Устройство бесконтактного контроля положения, скорости и ускорения подвижной станины машины для контактной стыковой сварки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсннх

Соцнапнстнчесннх

Ресоублнк (63) Дополнительное и авт. свнд-ву (22) Заявлено 270б78 (21} 2634375/25-27 (51)IA КЛ с присоединением заявим ЙоВ 23 К 11/04

Гасударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300881 Бюллетень Йо 32

Дата опубликования описания 300881 (53)УДК 821 791 .762.03 (088.8) 1

Е

О.С.Лабадзе,, A.Á.Èâàíoâ, H.Ñ.Êàáàí â и A.Ñ;Ðîýåíj

t !

Институт систем управления AH Грузйвгкой ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО EECKOHTAKTHOI"О КОНТРОЛЯ

ПОЛОЖЕНИЯ, СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ

СТАЕЕИНЕ! МАШИЕЕЕ! ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к контактной стыковой сварке методом непрерыв ного оплавления и может быть использовано при сварке встык черных и цветных металлов.

Известен датчик линейного перемещения, содержащий проволочный реохорд, причем положение контактных щеток реохорда, изменяет омическое сопротивление последнего и характеризует местоположение шины подвижной станины (1).

Недостатками известного устройства являются низкая точность н надежность, обусловленные наличием трущихся поверхностей и, как следствие, низкое качество контроля процесса сварки.

Известно также устройство, которое реализует способ стыковой контактной сварки оплавлением, содержащее тахогенЕратор, при этом для контроля взаимного положения подвижной и неподвижной станин значение скорости, измеренное тахогенератором, умножают на текущее значение времени (2), Недостатками этого устройства являются низкая точность контроля положения и скорости, запаздывание измерения, что ухудшает качество конт роля сварки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, реализующее сйособ контроля положения и скорости подвижной станины при контактной стыковой сварке, содержащее два преобразователя магнитного поля, расположенные по обе стороны от шины неподвижной станины, трансформатор напряжения, первичные обмотки которого подключены к губкам стыкосварочной машины, два интегратора, блок арифметически раз.ности, два дифФеренцирующих злемен15 та, включенных последовательно, выходные сигналы которых характеризуют скорость и ускорение соответственно и блок управления.

20 Преобразователи мат нитного поля соединены .с первым и вторык выходами трансформатора напряжения. Выход каждого иэ преобразователей соединен со входом соответствующего интегра25 тора, а выходы интеграторов — со входом блока .арифметической разности, с выхода кОторого сигнал о местоположении подвижной станины подается на вход первого из последовательно сое30 диненных дифференцирующих элементов.

85ВО78

Работа всех блоков управляется сигйалами блока управления, подаваемыми ,на соответствующие входы каждого блока, а вход блока управления подсоединен к третьему выходу трансформатора напряжения (3).

Недостатком Известного устройства является нелинейный характер статической зависимости положения подвижной станины от разности магнитных-индукций, измеренных в двух стационарных точках, и зависимость характеристики от марки и типоразмера свариваемых полос, что приводит к низкой точности измерения и, в результате, к ухудшению качества сваркй.

Цель изобретения. - повышение точ- 15 ности контроля, эа счет исключения зависимости показаний устройства от величины тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блоки 2О деления и логарифмирования, причем выходы интеграторов соединены с блоком деления, а его выход подключен ко входу блока логарифмирования, выход которого подсоединен к первомуиэ двух .последовательно соединенных дифференцирующих элементов, а управляющий вход блока логарифмирования соединен с выходом блока управления.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства контроля положения, скорости и,ускорения1 на фиг.2 расположение преобразователей магнит- ного йоля, датчиков Холла на шине неподвижной станины и распределение силовых линий векторов магнитной 35 индукции.

Устройство содержит два преобра.зователя 1 и 2 магнитного поля (например датчики Холла), расположенные по обе стороны от шины неподвижной 49 станины, трансформатор 3 напряжения, интеграторы 4 и 5, блок б деления, блок 7 логарифмирования, дифференци" рующие элементы 8 и 9 и блок 10 уп-. равления, при этом преобразователи

1 и 2 соединены с первым и вторым . выходами трансформатора 3 напряжения, подключенного к губкам стыкосварочной машины, выходы преобразователей соединены с соответствующими интегра-, 50 торами 4 и 5, выходы которых подключены к блоку б деления, его выход подсоединен к блоку 7 логарифмиро-. вания., последовательно с которым соединены два дифференцирующих элемента

8 и 9,. управляющие входы блока логарифмирования и дифференцирукицих элементов подключены к выходам блока 10 управления, вход которого соединен с третьим выходом трансформатора напряжения. Силовые линии векторов @) магнитных индукций нолей, образованных токоведущими шины подвижной и неподвижной станин пересекают два одноименных преобразователя (фиг.2)

Причем, и каждом полупериоде в пре- Я обраэователе, расположенном между шинами, гекторы магнитных индукций по принципу суперпозиции полей складываются а в другом преобразователе — вычитаются.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении .токоведущей шины подвижной станины плотность силовых линий магнитного поля, по мере приближения к неподвижной,;возрастает, поэтому на преобразователь 1 воздействует поле В„„ -В „, а на преобразователь 2 — В„„-В „. Ввиду того, что преобразователи подключены к трансформатору напряжения, первичная обмотка которого подсоединена к губкам стыкосварочной машины, с выхода преобразователей 1 и 2 получают различные сигналы, определяемые выражениями для идентичных датчиков

Холла:

8 =я-1ъ (S„ Sg„)

1 (n)

6 =та {5«++82 )ii

g, где З„и 2 " ЭДС Холла, пропор йональная мощности, ф — чувствительность датчиков Холла.

)М вЂ . управляющий ток, протекающий через пластину Холла и при взаимодействии с магнитным полем возбуждающий ЭДС Холла (управляющий ток пропорционален напряжению, снимаемому с губок стыкосварочной машины).

Векторы магнитных индукций пропорциональны тону сварки, поэтому

В- =К- 1св и В2.(=К ?сэ, (2) где К„ — const;

К ) "- %{S) зависит от местоположения токоведущей шины подвижной .станины.

Тогда выражение (1) перепишется в виде 1=З 1у1се(К- f(S)3 (3) и Е2-Г1уХсе (Z„+f{Я))

Эти мгновенные значения сигналов поступают на соответствующие интеграторы 4 и 5. Необходимость интегрирования объясняется тем, что технологический процесс сварки сопровож-. дается пульсациями, вйзванньв и взрывами металлических перемычек, а поэтому, очевидно, сигналы с датчиков также, являются пульсирующими и их нужно интегрировать. Интегрирование происходит эа полупериод промышленной частотй либо за интервал времени, кратный ей. Т.е, вйражения (3) перепишется в виде

"ф („=т(,-e(s>) )лм сн

0 0

85907й

)В =У(К, Ы(%)). ivv at (41!

О о

Для исключения влияния марки и ти" ,поразмера свариваемых полос, следует

5 освободиться от „, что

0 сЬ +1 осуществляет блок деления согласно выражению к„а(э)

- — =. 1 ЯЧ(В) (8)

К9+ Ф (Я) е

При получении соотношения интегральных значений В„к 6 вид выходного сигнала в зависймости от местоположения подвижной станины имеет вид параболы. Поэтому путем логарифмирования получаем линейную статическую характеристику. Входные дискретные (например, через каждый полупериад) сигналЫ после деления в блоке деления фиксируются, а затем поступают на

Юлок логарифмирования, чтобы обеспе- 25 чить дифференцирование сигналов ° Поэтому время интегрирования подбирается.

Таким образом, блок 7 логарифмирования.осуществляет измерение. 3Q перемещения, а элементы 8 и 9 последовательного дифференцирования измерение скорости и. ускорения.соответственно. Работой блоков 7,8 и 9 управляет блок 10 управления, который подсоединен к третьему выходу трансформатора напряжения, который циклически, в моменты прохождения через нуль сварочного напряжения, запускает блок управления, а сам блок управления работает по жесткой программе.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность получаемой информации, исключить влияние Марки стали и типоразмера свари-4 ваемых полос, линеаризовать статичес кую характеристику взаимного положеФ ния подвижной и неподвижной статины,. что повысит качество сварки.

Формула иэобретеиия

Устройство бесКОнтактноГо кОнтроля положения, скорости и ускорения подвижной станины машины для контакт ной стыковой сварки, содержащее два преобразователя магнитного. поля, рас положенные rio.обе стороны от Шины Не» подвижной станины, трансформатор напряжения, первичные обмотки которого.подключены..к губкам машины, а вторичные — к двум интеграторам, д)м . последовательно включенных диф4еРей . цирующих элемента и блок управления, причем входы преобразователей магнитного поля соединены с первым к вторым выходами вторичных обмоток трансформатора напряжения, а выход соединены с соответствующими интегра,торами,:управляющие входы двух диф-, ференцирующих элементов подключейы к выходу блока управления, ко входу которого подключен третий выход трансформатора напряжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, .с целью повышения точности контроля эа счет исключения зависимости показаний уст ройства от. величины ..тока., в устрой" ство введены блок деления и блок- логарифмирования, при этом выходы интеграторов соединены с блоком деле ния, его выход подключен ко входу блока логарифмирования, выход послед -. него подсоединен к первому из двух последовательно соединенных дифференцирующих элементов, а управляющий вход блока логарифмирования соединен с выходом. блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Датчики контроля и регулирования.. М., Машиностроение, 1965, с.33.

: 2. Авторское свидетельство СССР

9 313б28, кл. В 23 К 11/04; 07.09.71»

3. Авторское свидетельство СССР пе заявке 9 2441261,кл. В 23 К 11/04, 05 01.71 (прототип) °

859078

Pu< f

Составитель Г.Чайковский

Редактор Е.Дичинская Техред Ж. Кастелевич

Корректор Г. Наз арова йодпис ное

Заказ 7421/25 Тираж 1148

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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