Способ автоматического управления процессом электронагрева

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С < Н И Е <,854643

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 290679 (21) 2785897(25-27

3 (5 l ) M KJI с присоединением заявки J%

В 23 К 11(10

Гпудвратеанньй каинтет

СССР (28) Приоритет нв делан нзааретеннй н атхрытнй

Опубликовано 150881. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 150%1 (53) УДК 621.791. .763.1 (088.8) А.ЮЛукичев, В.БНикулин, А.МЛетров, В.НЖолесннков и Т.Д.Торякик (72) Авторы изобретения с (7I) Заявитель

Московский институт злектрокной техники (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОНАГРЕВА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в машинах для контактной сварки.

Известен способ автоматического управления термическим циклом, при котором в паузах5 между импульсами сварочного тока измеряют термо-ЭДС, сравнивают полученное значение с заданным и управляют величиной сварочного тока (11.

Недостатком зтого способа является значительное снижекие точности управления ври большой толщине свариваемой детали.

Также известен способ автоматического унравлення процессом злектронагрева, основанный на измерении температуры наружной поверхности свариваемой детали, рас рте уаспределетвтя температуры, сравнении иолучеиного результата с задакным и управлении свароч ным током (2).

Однако данный способ ке обеспечивает высокую точность стабилизации температуры нри контактной роликовой сварке, так как в процессе движения ролика вдоль линии сварки существенно изменяется температуропроводкость свариваемой детали в направлении от зоны сварки к наружной поверхности и становится кевозможкьпм точное определение величины сварочного тока.

Цель изобретения - повышение стабилизации температуры путем более точного опреде- ления сварочного тока.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют температуру наружной поверхности детали перед сварочным роликом, рассчитывают распределение температуры вдоль линии сварки перед роликом, сравнивают измеренную и рассчитанную температуры, определяют действительное распределение температуры н управляют величиной сварочного тока но результату сравнения действительного и заданного значений на конечном отрезке перед сварочным роликом.

На фиг 1 представлена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - дискретное распределение температуры в детали.

Устройство состоит из первого акалогоцифрового преобразователя 1, пирометрического датчика 2 температуры, второго аналого854643

Д +1 =A) (6 Т К+1) >

4О

3 цифрового преобразователя 3, блока 4 управления, вычислительного устройства 5, датчика б температуры, регулятора 7 сварочного тока.

Вход первого аналого-цифрового преобразователя соединен со сварочным роликом 8 и

5 свариваемой деталью 9.

Устройство работает следуюшим образом.

Посредством измерения термо-ЭДС определяют температуру зоны сварки вблизи сварочного ролика, Сигнал термо-ЭДС, возникавший между сварочным роликом 8 и свариваемой деталью 9, в промежутках между сварочными импульсами преобразуют в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 1. В момент прохождения сварочных импульсов вход аналого-цифрового преобразователя 1 запирается сигналом блока 4 управления. Определенные таким образом значения температур свариваемой детали вблизи сварочного ролика в цифровой форме вводят в вычислительное устройство 5. В вы шслительном устройстве 5 рассчитывают распределение температуры по длине свариваемой детали 9. Расчет распределения температуры по длине зоны сварки осуществляют посредством пересчета значений температур элементов дискретного разбиения от элемента, соответствующего началу сварочного соединения с координатой Х=О до элемента, соответствующего его концу с координатой Х=Хп.

Процесс расчета распределения температуры в вычислительном устройстве 5 повторяется циклически. При этом температуру элемента с координатой, соответствующей расположению в данный момент сварочного ролика, принимают равной измеренной методом термо-ЭДС температуре зоны сварки вблизи сварочного ролика 8.

С помощью пирометрического датчика 2 температуры измеряют температуру поверхности, свариваемой детали 9 перед сварочным роликом 8, соответствующую m элементам.

Второй аналого-цифровой преобразователь 3 преобразует в цифровую форму сигнал пирометрического датчика 2 температуры. Измеренное таким образом значение температуры свариваемой детали 9 вводят в вычислительное устройство 5. В вычислительном устройстве 5 сравнивают показания пирометрического датчика 2 температуры с рассчитанным по распределению средним значением температуры свариваемой детали 9. Результат сравнения определяется соотношением

Т1 з.р вычисленные по распределению значения температуры элемента, отстоящего на t элементов от сварочного ролика 8;

С коэффициент влияния температуры элемента, находящегося в поле зрения пирометрического датчика 2 температуры, на величину era выходного сигнала.

По результату сравнения корректируют распределение. При этом величину козффициента

А>+1 для последующего цикла расчета распределения определяют по формуле где k - коэффициент, определяющий точность корректировки коэффициента

А1 >

А - значение коэффициента на предыдушем цикле.

Корректировка коэффициента А позволяет снизить погрешность первоначального определения его величины, а также компенсировать влияние входящего в него козффициента температуропроводности с,, величина которого непостоянна по длине сварного соединения.

Сравнивают действительное распределение температуры с заданным по нескольким элементам вблизи координаты сварочного ролика

8 и определяют величину сварочного тока для данного цикла расчета по формуле з1 ) Я E,) 1+с, 1 где Т . - ряд заданных по г элементам температур;

Т, < - ряд определенных по распредеК+ лению температур для г элементов перед сварочным роликом 8;

С - ряд коэффициентов, определяющих влияние результата сравнения каждой пары элементов

Т . -Т 1,,1 на вели%.— !

t чину сваро пюго тока $ .

Номер элемента K соответствует координат те сварочного ролика 8. Ряд температур TA .

> J задают выходным кодом эадатчика 6 температуры. Величину сварочного тока I регулируют посредством регулятора 7 сварочного тока в соответствии с выходным кодом вычислительного устройства 5, Процесс измерения температуры, определения распределения температур, корректировки распределения, сравнения и регулировки вели чины сварочного тока повторяется циклически.

Период одного полного цикла указанных операций не должен превышать величины где Т„. значение температуры, измеренное пирометрическим датчиком 2 температуры;

Тц гпах=-0,25

Vp.n

Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

2р

5 854Г..43 е гле 1 - линна кромки сварного соединения; температуры наружной поверхности свариваеVp скорость движения сварочного ро-, мой детали, рассчете распределения температулика 8; ры, сравнении полученного результата с за- число дискретнъ х элементов раэ- данным и управлении сварочным током, о тбиения. л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью

Применение иообретеиия позволяет стаби- стабилизации температуры эа счет более точлизировать температуру в зоне сварки, сущест- кого определения сварочного тока, дополнивенно повысить равномерность прогрева сва- телъно измеряют температуру наружной пориваемой детали по длине сварного соединения, верхностн детали перед сварочным роликом, что, в свою очередь, повышает качество свар- 1ð рассчитывают распределение температуры

Moro соединения в начале и конце зоны вдоль линии сварки перед роликом, сравнисварки. вают измеренную и рассчитанную температуИзобретение может быть использовано в ры, определяют действительное распределение технологических процессах контактной сварки температуры и управляют величиной сварочно длине зоны сварки 10-150 мм, при толщи- 15 ного тока по результату сравнения дей.:вне свариваемой детали 0,3-4 мм. Прн этом тельного и заданного значений на конечном число дискретных элементов разбиения может отрезке перед сварочным роликом. изменяться в пределах 8-30. Скорость движения сварочного ролика 3-10 мм/с.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом электронагрева, основанный на измерении

1. Авторское

Х 336120, кл. В

2. Авторское явке 11 2б71024 свидетельство СССР

23 К 11,/ 10. 1971, сви.тетсльство СССР по за1978 (прототип) .

854643

Составитель E.Хузнков

Редактор М.Бандура Техред З. фанта

Заказ á575/18 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д.4/5

Корректор М.Леман

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