Устройство для измерения напряжения на сварочных электродах
Союз Советсннх
Соцналнстнчесннх
Рес ублнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
В 23 К 11/24 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет Опубликовано 150 7.80 Бюллетень М26 Дата опубликования описания 150780 (53) УДК621. 791. 763.037 (088. 8) (72) Автор изобретения A. A. Урсатьев Ордена, Ленина институт кибернетики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ I Изобретение относится к электрооборудованию для контактной сварки и может быть использовано н системах контроля качества соединений и автоматического регулирования процесса для измерения активного падения нап.ряжения на сварочных электродах. Проблема измерения активного падения напряжения на сварочном контак- )0 .те состоит в трудности выделения полезного сигнала из сигнала помехи ЭДС взаимной индукции, наводимой сварочным током в измерительной цепи. Падение напряжения на сваринаеж х дета-15 лях обычно снимают с концов электродов машины. Провода измерительной цепи не должны сокращать размеры рабочего пространства вторичного контура сварочной машины, поэтому их прокладыва-20 ют по ее токоведущим частям. Следствием этого является то, что напряже.ние наводки на измерительных проводах от сварочного тока соизмеримо или в большинстве случаев превышает актив- 25 ное падение напряжения на сварочном контакте. Известно техническое решение, зак" лючающееся в том, что снимаемое с электродов машины напряжение интег- 30 рируют от начала очередного полупериода протекания тока. до его конца (1) . Устройство реализующее этот принцип измерения, имеет ограниченную область применения и низкую точность. Погрешность измерения обусловлинается тем, что вектор магнитной индукции у массивных токоведущих частей не совпадает по фазе с вектором тока. Этот недостаток устранен в известном устройстве для контроля параметров процесса контактной сварки, которое содержит сварочные электроды, измерительные щупы и дифференциональный усилитель с прямым и инверсным входами, причем прямой вход дифференциального усилителя подключен к одному из электродов, а инверсный вход дефференциального усилителя подключен к одному из измерительных щупов, другой же электрод и измерительный щуп подсоединены к общей цепи дифференциального усилителя (2). Однако это устройство является достаточно сложным н изготовлении и имеет невысокую надежность из-за наличия н нем движущихся механических алементов — подпружиненных щупов, перекосы и заедания которых недопустимы. 747654 Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее измерительную цепь, подключенную к электродам сварочной машины, запоминающее и вычислительное устройства, синхронизатор и регистрирующий прибор. Известное устройство имеет низкую точность измерения, обусловленную ::тсутствием возможности достичь полное количественное соотношение между ЭДС, наводимой в компенсирующей катушке и проводах измерительной цепи. Целью изобретения является повыше" Ние точности измерения активного падения напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены распредели тельный блок: и блок хранения алгоритмов, при этом распределительный блок включен между измерительной цепью и входами запоминающего и вычислительного устройств; а блок хранения алгоритмов подсоединен Ко входу вычислительного устройства. На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства, которая содержит распределительный блок 1, запоминающее устройство 2, вычислительное устройство 3, синхронизатор 4, блок хранения алгоритмов 5 и регистрирующий прибор 6. Элементы устройства соединены следующим образом. Распределительный блок 1, представляющий собой аналого-цифровой преобразователь, соединен с измерительной цепью, подключенной, в свою очередь, к электродам сварочной мащины (на чертеже не показаны) . Регистрирующий прибор 6 соединен с выходом вычислительного устройства 3, а к его входам подключены запоминающее устройство 2, блок 5 хранения алгоритмов и распределительный блок 1, другой выход которого связан с запоминающим устройством 2, а вход с синхронизатором 4. Принцип действия устройства основан на выделении полезного сигнала из сигнала помехи за счет запоминания последнего в режиме короткого замыкания сварочной машины и его последующего вычитания при выполнении каждого сварочного соединения иэ общего напряжения между электродами машины. В измерительной цепи при сварке деталей действуют активное падение напряжения на сварочном контакте и ЭДС взаимной индукции, наводимая сварочным током. В режиме короткого замикания машины разность потенциалов между электродами в виду отсутствия свариваемого изделия равна нулю, и в измерительной цепи действует только ЭДС взаимной индукции. В зависимости от режима работы (режим короткого замыкания машины или сварки) распределительный блок 1 устЪойства коммутирует напряжение, поступающее на,его вход с измерительной, цепи, либо на запоминающее 2, либо на вычислительное 3 устройство.. Так, в режиме короткого эаьыкания напряжение наводки на измерительной цеписигнал помехи в чистом виде — запоминается запоминающим устройством 2, При сварке иэделия напряжение с электродов машины, просуммированное с напряжением наводки на измерительную цепь, поступает в вычислительное устройство 3. Туда же с запоминающего ycтройства 2 подается напряжение сигнала помехи. Вычислительным устройством 3 производится выделение полезного. сигнала из сигнала помехи путем 15 вычитания последнего иэ суммарного напряжения, действующего в измерительной цепи, и рассчитывается требуемая характеристика параметра (например, среднее или амплитудное значение акЩ тивного падения напряжения на сварочном контакте) . Программы, по которым производится обработка сигналов вычислительным устройством 3, хранятся в блоке 5 хранения алгоритмов. Результаты вычислений поступают на регистрирующий прибор 6. устройство для измерения напряжения на сварочном контакте имеет два режима работы: измерительный режим, при котором измеряют и запоминают величину и форму сигнала помехи ЭДС взаимной индукции, наведенной сварочным током в измерительной цеПи, и рабочий режим. В рабочем режиМе устройством производится выделение из сигнала помехи полезного сигнала и вычисление его характеристик по тем или иным алгоритмам. Синхрониэацию работы устройства в соответствии с этими режимами, а также с цик40 лом выполнения операций сварочной машиной осуществляет синхронизатор 4. Настройка компенсации в устройстве значительно упрощена. Фактически она сведена к измерению и запоминанию напряжения наводки на проводе иэмеРительнон цепи от сварочного тока в Режиме короткого замыкания машины. Погрешность в измерении активного падения напряжения на сварочном конЯ такте данным устройством определяется в основном.точнсстными характеристиками запоминающего и вычислительного устройства. Точность измерения активного падения напряжения на сварочном контакте в основном определяется дискретностью представления непрерывных сигналов. Известно, что с увеличением частоты дискретизации погрешность от аппроксимации уменьшается. Поэто46 му для получения равной точности измерения при различном времени сварки частоту дискретизации f(также изменяют. Так, при t« = 0,06 сек частота дискретизации выбрана равной 65 f> = 1,95 кГц. Число уровней кванто747654 20 формула изобретения Составитель В. Катин Техред М. Кузьма Корректор Г.Решетник Редактор Т.Вирко Заказ 4136/7 Тираж 1160 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7(-35, Раушская наб °, д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вания сигнала при f = 1,95 кГц сос- тавляет 110. При этом погрешность измерения не превышает десятых долей процента. Точность измерения составляет 0,5% для верхнего значения параметра 5 0„, = 5в. Использование устройства для измерения напряжения на сварочных электродах позволяет повысить точность измерения параметра и, следова- 10 тельно, точность контроля и регулирования процесса сварки в целом. Кроме того, в устройстве значительно упрощена настройка компенсации сигнала помехи от сварочного тока. Это сокращает непроизводительные затраты вре-15 мени на переналадку аппаратуры контроля ° Устройство для измерения напряжения на сварочьых электродах, содержащее измерительную цепь, подключенную к электродам сварочной машины, запоминающее и вычислительное устройства, синхронизатор и регистрирующий прибор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены распределительный блок и блок хранения алгоритмов, при этом распределительный блок включен между измерительной цепью и входами запоминающего и вычислительного устройств, а блок хранения алгоритмов подсоеди« нен ко входу вычислительного устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Б.Е. Патон, В. К. Лебедев;Электрооборудование для контактной сварки,. М., Машиностроение, 1969, с 19-20 . 2 Заявка 9 2493372/25-27, кл . В 23 К 11/24, 1977, по которой ,принято решение о выдаче авторского свидетельства. 3. Б. Д. Орлов и др. Контроль точечной и роликовой электросварки. И., Машиностроение, 1973, с. 176-179.
