвижной плиты, а движок другого — с концевым выключателем, обеспечивая к моменту начала осадки расстояние между упором и концевым выключателем равное вычисленной величине осадки.

На чертеже схематически изображена предлагаемая машина.

На чертеже приняты следующие обозначения: А — машина, 5 —. экстремальный регулятор скорости оплавления,  — привод переЯ мещения подвижной плиты стыковой машины, à — блок вычисления температуры на оплавляемых торцах Тк, Д вЂ” блок вычисления величины осадки О, E — блок ограничения величины осадки деталей. Кроме то— 1 го, электрические связи показаны сплошной линией, а механические — пунктиром.

Предложенная машина позволяет оптимально проводить процесс стыковой сварки оплавлением, автоматически выбирая програм; му скорости оплавления и момент включения осадки, а также ограничивая величину осадки деталей до их сечения с заданной температурой, Я

Программа скорости оплавления выбирается экстремальным регулятором, описанным в авт,св, No 182265, а момент включения осадки и ее величина вычисляется устройством по текущему распределению темпе- зО ратурного поля в свариваемых изделиях.

Учитывая экспоненциальный закон рас— пределения температуры вдоль оси сварива— емых изделий и измеряя температуру в двух Ж точках, находящихся на разном и известном расстоянии от оплавляемых торцов, а также задавшись температурой сеченич Т с, до которого производится осадка, можно составить систему из трех уровнений с тре-40 мя неизвестными.

- ксн

Т =Т к

-ка

Т =Т .6 ь к ос

-к —

Т =Т 3 ос к где

Т1 — измеренная текущая температура сечения, находящегося на известном рассто— янин от оплавляемых торцов;

Т вЂ” измеренная текущая температура

2. сечения, находящегося на известном расстоянии от оплавляемых торцов; 55

Т вЂ” текущее значение температуры к оплавляемых торцов; к — декремент затухания; — основание натурального логарифма; ос- величина осадки деталей. Щ

Решив эту систему уравнений относительT

О пТ вЂ” а (лТ

1 1

ВпТ„

ЕТ -ЬТ к ос

ОС 2(о -а„) установочные расстояния датчиков темпера— туры от торца детали перед сваркой, когда движки датчиков перемещения к1 и к находятся в крайнем верхнем положении. Так как в процессе оплавления скорость перемещения подвижной плиты машины в два раза больше скорости приближения датчиков температуры к оплавляемым торцам, то для учета изменения расстояний 01 и Q2 длина рабочей части намотки потенциометров и 2 устанавливается равной соответственно 2 g и 2 а„ . При этом напряжение на выходе усилителя 11 будет пропора Ol„

ЕТ вЂ” ЕТ= Елт, а Cl Of Д К1

2. а на выходе преобразователя 12 пропорционально средней температуре Тк в текущий

ЬТ1 6 Тт

Указанный принцип вычислений положен в основу предлагаемого устройства.

Схема стыковой машины содержит измерительный трансформатор 1 тока, сварочный трансформатор 2, свариваемые детали 3, датчики 4 температуры нагрева свариваемых деталей, обойму 5 для крепления датчиков температуры, установленную на неподвижной плите машины.

Температура оплавля емых торцов Т K в процессе сварки вычисляется блоком Г. Напряжения, пропорциональные измеряемым температурам Т1 и Т2, усиливаются усилителями 6 и 7 и поступают в функциональные преобразователи 8 и 9, выход которых пропорционален логарифму измеряемых темпе— ратур (+ (ю Т и + f Т ). Для получения разности логарифмов преобразователем 8 последовательно соединен инвертор 10, выходное напряжение которого пропорционально — (ъ Т1, С выхода инвертора 10 и преобразователя 9 напряжения подаются на поT8HHRoMGT R1 и Ч, с движков которых их разность, пропорциональная — 1дТ1 и + (и T, поступает на вход усилителя 11.

Коэффициент усиления усилителя 11 по каналу измерения температуры Т1 устанавли1

0» вается пропорциональным отношению

Д - О а по каналу измерения температуры Т>

1 пропорциональным i где ц к и Ol

"1

1 а -а

1 момент времени. При достижении заданного значения температуры Т на оплавляемых торцах срабатывает реле Р, подающее команду на включение осадки деталей.

Величина осадки деталей вычисляется блоком Q.

Напряжение с выхода инвертора 10 и функционального преобразователя 9 поступают на вход усилителя 13 постоянного тока с коэффициентом усиления, пропорциональ( ным .. С выхода усилителя 13 напО,-O„ ряжение, пропорциональное декременту зату— ет,-е т, хания к, подается в усилиОg. тель 14 с коэффициентом усиления, пропор1 циональным С выхода усие т -е т к ос подающего команду в гидросистему сварс>ч-ной машины на отключент1е привод"= давленич осадки. Во избежание перемещения концевого выключателя 16 вс время осадки деталей, контактами реле 2P<, включающего осадку, разрывается цепь питания двигателя 18.

По окончании сварочного цикла и возвра— та подвижной плиты машины в исходное положение, напряжение на входе погенциомегра R4 уменьшается до нуля, что вызывает срабатывание поляризованного реле Р и включение исполнительного двигателя 18 на реверс, При этом движок потенциометра

R4 и концевой выключатель 16 автоматически возвращаются в исходное положение.

Формула изобретения

20 лителя 14 напряжение, пропорционально ел т,— ест, 1 (6T„-Е,т„)(a;à„ ь„ подается на функциональный преобразователь

15, выходное напряжение которого пропорционально в момент достижения заданной температуры Т расстоянию от оплавленных торцов до сечения деталей с заданной температурой Тос, т.е. пропорционально необходимой величине осадки деталей

Ограничение осадки осуществляется блоком Е и определяется положением концево— го выключателя 16 относигельно его исходного состояния. Перед началом сварки выключатель 16 замыкается упором 17 подвижной плиты машины, движки потенциометров

Я и 34 устанавливаются в крайнее левое положение, и реле P обесточено. При перемещении плиты машины в процессе оплавления срабатывает реле Р2, включая исполнительный двигатель 18, который перемещает концевой выключатель 16 и движок потенциометра К4 до тех пор, пока компенсирующее напряжение U снимаемое с движка 34, не уравновесит входное напряжение. Так как в процессе оплавления на вход потенциометра R < поступает сумма напряжений, пропорциональных перемещению плиты машины, с потенциометра R, и необходимой величине осадки деталей, с преобразователя 15, концевой выключатель 16 опережает упор 17 подвижной плиты и в момент включения осадки будет находиться от исходного положения на расстоянии, равном Ьо„д+ я . При Осадке деталей перемещение упора 17 вызывает срабатывание концевого выключателя 16, 1. Самэнастраивающаяся машина для стыковой контактной сварки непрерывным оплавлением, содержащая станину с подвижной и неподвижной плитамп, экстремальный регулятор мощности, узел измерения температурного поля с двумя датчиками температуры, закрепленными в обойме, узел вычисления температуры оплавляемых торцов с усилителями и логарифмическими функциоЗ0 нальными преобразователями, подающий команду на включение осадки, узел вычисле— ния величины осадки, блок ограничения осадки с передвижными концевыми выключателями и исполнительные устройства с приводами и гидросистемой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности регулирования, обойма с датчиками темпе агуры жестко закреплена на неподвижной плите машины, а в узел вычисления температуры оплавляемых торцов введены инвертор, последовательно соединенный с одним из датчиков температуры через усилитель и функциональный преобразователь, и два датчика перемещения оплавляемых торцов относительно точек замера температуры, выполненные в виде движковых потенциометров, один из которых подключен последовательно с инвергором, а другой через соответствующий уси— литель и логарифмический функциональный

50 преобразователь включен последэвательнэ cэ вторым датчиком температуры, при этом длина рабочей части намотки потенциометров равна удвоенному расстояниюсоответствующей точки замера температуры от первоначального положе55 ния торцов оплавляемых деталей, а движки потенциометров кинематически связаны с подвиж— ной плитой машины.

2.Машинапоп. 1, отличающая00 с я тем, что узел вычисления величины

238033 осадки подключен ко входам датчиков перемещения.

3.Машинапопп. 1и 2, отличающ а я с я тем, что блок ограничения осадки снабжен двумя движковыми потенциометрами, питающимися от постоянного напряжения и электрически соединенными между собой последовательно-встречно, причем движок одного потенциометра кинематически связан с упором, жестко закрепленным на подвижной плите машины, обеспечивая перемещение концевого выключателя при перемещении подвижной плиты, а движок другого — с концевым выключателем, обеспечивая к моменту начала осадки расстояние между упором и кон— цевым выключателем равное вычисленной величине осадки.